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1、15MW高炉煤气发电项目技术方案上海运能能源科技有限企业2023年1月目录4.6电气设备及系统304.7热工自动化364.8通讯438.附件(9)附图09：电气主接线(10)附图10：DCS控制系统网络配置图（三）附图11：电站综合自动化系统图4.6电气设备及系统发电机发电机采用汽轮发电机，额定功率15MW。励磁方式为：三机无刷励磁(暂定)。重要负荷明细(暂定)序号名称规格数量用备IOkV50HZ单台功率(kW)运行功率(kW)一、锅炉系统1给水泵21用1备125012502引风机11用125012503送风机11用450450二、汽机系统45三、其他67合计电气主接线D主接线方案本工程装机规
2、模为1x15MW汽轮发电机组，额定电压为10.5KVo发电机出口设置一段IOkV日勺主母线，由该母线引出一根电缆线路就近接入变电站室内2#制氧5324柜IOkV母线进行联络。低压厂用电电压：0.38/0.22kVo电源引自风机房低压柜，为全厂低压负荷供电，380V采用单母线。机组的启动/备用电源由联络线倒送获得。各级电压的中性点接地方式：发电机中性点采用不接地方式，IOKV中性点为不接地方式，400V厂用电系统中性点为直接接地动力和照明共用的低压供电网络。发电机出口IOkV配电室布置在主厂房0.00m。电气主接线详见附图“电气主接线”。2）发电机回路接线发电机组经出口断路器接入10.5KV发电
3、机电压母线。发电机出线端设1组电流互感器，中性点端设1组电流互感器。发电机出线端配置2组电压互感器。3）配电装置10.5kV10.5kV母线为单母线不分段连接。10.5kV出口及10.5kV母线上各装设一组电压互感器，作为计量及同期用。厂用电及直流系统1）厂用电系统厂用电系统采用IOkV和380V两级电压。高压厂用电动机由10.5KV供电，低压厂用电动机、照明和检修等低压设备由380V供o发电机出口电压10.5kV厂用低压配电电压380VAC操作电压220VAC2）直流系统及UPS本工程发电机系统设1组蓄电池，电压为220VDC向自己时机组的直流控制负荷、热工负荷、汽机直流事故油泵、UPS负荷
4、以及直流事故照明负荷供电。蓄电池采用免维护型，容量为100Ah,分别布置在主厂房内。本工程共设1套交流不停电电源系统，为DCS系统、电气、热控、通讯等重要负荷提供安全、不间断的!交流电源。交流不停电电源和配电屏布置在各自主厂房6米层的J主控室内。电气设备布置主厂房设有机、电、炉集中控制室、及高压配电室。主控系统的微机保护测控屏、微机监控免维护直流电源屏、远动屏等布置在主控室内。发电机中性点及引出线的设备布置在发电机小间内。在主厂房内，设有厂用高压配电室，10.5KV配电装置及变频调速控制柜布置在其中。计量IOkV联络线电厂侧作为电量计费关口点。配PT/CTo电气测量装置测量装置按照电测量仪表装
5、置设计技术规程的配置原则，将模拟量信号转化为数字量信号送入单元DCS系统,在LCD上显示。继电保护和安全自动装置继电保护遵照继电保护和安全自动装置技术规程配置。发电机保护均采用微机保护。保护装置出口采用硬接线连接。保护装置的报警信号通过DCS系统报警。本工程采用下列自动装置：令微机自动调整励磁装置。令微机自动准同期装置DCS系统可以通过通讯接口或硬接线对自动装置进行监测。本工程采用机、电、炉集中控制室的控制方式。为了实现机、电、炉集中管理，使集中控制室内机、电、炉的控制水平协调一致,本工程电气系统的监控进入热工专业合并的DCS系统，电气系统单独设置操作员站。DCS系统的选型、系统配置、技术参数
