淺析小型燃機(jī)發(fā)電工程中的幾點(diǎn)心得

孫后奎

摘 要：社會(huì)不斷發(fā)展，科技不斷進(jìn)步，節(jié)能減排是提高能源利用效率，減輕環(huán)境壓力，是促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必由之路；尤其是焦化、煉鋼企業(yè)利用焦?fàn)t煤氣、高爐煤氣或其他化工產(chǎn)品馳放氣式的小型燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電項(xiàng)目正被利用起來。

關(guān)鍵詞：燃?xì)廨啓C(jī) 發(fā)電 余熱

中圖分類號(hào)：TV752 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）03（b）-0108-01

焦化企業(yè)在煉焦過程中產(chǎn)生的焦?fàn)t煤氣，量大且不易儲(chǔ)存。該公司經(jīng)充分調(diào)研論證后選用美國(guó)GE公司的LM2500+G4燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組，建設(shè)了4×35MW+2×25MW的燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電項(xiàng)目，充分利用了焦?fàn)t煤氣，節(jié)約了能源、凈化了環(huán)境?，F(xiàn)將建設(shè)中的重點(diǎn)、難點(diǎn)控制及事故分析總結(jié)如下。

1 工藝簡(jiǎn)介

焦?fàn)t煤氣，經(jīng)脫硫進(jìn)入煤氣柜緩壓，再經(jīng)焦?fàn)t煤氣壓縮機(jī)加壓，壓力由3.5kPa提高到4.2MPa，經(jīng)過濾、預(yù)熱后進(jìn)入燃機(jī)燃燒室與壓縮空氣混合燃燒，燃燒產(chǎn)生的高溫高壓煙氣膨脹做功，推動(dòng)燃機(jī)轉(zhuǎn)子帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。做過功的煙氣還有540℃的溫度，該煙氣排入余熱鍋爐的爐膛，經(jīng)過換熱后可產(chǎn)生43T/h，5.3MPa，475℃左右的蒸汽，利用該蒸汽拖動(dòng)兩臺(tái)25MW的汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電，并從汽輪機(jī)低壓端抽出的乏汽用于外供。

2 土建施工難點(diǎn)

2.1 大體積砼基礎(chǔ)施工

煤壓機(jī)基礎(chǔ)、燃機(jī)基礎(chǔ)、余熱鍋爐基礎(chǔ)及主廠房機(jī)島基礎(chǔ)均是大體積砼基礎(chǔ)。由于體積較大，水泥水化熱作用及散熱條件限制，砼在硬化初期，中心溫度較高，而表面溫度受氣候影響很不穩(wěn)定，形成內(nèi)外溫差，使砼內(nèi)外產(chǎn)生壓應(yīng)力，表面產(chǎn)生拉應(yīng)力[1]，當(dāng)超出一定限制時(shí)就會(huì)出現(xiàn)裂縫，危及結(jié)構(gòu)。

控制大體積砼溫差的主要措施：

（1）合理調(diào)整混凝土的配合比，適當(dāng)減少水泥用量（每m3約減少30～40kg），降低水膠比，提高混凝土強(qiáng)度；參配粉煤灰（每m3約摻入90～120kg），減少早期水化熱；（2）控制料溫，將曬熱的砂料、石料淋水降溫；（3）在承臺(tái)內(nèi)安裝冷卻水管，采用50mm鋼管，層間管距1m，根據(jù)混凝土的厚度分層布置，通水降溫，并將排出的水蓄于混凝土頂面保溫養(yǎng)生；（4）加強(qiáng)振搗，保證密實(shí)，提高混凝土強(qiáng)度；（5）布置不同深度的測(cè)溫點(diǎn)，專人負(fù)責(zé)測(cè)溫、記錄。澆砼12h后開始，升溫階段每2h測(cè)一次，降溫階段每8h測(cè)一次，同時(shí)測(cè)量記錄大氣及砼表面溫度，當(dāng)內(nèi)外溫差超過25℃時(shí)采用覆蓋塑料薄膜或麻袋等方法處理；

2.2 預(yù)埋地腳螺栓的準(zhǔn)確定位

煤壓機(jī)、余熱鍋爐，特別是燃?xì)廨啓C(jī)對(duì)地腳螺栓位置精度要求較高，相對(duì)誤差要求3mm左右，由于首次預(yù)埋時(shí)已將基礎(chǔ)鋼筋綁扎完成，在綁扎好的鋼筋基礎(chǔ)上放置幾十個(gè)高精度要求的地腳螺栓非常困難，需要把部分鋼筋基礎(chǔ)割開，作業(yè)面狹小，施工很困難，用全站儀反復(fù)多次精確測(cè)量復(fù)核地腳螺栓的位置，澆砼前雖已合格，但在澆筑、振搗過程中又多次變位。后經(jīng)研究對(duì)未施工的基礎(chǔ)預(yù)埋采取了如下措施：

（1）用角鋼、工字鋼制作成固定支架，根據(jù)各地腳螺栓的位置在固定支架上鉆孔安裝；防止了各相對(duì)位置的變化。（2）在基礎(chǔ)開挖完成后，基礎(chǔ)鋼筋綁扎之前，先固定好地腳螺栓，再綁扎鋼筋，澆砼一次成功，即避免了空間狹小的施工難題，又避免了螺栓相對(duì)移位。

3 安裝、調(diào)試中的難點(diǎn)

