燃气冷热电三联供工程技术规程.doc

燃气冷热电三联供工程技术规程6 电力系统6.1 冷热电三联供电站与电网系统的连接6.1.1燃气冷热电三联供是“以热定电”为设计原则,采用“联网不上网”的并网方式。冷热电三联供电站发电量仅占规划电负荷容量的1/3 1/2为宜,供电负荷容量不足部分由外网供给。因此，电站的系统联络线采取“逆功率保护”措施和分别计量电量的方式，确保联供电站只受电，不向系统送电的原则。6.1.2三联供电站选择在10KV电压系统接入电网，在10KV电网上实现电力平衡，损耗最小，运行最经济。发电机10KV母线或直配线可直供1/2总规划电负荷的容量，其余负荷全部由系统供给。如果规划负荷容量15000千瓦，若地区10KV供电系统满足不了规划供电负荷需求，则三联供电站需建设110KV/10KV或35KV/10KV降压变电站，发电机仍在10KV系统实现电力平衡。实际工程中的二个接线实例：图1 某CHP站电气主接线图图2 某CHP站电气主接线图6.1.3由于中、小型热电厂属于分布式电源等级的区网容量,当电厂联网运行后,发电机组将”跟随”区网系统运行,即其电压、频率等主要参数均取决于电力系统，除按区网调度和调峰需要外，不必随时进行调整，从而提高了运行的稳定性。6.1.4在联网运行的同时，必须考虑“解列”措施，以保证电力系统或发电机组发生故障时，能将故障限制在最小的范围内。为此，电业部门往往要求把发电机出口断路器或进线断路器作为解列点，以便使电厂不会影响到系统；而用户为了提高规划区域的供电可靠性，往往根据不同的外供电系统考虑适当的联网点（即解列点）。6.1.5当发电机电压母线上的容量最大的一台发电机停机，或因供热负荷变动限制发电机组出力时，外网容量能满足发电机电压母线上的最大负荷需求。6.1.6当CHP站含联网变电站时，电压等级、容量、调节方式需经区网所在地的供电部门认定。6.1.7 接线方案的选择。1）拟定23个可行的接线方案，并列出各方案中的主要电气设备进行经济比较，并从供电的可靠性、供电的质量、运行和维护的方便性以及建设速度等方面，进行充分的技术比较，最后确定一个最合理的方案。2）对确定的接线方案，一般考虑联网运行，按正常运行（包括最大和最小运行方式）和短路故障条件选择和校验主要设备及继电保护和自动化装置等方面的要求。6.2电能质量6.2.1用电单位的供电电压偏差、谐波百分数、与周波偏差应根据用电容量、用电设备特性、供电距离、供电线路的回路数、区网现状及其发展规划等因素，经技术经济比较和区网所在供电部门认定。6.2.2正常运行情况下，用电设备端子处电压偏差允许值（以额定电压的百分数表示）宜符合下列要求：一、电动机为5%。二、照明：在一般工作场所为5%；对于远离变电所的小面积一般工作场所，难以满足上述要求时，可为5%、10%；应急照明、道路照明和警卫照明等为5%、10%。三、其他用电设备当无特殊规定时为5%。6.2. 3.含区网供电变压器的系统设计为减小电压偏差，应符合下列要求：一、正确选择变压器的变压比和电压分接头。二、采用补偿无功功率措施。三、宜使三相负荷平衡。6.2.4.计算电压偏差时，应计入采用下列措施后的调压效果：一、自动或手动调整并联补偿电容器、并联电抗器的接入容量。二、自动或手动调整同步电动机的励磁电流。三、改变供电系统运行方式。6.2.5. 含区网的变压器在下列情况之一时，应采用有载调压变压器：一、35KV以上电压的变电所中的降压变压器，直接向35KV、10（6）KV电网送电时。二、35KV降压变电所的主变压器，在电压偏差不满足要求时。6.2.6.电压偏差应符合用电设备端电压的要求，35KV以上电网的有载调压宜实行逆调压方式。逆调压的范围宜为额定电压的05%。6.2.7.对冲击性负荷的供电需求要降低冲击性负荷引起的电网电压波动和电压的闪变（不包括电动机启动时允许的电压下降）时，宜采取下列措施：一、采用专线供电。二、与其他负荷共用配电线路时，降低配电线路阻抗。