6、、性能指标等详见热控专业阐明。本工程DCS系统采用LCD监视，键盘鼠标操作的控制方式，仅在操作员站控制台上保留发电机出口断路器的紧急停机按钮。电气系统进入DCS系统监控的元件有：发电机、励磁系统、厂用电源、单元机组机炉程控电动机、220V直流系统、UPS系统。本工程同期系统设有带有闭锁的手动准同期装置和自动准同期装置。同期点设在发电机出口开关柜。电缆选择和敷设动力电缆和控制电缆均采用铜芯电缆，重要的消防系统、火灾报警系统、不停电电源等使用的I动力电缆和控制电缆均采用耐火电缆。IokV动力电缆的J绝缘水平应为133%额定电压。低压动力电缆的绝缘水平应为1000V,控制电缆的绝缘水平为500V。主
7、厂房Om部分采用电缆沟，Om以上部分采用架空桥架。接地全厂接地按交流电气装置接地的有关规定进行设计。对所有电气设备外壳、开关装置和开关柜接地母线、金属架构、电缆桥架、金属箱罐和其他也许事故带电的金属物的接地系统进行设计。各级电压中性点接地方式发电机出口电压为10.5kV令厂用电为380/220VAC,为中性点直接接地系统。重要设备选择和布置1)导体及设备选择原则导体及设备选者遵照导体和设备选择设计技术规定(SDGJ14-86),并考虑如下特殊气象条件。选择导体和设备的环境温度为35,屋外设备耐受日勺环境最低温度为-40。电厂海拔高度不超过Iooom,常规电气设备安全可以满足规定。2）重要设备选
8、择高压开关柜选用KYN-10型铠装金属封闭开关柜，内配真空断路器。低压配电屏选用MNS或GCS型低压抽出式开关柜，柜内元器件选择技术先进、质量可靠的合资或国产优质产品。4.7热工自动化设计范围本工程热工检测和控制的对象为：1190th高温超高压再热煤气锅炉+1台15MW高温超高压背压式汽轮机+1台15MW发电机及其生产辅助设施。详细分为如下子系统：主厂房部分lxl90th高炉煤气锅炉的系统控制。lxl5MW高温超高压背压式汽轮发电机组的系统控制。热力除氧给水的系统控制。令辅助车间部分循环冷却水的系统控制。热工自动化水平和控制室布置1）热工自动化水平主厂房设备日勺控制方式a）机组采用机、电、炉集
9、中控制方式，设一集中控制室，控制室位于主厂房6米层。控制对象为锅炉、汽轮发电机组、除氧给水、供水、循环冷却水。b）本期工程机组，在汽轮机房机头附近，设置一面汽机开机盘，供汽轮机启动、停机时监测参数用。本期工程机组采用分散控制系统（DCS）,配很少许的!后备停炉、机、发电机按钮。对机组进行集中监视、分散控制、保护及辅助安全监视，使机组的自动化水平到达较高的程度。实现上述自动化设计后，可使机组到达如下水平：a）真正实现以操作员站为中心的机组监视与控制，使机组的键盘人员大大减少，在集控室实现每主设备1人为主，就地设少许巡检人员的I运行、管理模式。b）在机组启停、正常运行或异常工况时能自动对有关参数进
10、行扫描和自动处理。当参数越限时可自动报警打印。机组事故后，可对事故前、后一段时间的追忆进行打印。c）在集中控制室内可实现机组的启、停运行的控制，正常工况下的!监视和调整以及机组运行异常与事故工况时处理。辅助车间设备的J控制方式：循环冷却水采用的系统监控控制，除盐水制水系统采用的控制不在本设计范围内。2）控制室布置本项目电子设备间布置在新建汽轮机房内，操作员站和工程师站设置在原高炉鼓风机房的控制室。详细布置详见有关专业布置图。控制室内设置DCS控制系统的显示屏、计算机。设置热控综合盘，盘面布置汽机本体仪表TSI盘、锅炉水位监视仪表和汽包水位、燃烧视频监视器。电子设备间内设置热工控制电源柜、DCS
