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案例详细
标题全开全关阀门电动装置配电方式选择
技术领域工厂信息化
行业电力
简介
内容

 

 

 

1  引言

 

    全开全关阀门电动装置按其控制配电方式分类有两种:一体化方式,即电动装置自带换向接触器;分离式,即电动装置不配换向接触器,由用户另外设计提供。

 

    对于一体化的阀门电动装置,阀门电动头处配供380/220VAC电源及换向交流接触器CQKCQG,热继电器RJ,小型断路器KK需从用户提供的配电箱中选取。对于分离式,上述设备均需安装于用户提供的配电箱内。

1  全开全关阀门原理接线图

 

2  全开全关阀门原理接线图及安装接线

 

    全开全关阀门原理接线如图1所示。

    二种方案接线如表1所示。

1  二种方案接线

 

    由于分离式方案控制指令和阀门状态反馈的接线均只从配电箱到DCS机柜,而DCS系统内的DODI模件基本上是8通道以上的输出或输入,故布置在同一配电箱内的阀门的控制指令电缆大都能够合并,即2~4个阀门合并一条电缆,同理,对于其状态反馈电缆也可以合并,相对于一体化方案的每个阀门用二条电缆来说,电缆数量减少。同时由于配电箱与DCS机柜的距离较近,可进一步减少电缆长度。

 

3  方案比较

 

    目前大部分电厂均采用后一个方案,即配电箱提供控制回路的方式。这两种方案究竟哪个更具有优越性呢?

 

    笔者以刚完成的韶关电厂#9机组200MW改造项目为例对上述两种方案进行比较,该项目有电动阀门炉侧140台汽机侧180台共320台。

 

3.1  经济性

(1)  配供电设备

        2002年发电的广州恒运D 厂的汽机主蒸汽电动门为扬州电力设备修造厂2SA系列产品,根据咨询配电方式采用一体化与否的价格差约为5 000/台。

 

    如320台阀门全部改为方案一一体化的形式,需增加投资5 000/台×320台=160万元。

 

    目前,多数发电厂的阀门电动装置配电箱采用GCR抽屉式,每台GCR抽屉式配电箱可以为72个一体化阀门电动装置提供电源,或为18~20个分离式阀门电动装置提供换向接触器控制配电回路。

 

    按照方案一,需采用5GCR抽屉式配电柜给320个阀门配电。而方案二根据韶关电厂#9机组200MW改造项目需18GCR抽屉式配电柜,每个抽屉式配电柜约5万元,即方案一比方案二可节省投资约65万。

根据上述比较,一体化与分离式方案配供电设备价格差为:160万元-65万元=95万元

即方案一一体化方案比方案二分离式方案增加投资95万元。

(2)  电缆价格差

    二种方案所需材料如表2所示。

2  二种方案接所需材料

 

    说明:韶关电厂#9机组200MW改造项目中采用分离式配电方案,所以方案二中电缆长度与条数以该项目实际开列数量为例。由于阀门电动装置数量不变,一体化方案中供电电源电缆KVV22-5X1.5长度与方案二中KVV22-10X1.5控制电缆长度相同,为23 880米,计算机电缆KVVP-4X1.0为供电电源电缆KVV22-5X1.5长度的2倍。

 

    根据《电力建设装置性材料综合预算价格(2000年)》Z-771条热控电缆预算价为14 449.12/千米,方案二可节省电缆费用为:(71 64032 115)米÷1 000×14 449.12/千米=571 101.468元。

 

(3)  电缆敷设价格差

    由于上述电缆截面在10.5~20.5 mm2之间,根据中国电力企业联合会2002221日发布的《电力建设工程预算定额》电缆敷设YD8-44100米电缆敷设基价为231.83元,方案二可节省电缆敷设费用为:(71 640-32 115)米÷100米×231.83元=91 630.80元。

 

(4)  电缆桥架价格差

    根据表1所列数据,方案一比方案二电缆条数约多440条,由于控制电缆在桥架的填充率一般取50%~70%,根据工程经验和增加的电缆在韶关电厂#9机组200MW改造项目所占份额比例,最少需增加20万电缆桥架投资。

 

(5)  土建建筑价格差

    韶关电厂#9机组锅炉热力控制配电箱由于锅炉房环境差,配电箱布置在电子设备室内。汽机热力配电箱一般布置在主厂房内。由于电子设备室面积的减少并不能一定减少厂房的征地和建筑面积,方案一的优点并不能明显反映,故可不做比较。

 

    综合上述所述,方案一比方案二增加投资约为:2.1.12.1.22.1.32.1.495万元+57.1101468万元+9.16308万元+20万=181.2732268万元。

 

    从经济性比较,即方案二(分离式方案)比方案一(一体化方案)更具有优势,可以节省投资180多万元。并且由于电缆和电缆桥架的数量大幅减少,施工时间从而缩短,为机组的提前投入运行提供了可能,而机组的提前商业运行所带来的巨大经济效益和社会效益,在电力供应紧张的今天,更不是几百万元所能衡量的。

 

3.2  检修和可维护性

    根据发电厂的管路布置,阀门电动头经常布置得比较分散,有时在半空中,需要通过爬梯上下,检修平台较小,有些恶劣情况仅能勉强容下1人,甚至连爬梯也没有。电厂管路里的蒸汽为高温介质,其管路上的阀门电动头所处环境温度较高,对安装在电动头内的电子元器件的正常工作和寿命又是一种严峻的考验。一旦发生电子部件故障,需要维护人员到现场对其维修和更换,停运时间较长,维护人员的工作条件艰苦。

 

    由配电箱配供控制电路的阀门,由于其控制电路的电子元器件布置在GCR抽屉内,环境条件较好,减缓了电子元器件的老化,降低了阀门故障发生的几率。并且抽屉式控制回路是模块化设计,一旦发生故障,只要将故障的抽屉抽出,用同一容量的备用抽屉替换即可,维护时间很短,故障的抽屉可以由维护人员带回条件较好的班房进行维修,有利于提高设备可控性和机组的自动化投入率,降低运行和维护人员的工作压力,得到了各个电厂的认可。

 

3.3  灵活性

    由于一体化电动装置是随阀门配供,故接线设计是典型的,用户不可以修改、增减功能,例如它一般不设过力矩报警回路,因此,当出现开向/关向过力矩时,不能在DCS系统中报警。分离式可根据用户要求增减,则可以设计该回路(将LB布置在配电箱内),实现过力矩故障报警。

 

4  结论

    由于发电厂的阀门数量较多,根据以上比较可知,无论是经济性、检修性、可维护性还是灵活性均是分离式由配电箱配供控制电路比一体化(即电动装置自带换向接触器)的方案优越,因此,发电厂设计中全开全关阀门电动装置选用分离式的电动头是合理的。