煤化工全廠蒸汽發(fā)電平衡及孤島運行方式介紹.

1、蒸汽發(fā)電平衡及孤島運行方式介紹大唐內(nèi)蒙古多倫煤化工有限責(zé)任公司一、公司概況大唐內(nèi)蒙古多倫煤化工有限責(zé)任公司2009年9月9日正式揭牌成立，注冊資本金約40.5億元人民幣，是中國大唐集團和大唐國際發(fā)電股份有限公司投資建設(shè)的國內(nèi)煤化工產(chǎn)業(yè)烯烴類（MTP）示范性項目，是國家能源發(fā)展戰(zhàn)略和產(chǎn)業(yè)政策鼓勵項目。是大唐集團公司打造“錫多克”產(chǎn)業(yè)基地進行煤炭綜合開發(fā)的項目之一，是大唐國際實現(xiàn)多元化發(fā)展戰(zhàn)略的核心項目之一。 公司特點 “四高兩型”，即：高投入、高產(chǎn)出，高技術(shù)含量、高附加值；集約型、環(huán)保型。整個工藝流程由褐煤預(yù)干燥、煤氣化、凈化、甲醇、MTP和聚丙烯等六套主生產(chǎn)裝置組成，同時配套建設(shè)空分及動力裝置

2、，上下游一體化。 主導(dǎo)產(chǎn)品聚丙烯，簡稱PP。本公司能夠生產(chǎn)均聚物、無規(guī)共聚物、抗沖共聚物和一整套配方的聚丙烯造粒產(chǎn)品，涵蓋近120種牌號（其中常用牌號16種），可有效滿足國內(nèi)、國際市場需要。 生產(chǎn)流程：褐煤經(jīng)過干燥、破碎成合格煤粉送入氣化爐，產(chǎn)出粗煤氣。經(jīng)凈化出去H2S 和多余的CO2，形成精致合成氣進入甲醇裝置。在一定溫度壓力和在催化劑的催化作用下，CO、CO2和H2發(fā)生反應(yīng)，生產(chǎn)粗甲醇，粗甲醇經(jīng)精餾提純產(chǎn)出精甲醇，送MTP反應(yīng)器反應(yīng)生產(chǎn)烯烴，通過精制進行分離，分離提純后的丙烯送PP，聚合反應(yīng)生產(chǎn)聚丙烯（PP）。第 13 頁 共 15 頁公司生產(chǎn)流程示意圖大唐內(nèi)蒙古多倫煤化工有限責(zé)任公司除各

3、管理部室、職能部門外，現(xiàn)擁有氣化分廠、凈化分廠、甲醇分廠、丙烯合成分廠、聚丙烯分廠、動力分廠、空分分廠、輸煤分廠、凈水分廠、公用工程車間、儀控車間、電氣車間、中央化驗室等主輔生產(chǎn)單位13個。二、蒸汽與電力的需求大唐內(nèi)蒙古多倫煤化工有限責(zé)任公司化工區(qū)擁有電力驅(qū)動設(shè)備近3000臺套，設(shè)計總電機功率為141MW；擁有蒸汽驅(qū)動設(shè)備9臺套，設(shè)計蒸汽用量1243t/h。這些電能、蒸汽是由動力分廠提供。動力分廠配置5×420t/h鍋爐，2×100MW+1×82MW汽輪發(fā)電機組，自用電負荷30MW，母管制運行，為公司提供蒸汽和電力。其中#3機為背壓機組。冬季氣候寒冷，采暖、伴熱需

4、要蒸汽約150200t/h。 正常生產(chǎn)動力需產(chǎn)1900t/h(夏季）2100t/h（冬季）蒸汽，其中1200噸供化工區(qū)，700噸供發(fā)電使用。三、孤島運行（一）必要性1、公司對電力的依賴整個公司生產(chǎn)對電力的要求很高，電力突然中斷后，造成所有轉(zhuǎn)動設(shè)備停運，各系統(tǒng)緊急停車，公用介質(zhì)輸送中斷，進而引起溫度、壓力等工藝參數(shù)失控，造成生產(chǎn)系統(tǒng)混亂，事故處置過程中極易發(fā)生泄漏、人員中毒、著火爆炸等情況。鍋爐不能產(chǎn)出蒸汽，后續(xù)生產(chǎn)中蒸汽驅(qū)動的大型透平機失去蒸汽，會造成設(shè)備損壞。空分失去蒸汽，不再產(chǎn)出氮氣、儀表氣。氮氣主要作為化工各界區(qū)的保護氣。失去氮氣后，預(yù)干燥失去氮氣很容易著火，各界區(qū)失去保護氣，也容易發(fā)生