11、控制机柜和锅炉红外线火焰监测器的控制机柜等控制设备。3)自动化系统配置及重要功能分散控制系统(DCS)基本配置详见DCS系统配置方案图。DCS的)功能包括数据采集系统(DAS),模拟量控制系统(MCS),次序控制系统(SCS).汽机跳闸控制系统(ETS)o汽机数字电液控制系统(DEH).汽机监视系统(TSI)随汽机成套供货。DEH设有与DCS数据通讯接口；TSI与DCS日勺数据互换采用硬接线方式。4)控制系统的可靠性在选择较为先进可靠的分散控制系统的基础上并充足运用其功能之外，重要还采用如下的J可靠性措施：DCS系统应具有良好日勺开放性并易于扩展.同步还应具有良好日勺防病毒入侵能力。DCS的冗
12、余设计,DCS各个功能装置中规定通讯网络、通信接口、处理器冗余设置。DCS供货商应从安全性、符合均衡和故障分散日勺角度进行I/O分派。令DCS中重要的参量，要考虑一次元件双重设置或采用3取2、2取均方式设置，同步考虑对应模件冗余设置。热工自动化功能1）数据采集系统（DAS）能持续地、及时地采集和处理机组在不一样工况下日勺多种运行参数和设备运行状况，并有良好的中断对应。通过彩色LCD或功能键盘，能为运行人员提供机组在正常和异常工况下的）多种有关信息。通过打印机能完毕打印制表、开关跳变、次序记录、事故追忆、LCD画面拷贝等功能。DCS系统的监视范围限于对主、辅设备各有关参数日勺监视和处理，如下参数
13、将进入DCS系统：机组启、停运行及事故处理过程中需要监视和记录的参数。定期制表所需要的参数。重要的风门、挡板开度及油动机行程等参数。重要日勺电气参数。2）自动调整系统（MCS）MCS能满足机组在负荷至100%MCR负荷范围内，控制运行参数不超过容许值。令使用分散控制系统构成的自动调整系统有：锅炉鼓、引风自动调整系统高炉煤气流量自动调整系统锅炉给水自动调整系统过热蒸汽自动调整系统除氧器水位、压力自动调整系统凝汽器水位自动调整系统轴封压力自动调整系统3）次序控制系统（SCS）SCS系统功能为：通过LCD和键盘（鼠标）对机组被控制功能组进行操作控制。运行人员可按照功能组启、停。也可进行单台设备的软手
14、操。根据主设备、辅助设备及工艺系统的运行规定，构成不一样的次序控制子功能组。子功能组至少包括如下内容：燃气子组鼓、引风机子组锅炉疏水、放汽子组电动给水泵子组循环水泵子组汽机油系统子组其他控制系统子组令汽机505数字电液控制系统（DEH）o基本功能包括：（以最终技术协议为准）自动/手动升速闭环速度控制（汽机预热/转动/升速/速度保持/自动转动到临界转速）自动/手动同期速度试验（103%,110%,113%）超速保护手动/自动不需要人工干预热工保护和功能炉有如下停炉保护：汽包水位保护主蒸汽压力高（过压）保护高炉煤气速关保护汽轮机、发电机有如下停机保护：紧急停机发电机一次保护汽机有如下保护：汽机超速润滑油压低轴承振动值高手动停机汽轮机和电厂其他保护。重要保护功能的冗余设计原则专用保护的数字仪表的接点信号，应当三取二后直接用于停炉或停机。保护系统具有防止误操作或不妥操作日勺措施。热工信号报警原则。DCS监控系统内需要提供如下的声、光报警信号。报警信号必须精确可靠。工艺系统参数偏离正常范围热工保护动作及重要辅助设备故障热工监控系统故障热工电源、气源故障重要电气设备故障辅助系统故障热工自动化配置D系统硬件分散控制系统（DCS）汽机数字电液调速系统（DEH）2）硬手操在操作员站台面上将布置下列
