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一级负荷设备量的确定

时间:2011-9-7 8:17:00   来源:中国发电机网   添加人:admin

  一级负荷是指突然停电将造成人身伤亡危险,或重大设备损坏且难以修复,或给国民经济带来重大损失者。对于贵溪冶炼厂(以下简称贵冶)的一级负荷设备是指在闪速冶炼系统中,不能停电的设备。

  为了满足一级负荷设备的供电要求,贵冶在一期时,特设了一套1 760 kW的事故柴油发电机组。当外部电源中断时,事故柴油发电机能在30 s内向系统供电,使生产设备免遭损失。

  在贵冶二期实施方案设计书中,设计院设计二期上一套与一期容量一样大的事故柴油发电机组。

  但是,贵冶二期项目经理部考虑到贵冶采用高冰铜品位、高富氧、高温、高强度的四高闪速熔炼等世界先进铜冶炼技术和设备,由建两座闪速炉改为一座闪速炉改造达到20万t/ a铜产量的方案确定后,贵冶二期还需要上那么大的事故柴油发电机吗为了既能保障生产的事故供电,又能节省建设投资,从贵冶的生产实际出发,二期项目经理部进行了多方面的考察论证工作。

  1一级负荷设备量的确定在二期的设计方案中,二期新增一级负荷设备主要用电大负荷是闪速炉循环水泵(累计225 kW)和阳极炉新系统排烟风机( 355 kW)。因此,要想减少新增一级负荷的用电量,首先应考虑这些用电大负荷能否减少。

  ( 1)闪速炉循环水新增一级负荷实际只需要一台155 kW的水泵。闪速炉循环水泵房一期已设置4台水泵: 2台155 kW的12sh- 9A型水泵、一台55 kW的8sh- 9A型水泵,还有一台117 kW的柴油机水泵。通过实测计算出一台155 kW的12sh- 9A型水泵能给闪速炉600 t水塔供水839 m 3 / h.若运行两台155 kW的12sh- 9A型水泵能给闪速炉600 t水塔供水1 678 m 3 / h,而二期20万t/ a铜规模时,闪速炉循环水系统供给闪速炉、电炉总用水量为1 450 m 3 / h,即使在事故供电状态下,闪速炉循环水系统还需供给阳极炉、事故发电机组等设备供水142 m 3 / h,总供水量为1 592 m 3 / h.可见,运行两台155 kW的12sh- 9A型水泵能够满足20万t/ a铜的生产用水量或事故供电状态下的保温时用水量。所以,二期只需再增加一台155 kW的12sh- 9A型水泵。20万t/ a铜时,三台155 kW的12sh- 9A型水泵,其中两台运行,一台备用。

  ( 2)阳极炉新系统355 kW的排烟风机不作为一级负荷设备。通过1995年的技术改造,阳极炉新增加的两台大炉子及双包浇铸系统已形成20万t/ a铜的生产能力。1997年2月27日在阳极炉模拟事故供电状态下,做了用老系统排烟风机( 160 kW)供两台新炉子( 3号, 4号炉)的保温实验。两台新炉子的烟气从旁通烟道进入老排烟系统。新阳极炉在保温作业的条件下,为了保持阳极炉内铜水温度,最大用油量为900 kg/ h,而实验将油量调节到960 kg/ h时,排烟温度仍远远低于上限控制值350 ,排烟风机的运行电流( 290A)也小于其额定电流( 320A)。由此可见,一台老系统的排烟风机能够满足二台新炉子的事故供电状态保温要求。所以,新系统的355 kW的排烟风机不作为一级负荷设备。只是,原老系统排烟风机仍作为一级负荷设备用。

  此外,一期一级负荷设备在二期时,仍然是一级负荷设备,开车顺序也不变。只是新增一级负荷设备根据生产工艺的实际要求,确定其开车时间顺序,如所示。

  2一级负荷设备的运行参数的确定要想计算二期后一级负荷设备总的运行负荷,就必须先确定每台设备的运行参数。全厂总的一级负荷设备中,一期的一级负荷设备占主体,这些一级负荷设备在二期后,其启动条件仍与一期时一致,所以其启动时的参数仍以一期日方提供的参数为准。

  只是由于具体负荷的变化,其高速稳定运行时的参数将可能发生变化。由于全厂突发性停电次数极少,停电时间也不长,只有通过试验测出一级负荷设备在事故供电状态下高速稳定运行时的负荷。试验中,将主要的一级负荷设备高速运行时的有功功率测试出。如:闪速炉重油泵: 3. 5 kW、油雾化用事故空压机: 51 kW、沉淀池送风机: 80 kW、干燥排风机:480 kW、干燥电收尘: 20 kW、闪速炉冷却水泵: 140 kW、闪速炉锅炉水循环泵: 150 kW、阳极炉排风机(老) : 160 kW、排风机的冷却风机: 3. 5 kW、燃烧风机(新) : 35 kW、稀释风机(新) : 34 kW、阳极炉重油泵(新) : 3 kW、阳极炉重油泵(老) : 2 kW、喷涂搅拌机:2.8 kW、锅炉给水泵: 200 kW、除氧器给水泵: 17. 5 kW、仪表空压机: 67 kW.

  确定了一级负荷各台设备的高速运行时的有功功率,再根据公式Q= ptg求出其无功功率数值。

  于是就可确定二期一级负荷设备的运行参数,如表2中所示。

  3计算一级负荷设备运行的总负荷量与事故柴油发电机的容量选择3 1计算一级负荷设备运行的总负荷量根据中的参数可计算出二期后全厂一级负荷设备总的运行负荷,如所示。

  根据中的数据,利用公式S= P 2 + Q 2可计算出各起动时间的视在功率,并作出负荷运行理想曲线图,如所示。

  3 2发电设备选择由负荷计算表可知,最大有功功率为2. 5 h的负荷为1 886. 6 kW,以此为依据计算如下:(1)发电机功率: S = P/ cos = 1 886. 6/ 0. 8= 2 358. 25( kVA)( 2)柴油机的功率: Ne= P/ ( K ) = 1 886. 6/( 0. 736 0. 945) = 2 712. 5( HP)根据上述考察和计算结果,二期项目经理部组织了有关专家和设计人员,进行了讨论和研究。为

  了充分利用一期已有设施,提高供电的可靠性、供电系统的灵活性和启动异步电动机的能力,设计二期的事故柴油发电机与一期的事故柴油发电机并联运行,或者二期的事故柴油发电机单独给闪速循环水系统供电。考虑到还可能会增加少量的一级负荷,最后,决定二期上一台480 kW的事故柴油发电机。

  事故柴油发电机额定主用功率为480 kW/ 600 kVA,额定电压6 300V,额定频率50Hz,功率因数: 0. 8,额定转速1 500 r/ min.二期和一期的事故柴油发电机总容量约为2 240 kW/ 2 800 kVA.

  4结束语贵冶二期工程项目经理部从贵冶的实际出发,充分利用一期已有设施,挖掘现有设备的潜力,并且依靠企业自身的技术人才进行了系统、周密的研究考察工作和生产实验测试工作,确定了全厂一级负荷设备的数量及其运行的实际负荷,切合实际地选择了二期事故柴油发电机的容量,节省了大量的建设投资,该项目仅设备费用就直接节约700多万元。

  本文介绍的贵冶二期事故柴油发电机的容量选择方案可为其它企业选择事故柴油发电机容量提供很好的借鉴。