石灰石—石膏濕法脫硫工程柴油發電機組容量選擇

薄海濤

[摘 要]介紹石灰石-石膏濕法脫硫的柴油發電機組容量選擇計算，結合本公司的脫硫工程進行了實例計算。

[關鍵詞]石灰石-石膏法脫硫；柴油發電機

[中圖分類號]X701.3 [文獻標識碼]A

隨著火力發電廠旁路擋板門的取消，脫硫裝置的安全與主機有著同等重要的位置，脫硫的運行安全直接影響主機的安全。脫硫保安段對電源的要求是獨立性，即電源不應受電網故障的影響。在正常運行時，可以由本機組的低壓廠用變壓器供電。失去廠用電后，可采用快速起動的柴油發電機組供電。一般有20s左右的停電時間。必須注意，脫硫島保安段的重要設備僅限于脫硫島交流電源突然失電后，為了使機組能夠安全停下來，不能損害設備，并且能夠快速的起動并恢復供電的負荷。我公司于2005年進入國內脫硫工程總包領域，脫硫技術上以石灰石-石膏濕法為主，迄今為止共實施了50個項目。在脫硫工程的實施過程中，積累了一些柴油發電機組容量計算的經驗。

1 脫硫島中柴油發電機組的作用

為保證脫硫系統的安全運行，脫硫島內吸收塔攪拌器、濕式球磨機油站、除霧器沖洗水泵、石灰石漿液箱攪拌器、工業水泵、熱控系統儀表、工業電視、DCS系統、火災報警系統、脫硫島電梯等均要求脫硫保安MCC段能提供可靠的供電。

脫硫事故保安段留有20%的備用回路。如果主廠房不提供保安電源，則脫硫島內每兩臺機組設置一套柴油發電機組給脫硫島保安段供電，具體根據招標文件要求。脫硫保安MCC段平時主要靠脫硫PC段提供電源，當脫硫PC段斷電后則自動切換到柴油機組供電。

2 柴油發電機組型式及容量選擇

（1）柴油發電機首先應該采用迅速自啟動型并且應急，掉電后首次自啟動并且可以恢復用電的時間大約需要15秒到20秒；柴發機組應該可以實現自啟動進行工作并可以最大連續不斷自啟動三次能夠成功運行的性能指標；柴發機組應該運用快速和渦輪增壓型的廢氣型；柴發機的啟動方式應該運用電動啟動型；柴發的冷卻方式應該運用閉式循環水冷卻方式；柴發應該運用迅速反應的勵磁系統型；發電機組的接線方式應該運用星形接線，中性點可以引出來；柴發機組的容量的計算公式，應該運用換算系數方式。保安負荷主要為：工藝水泵：45kW工業水泵：18.5kW事故照明：0.5kW UPS電源：20kW電梯：5kW熱控儀表電源：10kW 上述合計為99kW。

（2）計算負荷：Sc=K∑P=0.8*99.00kW=79.2kVA； Sc為計算負荷，K為換算系數（取0.8），P，是單個工作機組事故停運的時候，可能同時工作的脫硫保安設備（包括轉動和停止負荷）的額定功率總和。Pc=ScCOS?=79.2kVA*0.86=68.11kW；Pc為計算負荷的有功功率，COS?為計算負荷的功率因素（取0.86）。

（3）發電機組容量計算；發電設備同時輸出容量必須大于最大計算負荷功率：SE≥NSC =2*79.2kVA=158.40kVA；SE為發電機的額定容量，N是單個單元配置一臺柴油發電機組時候N=1；二個單元配置一臺柴油發電機組時候N=2；由技術指標比對來決定， SC為計算負荷。 發電機組帶動負荷啟動單臺最大功率的電機時后短時過載能力的校對： 發電機組在熱情況下，可以擔任1.5倍SE，時間約為15秒。 SE≥NSC+（1.25KQ-K）PDM/1.5=2*79.2kVA+（1.25*6-0.8）*45/1.5=306.60kVA；SE是發電機組的額定容量，N為每個單元配置單臺柴油發電機組時候N=1；二個單元配置單臺柴油發電機時候N=2；由技術經濟相比來決定，SC為計算功率，KQ是最大電機的啟動電流倍數（為6），K為換算系數（為0.8），PDM是最大電機的額定負荷（此處為45kW）。

（4）柴油機輸出功率的復核：連續1小時連續運行情況下輸出功率的校對：設計時參考在整個電廠停電時間1小時內，柴油發電機要可以承受最大保安設備的能力。柴油發電機1小時可以承受的負荷能力是1.1PX。PX≥αPc/1.1ηG=1.15*68.11kW/1.1*0.9=79.12kW；PX為實際輸出功率，PC為計算負荷的有功功率，α為柴油發電機組的功率，配合系數，取1.1，ηG為發電機的效率（取0.90）柴發電機首次的加載能力校對：制造廠家必須保證的柴發機組首次加載能力，不能小于額定功率的50%。因此，要求柴油發電機的實際輸出功率，不能夠小于2倍開始投運的啟動的有功功率。PX≥2.5KQ∑P〃EDCOS?Q=2.5*5.00*99.00kW*0.2=247.50kW；PX為實際輸出功率，KQ為起動負荷的電流倍數（取5.00），∑P〃ED是開始投運的保安類負荷額定功率總和，COS?Q是啟動負荷功率因數（最好取0.4，本處取0.20）。根據上面的計算結果，應該選擇柴油發電機的額定容量為250KW。

（5）最大電動機啟動時母線的電壓水平校對：最大電動機啟動時后，為了使保安MCC段母線的運行設備很少有影響，能夠保證不小于額定電壓的75%最好。由于發電機組空載啟動電機時所造成的母線電壓降比帶有負載啟動時嚴重很多，為此用發電機組空載啟動作為校對工況條件。電機啟動時后的母線電壓用以下公式計算。UM=SE/SE+1.25KQPDMX'D=310/310+1.25*6.5*45*0.233=0.78；UM為電動機正常起動時的母線電壓，SE為發電機的額定容量，KQ為最大電動機的起動電流倍數（取6.5），PDM為最大電動機的額定功率（此處取45），X'D為發電機的暫態電抗（標么值）（取0.233）

根據上述脫硫的實際計算，脫硫工程的保安MCC段一般選取柴油發電機容量為250kW給兩臺爐脫硫保安MCC段提供備用電源。

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