三、较大功率的冲击性负荷或冲击性负荷群与对电压波动、闪变敏感的负荷分别由不同的变压器供电。6.2.8.控制各类非线性用电设备所产生的谐波引起的电网电压正弦波形畸变率，宜采取下列措施：一、各类大功率非线性用电设备变压器由短路容量较大的电网供电。二、对大功率静止整流器，采取下列措施：1提高整流变压器二次侧的相数和增加整流器的整流脉冲数。2多台相数相同的整流装置，使整流变压器的二次侧有适当的相角差。3按谐波次数装设分流滤波器。三、选用D，yn11结线组别的三相配电变压器。6.2.9.设计低压配电系统时宜采取下列措施，降低三相低压配电系统的不对称度。一、220V或380V单相用电设备接入220/380V三相系统时，宜使三相平衡。二、由地区公共低压电网供电的220V照明负荷，线路电流小于或等于30A时，可采用220V单相供电；大于30A时，宜以220/380V三相四线制供电。6.2.10.电压的频率（周波）波动应小于5%；过电压误差为2.5%；小区楼宇的接线一般采用电缆为宜，为保障系统安全必须进行短路计算，计算应按GB/T 15544-1995进行。6.3继电保护6.3.1.继电保护和安全自动装置应符合可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求。6.3.2.继电保护和安全自动装置是电力系统的重要组成部分。确定电力网结构、厂站主接线和运行方式时，必须与继电保护和安全自动装置的配置统筹考虑，合理安排。6.3.3应根据审定的电力系统设计或审定的系统接线图及要求，进行进行继电保护和安全自动装置的系统设计。6.3.4继电保护和安全自动装置的新产品，应按国家规定的要求和程序进行鉴定，合格后，方可推广使用。6.3.5三联供工程继电保护设计应符合GB 14285-1993、GB50062D的相关规定。6.4接地保护6.4.1接地保护的范围分为A、B两类。A类是指交流标称电压500KV及以下发电、变电、送电和配电电气装置（含附属直流电气装置）；建筑物电气装置称为B类电气装置。6.4.2 A类电气装置接地的一般规定：（1）电力系统中电气装置、设施的某些可导电部分接地。接地装置应充分利用自然接地极接地，但应校验自然接地极的热稳定。（2）发电厂、变电所内，不同用途和不同电压的电气装置、设施，应使用一个总的接地装置，接地电阻应符合其中最小值的要求。（3）设计接地装置时，应考虑土壤干燥或冻结等季节变化的影响，接地电阻在四季中均应符合本标准的要求，但雷电保护接地的接地电阻，可只考虑在雷雨季节中土壤干燥状态的影响。（4）确定发电厂、变电所接地装置的型式和布置时，考虑保护接地的要求，应降低接触电位差和跨步电位差。6.4.3 B 类电气装置接地的一般规定：（1）接地装置的性能必须满足电气装置的安全和功能上的要求。（2）按照电气装置的要求，保护接地或功能接地的接地装置可以采用共用的或分开的接地装置。（3）接地装置的选择和安装应符合下列要求：a)接地电阻值符合电气装置保护上和功能上的要求，并要求长期有效。b)能承受接地故障电流和对地泄漏电流，特别是能承受热、热的机械应力和电的机械应力而无危险。c)足够坚固或有附加的机械保护。d)必须采取保护措施防止由于电蚀作用而引起对其他金属部分的危害。6.4.4 A、B类电气装置接地计算应符合 DL/T6211997的规定。10 . 电气设备及系统10.1电气主接线10.1.1CHP站的发电机组启停频繁，联网变压器几乎都采用双卷主变压器接入系统。由于启停频繁，故其高压侧断路器应选用适用于频繁操作的无油断路器。10.1.2发电机国内制造时，其额定电压应满足GB156-1993中表4、GB/T7064-2002中表4与表5的规定，以方便整个电力系统的运行、管理；引进国外机组时，宜采用制造厂成熟并与国家标准相应的、可靠的额定电压值。若全套引进国外设备，则宜按国际标准选取。10.1.3 降压变压器的容量选择当容量最大的一台发电机停机或因供冷、供热负荷变动时，系统能供给发电机母线上最大负荷。