3.1 保證管道的清潔度

由于燃?xì)廨啓C(jī)本體運(yùn)行安全的需要，對(duì)燃機(jī)本體管道系統(tǒng)的清潔度要求較高①如果有微粒被帶到高速運(yùn)轉(zhuǎn)的燃機(jī)壓氣機(jī)或燃機(jī)透平中會(huì)打壞運(yùn)轉(zhuǎn)葉片；②油路管道中，如有雜質(zhì)微粒帶入運(yùn)行系統(tǒng)會(huì)導(dǎo)致精密機(jī)件磨損[2]。

建議如下：

（1）管道運(yùn)輸中用塑料封頭將兩端密封，防止裝卸過程中雜物進(jìn)入；（2）二次搬運(yùn)及吊裝過程中盡量避免管道豎直著地，防止土、沙等雜物進(jìn)入管道；（3）管道對(duì)接坡口制作及對(duì)焊前塞入軟質(zhì)旋塞，焊接準(zhǔn)備工作完成后再將旋塞拉出，即防止了雜物進(jìn)入，又對(duì)管道做了初步清理；（4）使用前嚴(yán)格按照規(guī)范要求做好吹管工作。

3.2 電流互感器耐壓試壓出現(xiàn)問題

電氣設(shè)備投入使用前進(jìn)行工頻耐壓試驗(yàn)，當(dāng)電壓到17kV左右，發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)CT發(fā)生放電現(xiàn)象，即停止打壓。該CT由美國(guó)GE公司提供，由于試驗(yàn)電壓兩國(guó)存在差異，在我國(guó)根據(jù)《電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》GB 50150-91的規(guī)定10kV電流互感器交流工頻耐壓試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)為出廠30kV，交接27kV。

建議如下：

（1）由于設(shè)計(jì)規(guī)范不同，因此在設(shè)計(jì)理念上存在差異，需要事先協(xié)商使設(shè)計(jì)滿足技術(shù)要求；（2）若開關(guān)柜需要總體打耐壓，需要先弄清柜內(nèi)的設(shè)備，然后按柜內(nèi)元件的最低耐壓標(biāo)準(zhǔn)，作為總體耐壓試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)；（3）若開關(guān)柜的主體是柜殼及絕緣子，就按絕緣子的標(biāo)準(zhǔn)，打42kV既可；如果開關(guān)柜內(nèi)部還有干式變壓器，試驗(yàn)時(shí)沒有拆除引線，一起打耐壓，出廠需要打28kV，交接需要打24kV；（4）交流耐壓試驗(yàn)前，柜內(nèi)的避雷器、過電壓吸收裝置，帶電指示器的引線要拆除。

3.3 初期生產(chǎn)中，#3主變低壓側(cè)B相電纜在靠近升壓站圍欄電纜溝拐角處

絕緣擊穿與橋架發(fā)生接地短路，接地后，燃機(jī)控制系統(tǒng)受到干擾致#3機(jī)保護(hù)動(dòng)作停機(jī)。繼而#4機(jī)控制系統(tǒng)判斷86G出口繼電器故障，差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作跳機(jī)。由于B相電纜接地后，發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)零序電壓接地保護(hù)尚未投入，未能及時(shí)切除故障點(diǎn)致#4發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)PT柜內(nèi)接地保護(hù)PT擊穿燒毀。

由于發(fā)電機(jī)是國(guó)外集成進(jìn)口，其中性點(diǎn)接地保護(hù)是采用接地PT保護(hù)形式，該P(yáng)T沒有備貨，且國(guó)外廠家不贊成使用國(guó)產(chǎn)PT。從國(guó)外生產(chǎn)到廠工期較長(zhǎng)，為正常組織生產(chǎn)與國(guó)外人員溝通暫時(shí)更換其他發(fā)電機(jī)上的PT。

注意點(diǎn)如下：

（1）電纜防護(hù)層厚度不均，存在薄弱點(diǎn)；

（2）敷設(shè)過程中，檢查電纜貫通區(qū)尤其是拐角處有無銳利金具等，避免電纜受損；

（3）監(jiān)理單位應(yīng)加大監(jiān)管力度，及時(shí)糾正不規(guī)范施工行為；

（4）系統(tǒng)整體運(yùn)行前應(yīng)做詳細(xì)周密的檢查，排除隱患；

（5）電纜溝設(shè)計(jì)不合理，布線擁擠、散熱不足；

（6）將發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)零序電壓接地保護(hù)方式，更換為國(guó)內(nèi)較為成熟的避雷器保護(hù)方式。

4 結(jié)語(yǔ)

該焦?fàn)t煤氣發(fā)電項(xiàng)目，總裝機(jī)容量國(guó)內(nèi)最大，從設(shè)計(jì)到建筑、安裝、調(diào)試都有很多新的問題需要研究解決。

通過該工程建設(shè)者的團(tuán)結(jié)奮斗，共同努力，取得國(guó)內(nèi)13個(gè)月建成達(dá)標(biāo)投產(chǎn)的先例。現(xiàn)對(duì)該項(xiàng)目做一總結(jié)，希望能為同類建設(shè)的同行提供一些借鑒。

參考文獻(xiàn)

[1] 彭立海，張春生.大體積混凝土溫控與防裂[M].鄭州：黃河水利出版社，2005.

[2] 姚秀平.燃?xì)廨啓C(jī)與聯(lián)合循環(huán)[M].北京：中國(guó)電力出版社，2010.