5、著火爆炸。儀表氣失去后，閥門失靈，造成介質(zhì)互串，引起超壓、爆炸。生產(chǎn)中斷，大量物料需排放，產(chǎn)生大量的不合格產(chǎn)品，造成經(jīng)濟損失。 冬季時，伴熱失去，發(fā)生凍壞設(shè)備事故，采暖蒸汽中斷，影響生活。 2、公司對蒸汽的依賴如果動力分廠提供蒸汽不足，需要降低發(fā)電，從電網(wǎng)購電產(chǎn)生費用。2013年6月大修前，每天從電網(wǎng)購電費用在50萬元左右。 蒸汽嚴重不足，造成空分分廠的部分裝置停運，導(dǎo)致化工區(qū)其他生產(chǎn)系統(tǒng)全部或部分退出運行（取決于空分裝置與氣化裝置匹配情況）。 空分裝置非停，造成的損失都在千萬元。3、電網(wǎng)存在問題，供電可靠性差1)、公司所處的錫林郭勒地區(qū)電網(wǎng)以汗海站為中心，呈長距離輻射狀分布，廠區(qū)供電系統(tǒng)以2

6、20kV電壓等級并入該網(wǎng)，公司在電網(wǎng)結(jié)構(gòu)中位于末端，周邊地區(qū)無其他電源點，受電網(wǎng)影響電壓波動大，穩(wěn)定水平低。2)、公司所處的地區(qū)電網(wǎng)220kV系統(tǒng)為鏈式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，該鏈式網(wǎng)絡(luò)以單回220kV線路為主，而灰騰梁元上都線路（騰元線）因與錫盟500KV電網(wǎng)的汗塔線構(gòu)成長距離弱電磁環(huán)網(wǎng)，長期處于冷備狀態(tài)，因此該鏈式網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生以下問題時均會導(dǎo)致公司全停。（1）興廣明安圖元上都任意一回線路發(fā)生N-1斷線；（2）元上都變由灰騰梁變接帶方式下灰騰梁元上都線路發(fā)生N-1斷線；（3）廠區(qū)唐都線檢修方式下，元上都灤河線路發(fā)生N-1斷線； 電網(wǎng)事故案例2013年，因電網(wǎng)事故造成公司全停2次。4.8事故簡介2013年4月

7、8日07時12分因興廣到明安圖線路發(fā)生故障導(dǎo)致元上都站、灤河站、多倫煤化工全部停電，動力分廠正在運行爐同時滅火，發(fā)電機跳閘。蒸汽、氮氣、儀表空氣、循環(huán)水、一次水等全部中斷，各分廠直流系統(tǒng)、UPS系統(tǒng)轉(zhuǎn)入蓄電池供電，柴油發(fā)電機投入運行，公司全裝置進入緊急停車狀態(tài)。09時48分接調(diào)度令興明線故障排除要求合唐灤線251開關(guān)，09時56分接調(diào)度令合唐都線252開關(guān)，10時43分合降壓變204、205開關(guān)向化工區(qū)送電，各裝置開始進行系統(tǒng)恢復(fù)，經(jīng)處理直至4月12日各裝置恢復(fù)正常運行。6.29事故簡介2013年6月29日19時21分，元上都站灤元1線251，唐都線256受雷擊影響導(dǎo)致灤河站、多倫煤化工全部停