10.2 变配电系统10.2.1 厂用电系统10.2.1.1多轴配置联合循环发电机组的厂用电源通常从燃气轮机发电机出口母线连接的机组厂用变压器取得；考虑汽轮机组必须跟随燃气轮机组的运行而运行，所以汽轮发电机组出口不一定要单独设置高压厂用电源，可和燃气轮发电机组共用一个高压厂用电源。10.2.1.2CHP电站的厂用电电源的引接，根据DL51532002火力发电厂厂用电设计技术规定中4.5的规划设计。10.2.1.3 对于高压厂用启动/备用电源的引接可参照GB500491994中12.2.6、12.2.7、12.2.9及DL5000-2000中13.3.10、13.3.11、13.3.13、13.3.14的规定设计。10.2.1.4燃气冷热电三联供的燃气轮机发电机组可采用区网做为“黑启动”的应急备用电源。10.2.2配电开关柜10.2.2.1在中、小型热电厂设计中广泛采用成套配电装置。成套配电装置不仅可以大大减少现场的安装工作量，易于保证安装质量，而且结构紧凑，可以缩小面积、减少土建工程的工作量，从而大大提高了安全程度，便于维护等。10.2.2.2 610KV开关柜的选择，屋内成套配电装置可采用GG型固定式开关柜或KYN-10型、JYN-10型手车封闭式开关柜。对35KV屋内成套配电装置，则可采用GBC型手车式或固定式、GFC型全封闭手车式开关柜，以及JYN1-35型交流金属封闭移开式开关柜。另外，10KV户外尚可采用GWC型屋外手车式开关柜。10.2.3 CHP电站的配电系统的设计应符合GB 50052-1995配电系统设计规范规划设计的要求。10.3继电保护和二次接线10.3.1微机发电机保护是以差动保护、后备保护测控、接地保护为基本配置的成套发电机组保护装置，适用于单机容量为50MW及以下的发电机或发电机变压器组。10.3.2继电保护的设计应符合现行的国家标准电力装置的继电保护和自动装置设计规范的有关规定。10.3.3二次接线设计应力求安全可靠、技术先进、经济实用、符合国情，并不断总结经验，可采用经过鉴定的新技术和新产品。10.3.4二次接线设计应严格按照DL/T136-2001火力发电厂、变电所二次接线设计技术规程执行。CHP站由多台燃机组成时，宜采用微机分散控制系统（DCS），电气供电系统的微机分散控制（DCS）的具体范围应按电气二次接线设计有关技术规定。10.4 辅助设施10.4.1 直流系统10.4.1.1在小型热电厂中,为了供给控制、保护、自动装置、事故照明等的用电，要求有可靠的直流电源，一般选用220V或110V的蓄电池。现在一般采用国产碱性镉镍蓄电池。10.4.1.2直流系统选择可参照GB 5004994小型火力发电厂设计规范和DL5000-2000火力发电厂设计技术规程的规定。10.4.1.3不停电电源：CHP站内应有直流变交流的装置，以保障交流设备的启动及运行需要。10.4.2线路补偿10.4.2.1当采用提高自然功率因数措施后，仍达不到电网合理运行要求时，应采用并联电力电容器作为无功补偿装置。当经过技术经济比较，确认采用同步电动机作为无功补偿装置合理时，可采用同步电动机。10.4.2.2采用电力电容器作为无功补偿装置时，宜就地平衡补偿。低压部分的无功功率宜由低压电容器补偿；高压部分的无功功率宜由高压电容器补偿。容量较大，负荷平稳且经常使用的用电设备的无功功率宜单独就地补偿。补偿基本无功功率的电容器组，宜在配电所内集中补偿。10.4.2.3无功补偿容量宜按无功功率曲线或无功补偿计算方法确定。线路的补偿可参照GB/T 500521995国标执行。10.4.3电缆支架10.4.3.1电力工程的电缆设计可参考 GB 50217-1994进行。10.4.3.2电缆的防火设计应符合国标GB 50229-1996的5.7、9.3中的相关规定。10.4.3.2电缆的布线应符合国标 GB50054-1995的5.6中的相关规定。