某樞紐管理區(qū)煤改電工程電氣設(shè)計(jì)介紹

1、某樞紐管理區(qū)煤改電工程電氣設(shè)計(jì)介紹摘要以某樞紐管理區(qū)煤改電工程為例，介紹鍋爐房、制冷機(jī)房的用電負(fù)荷計(jì)算、變壓器選擇等問(wèn)題，以及電氣設(shè)計(jì)中需要與暖通等專業(yè)互相配合的電鍋爐和制冷機(jī)組供電、自控等問(wèn)題。 關(guān)鍵詞電鍋爐 電力負(fù)荷 變配電所 自動(dòng)控制 中圖分類(lèi)號(hào)：TK22 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)： 1項(xiàng)目概況 某樞紐管理區(qū)是某水利樞紐工程正常運(yùn)轉(zhuǎn)的重要后勤服務(wù)保障基地，主要包括辦公樓、賓館、食堂及宿舍區(qū)等功能建筑，由東區(qū)、西區(qū)、西二區(qū)三部分組成，總建筑面積約為90500m2。除西二區(qū)僅需冬季供暖外，其余兩個(gè)區(qū)域冬夏均需提供空調(diào)用冷熱水，同時(shí)還要考慮每天為生活區(qū)內(nèi)近300人供應(yīng)生活用熱水，以及供應(yīng)游泳館

2、池水用熱水及淋浴用熱水。 樞紐管理區(qū)內(nèi)原有兩處鍋爐房（分別位于東區(qū)和西二區(qū)），一處制冷機(jī)房（位于東區(qū)），采用了燃煤蒸汽鍋爐加雙效溴化鋰吸收式制冷機(jī)冬夏聯(lián)合運(yùn)行的方式?？照{(diào)用冷熱設(shè)備迄今為止已運(yùn)轉(zhuǎn)近15年，將達(dá)到壽命年限，存在安全隱患。同時(shí)由于缺乏必要的煙塵和廢水處理措施且煤場(chǎng)未進(jìn)行必要的封閉隔離，自鍋爐運(yùn)行之日起，煙塵污染嚴(yán)重、鍋爐房環(huán)境惡劣、廢水恣意排放、運(yùn)煤堆煤飛塵肆虐等問(wèn)題就始終伴隨著樞紐管理區(qū)的發(fā)展。 隨著國(guó)家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略、建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)等政策的進(jìn)一步深入，能源發(fā)展方向重點(diǎn)的進(jìn)一步明確、燃煤價(jià)格不斷上漲等多種利好因素的出現(xiàn)，并且由于燃煤鍋爐自身固有的弊端，通過(guò)可行性研

3、究，最終確定采用電熱鍋爐及電力制冷作為管理區(qū)內(nèi)空調(diào)冷熱源。 東區(qū)鍋爐房原燃煤鍋爐改造為電熱鍋爐，東區(qū)制冷機(jī)房原溴化鋰制冷機(jī)改造為電力制冷，西區(qū)新建鍋爐房和制冷機(jī)房，西二區(qū)鍋爐房取消。 2 電力負(fù)荷 東區(qū)負(fù)荷：改造后東區(qū)鍋爐房、制冷機(jī)房最大設(shè)備功率4599.2kW，包括3臺(tái)電鍋爐（2臺(tái)1620kW，1臺(tái)1200kW）和配套水泵，2臺(tái)離心式冷水機(jī)組（每臺(tái)322kW）、1臺(tái)螺桿式冷水機(jī)組（178.2kW）和配套循環(huán)泵，計(jì)算視在功率為4141kVA；原有東區(qū)配電室（2x1000kVA變壓器），公寓樓（1x315kVA箱變），游泳館（1x400kVA箱變）。 西區(qū)負(fù)荷：新增西區(qū)鍋爐房、制冷機(jī)房最大設(shè)備功