8、電。動力分廠正在運行爐滅火，發(fā)電機停機。化工生產(chǎn)中斷，各分廠直流系統(tǒng)、UPS系統(tǒng)轉(zhuǎn)入蓄電池供電，柴油發(fā)電機投入運行，各單位負責(zé)人到現(xiàn)場組織處理，裝置系統(tǒng)切為就地手動操作，關(guān)閉各塔液位控制閥及各物料互供閥，系統(tǒng)內(nèi)物料介質(zhì)泄壓排入火炬系統(tǒng)。20時35分接調(diào)度令元上都站故障排除要求合唐灤線 251開關(guān)，全廠進入送電恢復(fù)階段，22時30分化工區(qū)供電系統(tǒng)全部恢復(fù)正常，22時37分接調(diào)度令合唐都線252開關(guān)。至7月1日02時25分動力分廠三臺鍋爐啟動完成恢復(fù)正常供汽， 7月1日12時00分動力分廠2#機組并網(wǎng)發(fā)電。兩次事故雖然沒有發(fā)生人員傷亡、火災(zāi)和爆炸事故，但是都造成了一些設(shè)備損壞，生產(chǎn)中斷，物料排放，

9、造成巨大的經(jīng)濟損失。 孤島運行在電網(wǎng)事故時，可以由動力分廠發(fā)電滿足整個公司需要，等待電網(wǎng)恢復(fù)后，再與電網(wǎng)并列，避免了全廠停電造成的危險和經(jīng)濟損失，所以，孤島運行非常必要。（二）、孤島運行的前提1、公司與電網(wǎng)零潮流孤島運行時，公司電網(wǎng)負荷很小，電壓控制困難，若電網(wǎng)故障時，公司與電網(wǎng)有電量交換的話，很可能造成電壓過高或過低，無法維持孤島運行。所以必須保持公司與電網(wǎng)無電量交換，才能在故障時維持電壓，保證設(shè)備正常運行。2、公司出線開關(guān)與電網(wǎng)可同期并列電網(wǎng)故障消除后，公司應(yīng)能與電網(wǎng)同期并列，恢復(fù)電網(wǎng)供電，否則，仍需要全不停電后，再從新從電網(wǎng)受電，失去了孤島運行的意義。3、電網(wǎng)發(fā)生事故時，自動與電網(wǎng)解列公

10、司處電網(wǎng)末端，負荷支撐點少，在電網(wǎng)故障時，若不與電網(wǎng)解列，公司電網(wǎng)將帶地區(qū)負荷，發(fā)電能力無法滿足地區(qū)負荷的需要，仍然會造成全停。4、公司內(nèi)部電壓穩(wěn)定公司內(nèi)電壓不穩(wěn)，會造成設(shè)備低壓保護動作而跳閘，加劇電壓波動，最終造成跨網(wǎng)。（三）2013年以前， 影響孤島運行的問題 1、動力分廠存在問題設(shè)計問題，爐膛高度不足，容積熱負荷、斷面熱負荷過大，導(dǎo)致鍋爐出力嚴重不足，結(jié)焦、積灰嚴重。 受熱面材質(zhì)不合適，材質(zhì)的允許溫度低于計算溫度，經(jīng)常爆管。 一次風(fēng)溫偏低，加劇結(jié)焦積灰。 低壓蒸汽不足，減溫減壓站長期運行，既不經(jīng)濟也不安全 吹灰器數(shù)量不足，位置不合適2、熱控儀表方面的問題多倫煤化工動力廠5臺鍋爐為母管制運

11、行，但每臺鍋爐的燃料自動和蒸汽協(xié)調(diào)均未投入，不能實現(xiàn)燃料自動調(diào)節(jié)功能及穩(wěn)定投入。 未實現(xiàn)鍋爐母管制和汽輪發(fā)電機功率自動協(xié)調(diào)。 機組控制沒有轉(zhuǎn)速控制3、電氣方面的問題出線開關(guān)不能同期并網(wǎng)無自動解列裝置（四）針對問題所進行的改造1、根據(jù)現(xiàn)有煤質(zhì)進行換熱計算后，重新調(diào)整低溫過熱器面積，同時由于前期運行中低溫過熱器出口有超出材料使用安全上限的情況，本次整改更換低溫過熱器入口集箱至減溫器之間的受熱面及管道（含減溫器）。2、在現(xiàn)有省煤器管組下部增加一組省煤器，由于兩段換熱面節(jié)距不同，在原有省煤器管組及新增管組之間增加中間集箱。省煤器入口集箱標高向下調(diào)整，由原標高38870mm，降低到36515mm。3、鍋