15施工及验收1、范围本施工及验收标准适用于新建、扩建燃气轮机标准单机额定出力为5MW50MW级的简单循环和燃气-蒸汽联合循环的CHP站。2、规范性引用文件电力建设施工及验收技术规范 锅炉机组篇DL/T 5047-1995电力工业锅炉压力容器监察规程DL612-1996输气管道工程设计规范GB50251 小型火力发电厂设计规范GB50049-94天然气集输送管道施工及验收规范SY/T0466燃气-蒸汽联合循环电厂设计规定DL/T5174-2003火力发电厂水汽化学监督导则DL/T 5601-1995电力建设施工及验收技术规范 汽轮机机组篇DL/T 5011-1992电力建设施工及验收技术规范 管道篇DL 5031-1994电力建设施工及验收技术规范火力发电厂焊接篇DL 5007-1992电气装置安装工程高压电器施工及验收规范GBJ 147-1990电气装置安装工程电力变压器、油浸电抗器、互感器施工及验收规范 GBJ 148-1990电气装置安装工程母线装置施工及验收规范GBJ 149-1990电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范GB50168-1992电气装置安装工程接地装置施工及验收规范GB50169-1992电气装置安装工程旋转电机施工及验收规范GB50170-1992电气装置安装工程盘、柜及二次回路接线施工及验收规范GB501719-1992电气装置安装工程35KV及以下架空电力线施工及验收规范GB50173-1992电气装置安装工程电梯电气装置施工及验收规范GB50182-1993电气装置安装工程低压电器施工及验收规范GB50254-1996电气装置安装工程起重机电气装置施工及验收规范GB50256-1996电气装置安装工程爆炸和火灾危险环境电气装置施工及验收规范GB50257-1996电气装置安装工程1KV及以下配线工程施工及验收规范GB50258-1996电气装置安装工程电气设备交接试验标准GB50150-1991电力建设安全工作规程（变电所部分）DL 5009.3-19973、总则3.1 为了在燃气冷热电三联供工程设计中，贯彻国家的基本建设方针、政策，提高建设的工程质量、节约能源、节省投资、合理地地利用天然气这一宝贵能源，做到符合国情、技术先进、经济合理、运行可靠特制订本规程。3.2在CHP站的规划方面坚持”以热定电”的方针和能源阶梯利用的指导原则,根据冷、热、电负荷的大小和特性，经技术经济比较后合理确定。3.3新建CHP站可按规划容量做总体规划，分期建设，可先实现简单循环然后实行联合循环。3.4在排放和噪音等各类污染方面，应严格贯彻执行国家环保方面的法律、法规和标准的有关规定。3.5在设计、施工、及验收时，除应遵守本规程外，还应执行现行的国家有关的标准和规范的规定。15.1设备基础施工15.1.1制定施工组织措施、计划（施工网络计划图），包括安全措施、技术措施和人员组织措施。安全措施包括防火（例如焊接引起的易燃隐患）与高空作业安全等。技术措施包括起吊机械与施工场地布置、工艺流程的衔接、中间隐蔽工程的施工及验收。人员组织包括同步进行的设备施工的协调与协作、各道工序的施工及验收。15.1.2燃气轮机、汽轮机和发电机布置基础施工。该基础混凝土量较大，需要不间断地浇筑一次性完成。应采用低水化热的水泥，内掺适量的缓凝剂，由一端向另一端浇捣，并控制混凝土内外温差，防止由于温度应力而产生裂纹。15.1.3预埋地脚螺栓的安装。预埋地脚螺栓的安装精确要求较高，是施工质量的一个控制点。在基础浇筑前，要进行精确的定位测量，并采用型钢焊制的定位支架固定。浇捣混凝土时从地脚螺栓中心向其四周浇捣。保证螺栓中心偏差小于1.6mm，垂直度偏差小于1.6mm，高度差小于10mm。15.1.4基础平板采用二次灌浆安装，安装前对基础的平整度和光洁度进行检查，不合格的进行研磨。在灌浆中采用微膨胀水泥，并确保灌浆密实。