4、率3380kW，包括2臺(tái)電鍋爐（每臺(tái)1620kW）和配套水泵，2臺(tái)螺桿式冷水機(jī)組（每臺(tái)178.2 kW）和配套循環(huán)水泵，計(jì)算視在功率為3044kVA；原有西區(qū)配電室（2x315kVA變壓器），三標(biāo)（1x250kVA箱變），一標(biāo)（1x315kVA箱變），二標(biāo)（1x315kVA箱變）。 東、西區(qū)總視在功率為11410kVA。 3 供電方案 東、西區(qū)原供電電源采用2根YJV22-3x95的10kV電纜供電至東、西區(qū)，由于管理區(qū)采用了電熱鍋爐和電力制冷設(shè)備，用電負(fù)荷增加了約7000kVA，原有的供電線路已不能滿足新增負(fù)荷的用電需求?？紤]到提供電源的上級(jí)35kV變電站變壓器容量可以滿足新增用電負(fù)荷的要求

5、，并且10kV出線回路充足，為了提高供電可靠性，從35kV變電站10kV段、段各引2回電源分別至管理區(qū)東區(qū)和西區(qū)，東、西區(qū)分開(kāi)供電。 4 10kV變配電所設(shè)置 東區(qū)鍋爐房、制冷機(jī)房專設(shè)10kV變配電所，共設(shè)3臺(tái)變壓器，1臺(tái)2000kVA的變壓器冬夏兩用（冬季為電鍋爐供電，夏季為制冷設(shè)備供電），1臺(tái)2000kVA的變壓器僅冬季為電鍋爐供電，1臺(tái)1600kVA的變壓器四季運(yùn)行（為電鍋爐、鍋爐附屬設(shè)備等供電）。西區(qū)鍋爐房、制冷機(jī)房專設(shè)10kV變配電所，共設(shè)2臺(tái)變壓器，1臺(tái)2000kVA的變壓器僅冬季為電鍋爐供電，1臺(tái)2000kVA的變壓器四季運(yùn)行（為電鍋爐、鍋爐附屬設(shè)備、制冷設(shè)備等供電）。 5 動(dòng)力

6、配電系統(tǒng) 在鍋爐房和制冷機(jī)房設(shè)置控制室，電鍋爐控制柜、電鍋爐系統(tǒng)控制柜、水泵控制柜均布置在控制室內(nèi)，制冷機(jī)組本體自帶控制柜。1620kW的電鍋爐設(shè)置3面控制柜，由變配電所低壓配電柜饋出6個(gè)630A的出線回路、共12根ZR-YJV-1kV-3x240+2x120出線電纜，沿室內(nèi)電纜溝敷設(shè)至控制柜；1200kW的電鍋爐設(shè)置2面控制柜，由變配電所低壓配電柜饋出4個(gè)630A的出線回路、共8根ZR-YJV-1kV-3x240+2x120出線電纜，沿室內(nèi)電纜溝敷設(shè)至控制柜；變頻給水泵、換熱機(jī)組、制冷機(jī)組、冷凍（卻）水循環(huán)泵等均由變配電所低壓配電柜饋線至其控制柜；鍋爐給水泵、熱水循環(huán)泵等附屬設(shè)備相對(duì)電鍋爐用

7、電量很小，其供電電源由電鍋爐系統(tǒng)控制柜引接。 電鍋爐控制柜至電鍋爐電加熱管的電力線路采用三芯ZR-YJV阻燃交聯(lián)聚氯乙烯銅芯電纜沿電纜溝敷設(shè)至電鍋爐本體，其他控制柜至水泵、換熱機(jī)組等的電力線路均采用四芯ZR-YJV阻燃交聯(lián)聚氯乙烯銅芯電纜沿電纜橋架敷設(shè)至各用電設(shè)備。熱工檢測(cè)信號(hào)線路分別由裝在電鍋爐本體上的溫度、壓力和水位傳感器接到電鍋爐系統(tǒng)控制柜中的PLC上，為避免干擾、確保檢測(cè)的準(zhǔn)確性, 檢測(cè)信號(hào)線應(yīng)采用屏蔽線, 并與電力線路分開(kāi)敷設(shè)。 6 自動(dòng)控制系統(tǒng) 電熱鍋爐控制系統(tǒng)模式為：PLCIPC方式，即可編程控制器工業(yè)計(jì)算機(jī)的監(jiān)控模式。鍋爐給水泵、熱水循環(huán)泵、變頻給水泵、換熱機(jī)組等附屬設(shè)備的控制