12、爐吹灰器改造 鍋爐吹灰器改造前，由于吹灰器位置不合理，不夠完全將高過管排積灰吹盡，高過管排向火面積灰嚴重。1-5#爐共完成了高溫過熱器10臺長伸縮式舊吹灰器的移位及新增加10臺吹灰器，制作了20個吹灰器平臺。從鍋爐煙壓參數(shù)觀察，未出現(xiàn)較大面積堵灰，目前吹灰器吹灰效果較好，鍋爐負荷400t/h時未發(fā)現(xiàn)高過管排積灰現(xiàn)象。4、增加風(fēng)道加熱器，提高一次風(fēng)溫50。5、運行方式調(diào)整，#3機運行，退出減溫減壓站。6、設(shè)計穩(wěn)定可靠的鍋爐供汽與汽輪發(fā)電機功率協(xié)調(diào)控制功能7、將汽輪發(fā)電機組的控制方式在220KV出線開關(guān)斷開時改為轉(zhuǎn)速控制的協(xié)調(diào)方式。8、2012年在動力分廠新上一套線路開關(guān)自動同期裝置，并配備同期選

13、線器將廠區(qū)內(nèi)唐灤線251開關(guān)、唐都線252開關(guān)做為并列點。9、與南瑞研發(fā)部門探討后考慮增加安全自動化裝置。該裝置通過檢測電網(wǎng)的電壓和頻率，在電網(wǎng)出現(xiàn)故障時直接跳掉廠區(qū)251、252開關(guān)與電網(wǎng)解列，廠區(qū)轉(zhuǎn)入孤網(wǎng)運行，目前已委托內(nèi)蒙古電力設(shè)計院進行設(shè)計，該工程現(xiàn)為初設(shè)階段。10、與電網(wǎng)溝通協(xié)商，加強公司按可靠性。根據(jù)內(nèi)蒙古電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃，錫林郭勒南部地區(qū)于2014年內(nèi)將新建1座白音高勒500kV變，該變電站500kV側(cè)破口接入汗海灰騰梁500kV線路，220kV側(cè)破口接入元上都明安圖、元上都灤河220kV線路，將元上都紅井線路改接至白音高勒變，并新建白音高勒灤河II回、白音高勒元上都II回220kV

14、線路。若工程全部完工后也將會增強公司所處地區(qū)電網(wǎng)的穩(wěn)定。（下附未來電網(wǎng)情況示意圖）（五）針對問題進行改造后的成果1、動力分廠五臺鍋爐經(jīng)過改造，單臺爐出力由280t/h提高到420t/h，解決了制約全廠供汽的瓶頸問題，為化工區(qū)的平穩(wěn)運行打下了堅實的基礎(chǔ)，為孤島運行提供了前提條件。2、隨著2013年動力分廠五臺鍋爐的技改的完成，蒸汽量的大大增加，確保了充裕的發(fā)電蒸汽，3#汽輪發(fā)電機組啟動并網(wǎng)，投入各段抽汽，穩(wěn)定了0.7MPa、0.25MPa蒸汽管網(wǎng)，退出動力界區(qū)相關(guān)壓力段的減溫減壓站，提高了經(jīng)濟性和安全性3、通過在輸電線路加裝開關(guān)自動同期裝置，保證了廠內(nèi)電網(wǎng)平穩(wěn)，為孤島運行提供了前提保障。2013年7月在公司大修期間進行了單機低負荷孤網(wǎng)運行試驗，之后通過線路同期裝置分別以251、252開關(guān)為并列點完成并網(wǎng)。4、內(nèi)蒙古電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃的順利實現(xiàn)，也將極大改善多倫煤化工的用電環(huán)境。5、孤島運行控制的功能目前已進入設(shè)計階段，預(yù)計在多倫煤化工2014年度大修中實施完成。多倫公司孤網(wǎng)運行實現(xiàn)后，同時實現(xiàn)以下目標：（1）鍋爐主蒸汽母管壓力自動進行調(diào)節(jié)，實現(xiàn)蒸汽供應(yīng)量與蒸汽需求量的平衡。（2）汽輪發(fā)電機功率自動調(diào)節(jié)，實現(xiàn)多倫公司實時發(fā)電量與用電量平衡。（3）孤