在二次灌浆凝固前对基础平板的水平度和标高进行检查，水平度控制在1mm/m之内，标高差控制在0.5mm之内。15.2设备安装15.2.1设备安装前应经建设单位（业主）组织“监造”和“安检”合格，并按本规程的规定对设备进行复查。如发现制造缺陷应提交业主及厂商研究处理及签证。由于制造缺陷致使安装质量达不到本规程的规定的，应由业主和厂商代表签证。15.2.2设备安装过程中，应及时进行检查验收；上一工序未经检查验收合格，不得进入下一工序施工。隐蔽工程隐蔽前必须经检查验收合格，并办理签证。15.2.3联合循环机组实行高度工厂化制造和现场模块化安装，无论主设备还是附机设备均在工厂内组装在一个公用底盘上或箱体内，称为一个模块。运到现场后，只需将各模块就位、找正、对中、连接，并将模块与外界的管道和电缆接通即可。15.2.4由于这些模块体积大、重量重，给大件运输和起吊安装提出了较高的要求。由于各CHP站的选取设备不同，其尺寸和重量因此也不同。因此，要根据具体情况选择相应的起吊设备。15.2.5燃气轮机发电机组设备及增压系统15.2.5.1燃气轮机一般分为单轴与多轴联合循环。15.2.5.2单轴联合循环机组的燃气轮机、汽轮机和发电机串在一根轴系上，轴系长度长，对轮连接多，是防止轴系震动、保证机组安装质量的关键。多轴系统相对单轴系统安装对轮连接少，但系统复杂，全厂的调节控制较为复杂。15.2.5.3机组对轮找中心分初对中和精对中两个阶段。机组落位后即进行初对中，初对中要尽可能准确，并考虑管道安装、加注润滑油、进排气室安装对机组中心的影响，预先加以适当的变量，以求精对中过程中调节量最小。15.2.5.4精对中过程中应采取的措施有:1)提高联轴器找正的精确度.2)注意推力轴承间隙对对中的影响,由于轴向窜动会引起联轴器端面数据的偏差.3)检查联轴器端面的瓢偏值,并控制在0.02mm以内。4）降低对轮连接时对称位置的不平衡重量，对称位置的螺栓用精密天平称重，确保重量偏差小于2g。5）对轮连接时，将各转子不平衡力的相位错开180，使其适当抵消，而不处于叠加状态。6）分阶段对称紧固联轴器螺栓。7）精对中完成后立即进行滑销系统的安装和焊接。15.2.5.5 油系统清洁度的控制单轴联合循环机组的燃气轮机、汽轮机和发电机共用一套润滑油系统，油系统的清洁是机组长期安全稳定运行的保障。安装中保证油系统内部清洁度是关键，此外油冲洗要采用阶段大流量冲洗、多次变温冲洗等方式。15.2.5.6增压设备1）增压燃气压缩机供气的系统须经燃气主管部门审核后才可实施。当燃气区域管网压力不能满足时需要设置增压机，增压机宜每套燃气轮机配一台，不设备用，容量可按该套燃气轮机最大耗气量的1.1倍选取。2）增压机宜选用电动机驱动。3）调压站（包括增压机）宜露天布置或半露天布置。在严寒及风沙地区，也可采用室内布置，但须考虑通风防爆措施。15.2.6余热锅炉及系统由于余热锅炉属于模块式安装，故安装的精确程度会影响其安全性和效率。在安装前需要进行探伤试验，另外，在运行前还要进行水压试验。可参考电力工业锅炉压力容器监察规程DL612-1996电力建设施工及验收技术规范 锅炉机组篇DL/T 5047-1995进行安装。15.2.7汽轮机设备及系统可参考燃气-蒸汽联合循环电厂设计规定DL/T5174-2003、火力发电厂水汽化学监督导则DL/T 5601-1995、小型火力发电厂设计规范GB50049-94、电力建设施工及验收技术规范 汽轮机机组篇DL/T 5011-1992相关内容。15.2.8其他辅助系统主要包括化学处理设备、热工自动化、电气设备、采暖、通风等。可参考DL/T 5601-1995、DL 5007-1992、GBJ 147-1990、GBJ 148-1990、GBJ 149-1990、GB50168-1992、GB50169-1992、GB50170-1992、GB501719-1992、GB50173-1992、GB50182-1993GB50254-1996、GB50257-1996、GB50258-1996、DL 5009.31997等。