8、均集成到鍋爐系統(tǒng)控制柜中，該系統(tǒng)具有供暖、供熱水和定時(shí)啟動(dòng)三大功能，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電能環(huán)保型鍋爐的全自動(dòng)控制和全方位監(jiān)測(cè)。整個(gè)系統(tǒng)由PLC控制完成，具有手動(dòng)/自動(dòng)工況選擇功能，可以根據(jù)系統(tǒng)要求檢測(cè)鍋爐壓力、管網(wǎng)壓力、鍋爐溫度，還有熱交換器等外圍設(shè)備的壓力、溫度、流量，并進(jìn)行壓力、溫度的上下限輸出及聲光報(bào)警，同時(shí)可控制循環(huán)泵、補(bǔ)水泵的起停，控制電加熱管組的循環(huán)投切，自動(dòng)排除故障等，以保證電鍋爐正常、安全、可靠運(yùn)行。系統(tǒng)本身具備擴(kuò)展功能，可以增加控制方式，有很好的擴(kuò)展性和兼容性。 制冷控制系統(tǒng)應(yīng)用最新的微處理器技術(shù)，系統(tǒng)的控制包括以下內(nèi)容：一是根據(jù)管理區(qū)內(nèi)各建筑物使用安排自動(dòng)開(kāi)關(guān)冷水機(jī)組；二是根據(jù)使用冷

9、量負(fù)荷計(jì)算對(duì)冷水機(jī)組進(jìn)行臺(tái)數(shù)控制；三是根據(jù)動(dòng)態(tài)冷負(fù)荷進(jìn)行水量調(diào)節(jié)。系統(tǒng)通過(guò)直接接口進(jìn)行機(jī)組監(jiān)控，通過(guò)PID調(diào)節(jié)，精確控制冷凍水溫，自動(dòng)控制水泵起停，節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用，用戶可在本地或遠(yuǎn)程查看機(jī)組運(yùn)行信息。本工程通過(guò)通訊電纜將制冷系統(tǒng)運(yùn)行信息傳至電熱鍋爐上位機(jī)上，該上位機(jī)將電熱鍋爐控制系統(tǒng)和制冷控制系統(tǒng)傳輸上來(lái)的各種運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行處理、運(yùn)算后，顯示在計(jì)算機(jī)的屏幕上，并定時(shí)或隨機(jī)打印出報(bào)表，還可通過(guò)局域網(wǎng)隨時(shí)向上一級(jí)的管理級(jí)計(jì)算機(jī)傳輸數(shù)據(jù)。 7 結(jié)語(yǔ) 某樞紐管理區(qū)煤改電工程實(shí)施完成后，電鍋爐和電制冷機(jī)組在運(yùn)行期內(nèi)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，控制靈活，從根本上根除了爐渣、爐灰的排放，減少燃料在運(yùn)輸中的煙塵污染，有效改善了

10、管理區(qū)內(nèi)生態(tài)環(huán)境，并極大地降低了全年供熱制冷運(yùn)行成本。 在本工程的設(shè)計(jì)、施工過(guò)程中出現(xiàn)了一些問(wèn)題，在這兒寫(xiě)出來(lái)與設(shè)計(jì)同仁共勉。從變配電所饋電至電鍋爐控制柜的回路出線開(kāi)關(guān)選擇應(yīng)與電鍋爐供貨商及早配合，不同的廠家電加熱管組的負(fù)荷不同，所配套的控制柜數(shù)量不同，每臺(tái)控制柜內(nèi)所配的總開(kāi)關(guān)數(shù)量和容量不同，將直接影響變配電所低壓開(kāi)關(guān)柜的設(shè)計(jì)和訂貨。建議電鍋爐和鍋爐給水泵、熱水循環(huán)泵、變頻給水泵、換熱機(jī)組等附屬設(shè)備及其控制柜均由電鍋爐供貨商配套供貨，水泵均由鍋爐系統(tǒng)控制柜集中控制，這樣既方便了安裝接線、操作維護(hù)，又減少了故障，提高了安全可靠性。希望國(guó)家盡快完善電鍋爐技術(shù)方面的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)，使得生產(chǎn)廠家在型號(hào)和規(guī)格上遵循一定的標(biāo)準(zhǔn)