15.3管道安装主要包含管道的材质、壁厚、支吊、连接、布置走向、线路补偿、焊接工艺、保温、清洗、探伤、强度试验和水压试验等内容，具体可参考GB 50251、SY/T0466、DL 503194、DL 5007-1992的相关内容。15.4设备调试、试验及试运行在设备安装完成后，需要对设备进行调试和做系列试验以保证试运行的可靠性与安全性及达到设备设计运行的要求。15.4.1燃气轮机机组设备试验、调试及试运行15.4.1.1在安装完成后对设备的试验及调试是必要的，目的是为了测取机组在完好状态和规定的运行条件下的热力特性，为试运行做好准备。1）检测是否达到设计要求。2）检查机组运行是否正常，消除隐患。3）绘制相应的曲线图表，为按负荷要求合理启停机组及运行提供选择依据。15.4.1.2 试验前的准备工作,主要包括:拟订试验大纲,检查测点的安装、配置以及测量仪表的精度是否符合要求，试验机组的热力系统是否符合试验要求，建立试验组织，培训试验人员等。15.4.1.3试验结束后，应按一定的计算方法整理分析试验结果，绘制热力特性曲线或表格。为使测定的特性曲线尽可能表征机组的真实特性，应选取尽可能多的测点，但应兼顾计算量。主要参数包括环境参数、压气机参数、燃烧室参数、透平参数、发电机参数等。15.4.1.4 提供试验报告。15.4.1.5 在试验完成并条件允许的情况下，进行试运行，其运行程序可参考汽轮机运行程序执行。可参考电力建设施工及验收技术规范 汽轮机机组篇DL/T 5011-1992。15.4. 2余热锅炉试验、调试及试运行15.4. 2.1余热锅炉的试验主要是打压试验。还包括水系统、油系统、表计试验等。15.4. 2.2余热锅炉的热源为燃气轮机的高温排气，采用余热锅炉跟随燃气轮机、汽轮机跟随余热锅炉的控制方式。可参考电力建设施工及验收技术规范 锅炉机组篇DL/T 5047-1995、电力工业锅炉压力容器监察规程DL612-1996。15.4.2.3 提供试验报告。15.4.3汽轮机调试、试验及试运行可按电力建设施工及验收技术规范 汽轮机机组篇DL/T 5011-1992执行，并提供试验报告。15.5验收1、总则本规程适用于5MW50MW及以上的CHP站。国外设备与合资工程可按双方签定的有效合同进行启动和验收。机组的试验与试运行及各个阶段的交接验收和总验收，必须以批准文件、设计图纸、设备合同、国家颁布的有关建设标准、规程和法规等为依据。15.5.1管道验收主要包括管道（水管道、蒸汽管道、燃气管道）的超声波探伤、X射线探伤、清管和吹扫、强度试验等，可按DL 503194 P30P42规定验收。15.5.2设备验收在燃气轮机发电机组经过168小时连续运行后，无重大事故和隐患才可进行机组移交，同时及时办理固定资产交付使用的手续。1、 机组的启动试运行一般分为“分部试运、整套启动试运、试生产”三个阶段。2、 机组启动试运及各阶段的交接验收，应在试运指挥部的领导下进行。整套启动试运阶段的工作，必须由启动验收委员会进行审议、决策。3、 机组启动试运行阶段的调试工作，应按火电工程启动调试工作规定进行。机组启动试运的验收评定应按火电工程调整试运质量检验及评定标准进行，合格后移交试生产。4、 组织分工建立启动验收委员会、试运指挥部、分部试运组、整套试运组、验收检查组、生产准备组、综合组、试生产组等。5、 分清参与机组启动试运的有关单位的职责。6、 考核设备、消除缺陷；对整机组进行全面的性能试验。一般包括机组的出力、热耗量、排气温度及排气量、液压油压力、润滑油压力、保护装置、消防等。7、 具体设备验收可参考电力建设施工及验收技术规范、火力发电厂基本建设工程启动及竣工验收规程（1996年版）、火电工程调整试运质量检验及评定标准和主辅机设备厂家产品说明书及技术要求。8、 整理验收记录，编写验收报告。15