前言
中华人民共和国黑色冶金行业标准
钢铁企业煤气-蒸汽联合循环电厂设计规范
Code for design of gas-steam combined cycle power plant of iron and steel enterprises
YB/T 4504-2016
主编单位:中冶华天工程技术有限公司
批准部门:中华人民共和国工业和信息化部
前言
本规范是根据工业和信息化部“关于印发2010年第一批行业标准制修订计划的通知”(工信厅科(2010)74号)的要求,由中冶华天工程技术有限公司会同有关单位共同编制完成的。
本规范在编制过程中,编制组遵循国家有关节能、环保、循环经济的基本建设方针,总结了多年的设计经验,参考了国内外有关资料,走访了多家用户,进行了大量的调查研究,广泛征求各相关单位意见,并经多次讨论修改,最后经审查定稿。
本规范共分20章,主要内容包括总则、术语、基本规定、厂址选择、总体布置、主厂房布置、燃料供应系统、燃气轮机设备及系统、余热锅炉设备及系统、汽轮机设备及系统、化水处理设备及系统、热工自动化、电气设备及系统、水工系统及设施、辅助及附属设施、建筑与结构、采暖、通风和空气调节、环境保护、劳动安全与工业卫生、消防等。
本规范由工业和信息化部负责管理和对强制性条文的解释,中冶华天工程技术有限公司负责具体技术内容的解释。在执行过程中,如发现有需修改补充之处,请将意见或建议寄往中冶华天工程技术有限公司《钢铁企业煤气-蒸汽联合循环电厂设计规范》管理组,(地址:江苏省南京市富春江东街18号,邮编:210019)以供今后修订时参考。
本规范主编单位、参编单位、主要起草人和主要审查人:
主编单位:中冶华天工程技术有限公司
参编单位:武汉都市环保工程技术股份有限公司
中冶赛迪工程技术股份有限公司
中冶京诚工程技术有限公司
中冶华天南京工程技术有限公司
南京天菱能源技术有限公司
杭州汽轮机股份有限公司
杭州锅炉集团股份有限公司
无锡华光锅炉股份有限公司
主要起草人:姚群 王泉荣 杨键 黄晓红 徐庆余 王仁标 刘奕寿 张春 吴亚新 尤欢 张传波 江英姿 李璇 庞惠馨 谢英华 尹德厚 杨文 朱大峰 顾全斌
主要审查人:郭启蛟 吴仕明 程链 徐岩松 罗武龙 农小杰 孙薇 施国华 占东林 熊建文 王皖 肖爱民 吴小原 卢晓鹏 李继明 林贞宇
1总则
1.0.1 为了使钢铁行业煤气-蒸汽联合循环电厂在安全性、技术先进性、经济性、节能和环保水平等方面统一设计标准,特制订本规范。
1.0.2 本标准适用于钢铁行业新建、改建、扩建的,以煤气为燃料的,单台联合循环机组额定出力为25~300MW级的煤气-蒸汽联合循环电厂工程设计。
1.0.3 煤气-蒸汽联合循环电厂的设计除应执行本规范外,尚应符合国家现行有关标准的规定。
2术语
2.0.1 煤气-蒸汽联合循环电厂(简称为“联合循环电厂”)gas-steam combined cycle power plant
以煤气作为主燃料,采用燃气轮机(布雷顿循环)和余热锅炉-蒸汽轮机(朗肯循环)组合发电装置的电厂。
2.0.2 简单循环 single cycle
只有燃气循环而无蒸汽循环的热力循环系统。
2.0.3 以气定电 gas consumption for a given power output
充分利用富余煤气,根据煤气量及其热值来确定机组的发电量。
2.0.4 煤气净化 gas purification
对高炉煤气、焦炉煤气或转炉煤气等采用物理或化学方法去除煤气中有害物质的净化工艺。如湿式电除尘煤气净化、变压吸附煤气净化、变温吸附煤气净化以及干法脱硫或湿法脱硫等净化工艺。
2.0.5 煤气加压机 gas blower
出口压力≤0.35MPa的煤气加压设备。
2.0.6 煤气压缩机 gas compressor
出口压力>0.35MPa的煤气加压设备。
3基本规定
3.0.1 按煤气资源条件合理选择机组,减少煤气放散,煤气-蒸汽联合循环机组应按“以气定电”的模式运行,不应作为电力调峰机组。
3.0.2 燃气轮机电厂不宜采用简单循环,或者至少预留今后扩建成联合循环电厂的可能。
3.0.3 联合循环发电厂宜作为钢铁企业的补充或备用热源。
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3.0.3钢铁企业用蒸汽主要利用其热能,一般对蒸汽压力没有太高要求,余热锅炉、汽化冷却装置等余热锅炉的蒸汽能满足绝大多数用户的需求,尽量利用该部分值较低的蒸汽,提高企业用热效率;另外,CCPP机组一般为定型产品,汽机功率占整个CCPP机组发电功率的1/3左右,如抽汽,偏离汽机额定工况点较远,对CCPP机组的效率影响较大。
3.0.4 联合循环发电厂的余热锅炉宜采用无补燃型,当有保证供热或供电的特殊要求时,可以采用补燃型。
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3.0.4钢铁行业的CCPP机组以充分利用煤气为首要任务,发出的电能只占企业的一小部分,所以一般不要求CCPP机组发电功率的稳定,另外,余热锅炉补燃时,系统热效率会下降。所以钢铁行业的余热锅炉基本是不补燃的。
3.0.5 联合循环发电厂的扩建和改建,应结合原有总平面布置、原有生产系统的设备布置、原有建筑结构和运行管理经验等方面的特点,全面考虑,统一协凋。
3.0.6 联合循环发电厂的设计中,必须遵守国家有关法律法规,各种有害物的排放必须符合环境保护、劳动安全、工业卫生的有关规定。防治污染的工程设施、安全生产措施、消防设施必须和主体工程同时设计、同时施工、同时投产。
3.0.7 联合循环发电厂的抗震设计必须贯彻预防为主的方针,采取有效的抗震和减震措施。
3.0.8 联合循环电厂设计宜选用标准系列和节能产品。
4厂址选择
4.0.1 厂址选择应符合企业发展规划,满足环境保护的要求。
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4.0.1电厂厂址位于钢铁厂厂区内时,应服从钢铁厂全厂的长期规划要求,如需在钢铁厂外另征地,则应服从该地区的长远规划。
4.0.2 新征地的厂址选择应符合所在地区城市(镇)和工业区规划。
4.0.3 厂址选择应在所在地土地利用总体规划指导下合理利用土地资源,充分利用建设用地。
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4.0.3为认真贯彻落实“十分珍惜、合理利用土地和切实保护耕地”的基本国策,制定本条。
4.0.4 厂址宜靠近煤气供应源、水源及用户,宜进行方案比较,并考虑扩建的可能性。
4.0.5 厂址应有畅通的运输条件,与周边道路的连接应短捷、方便。
4.0.6 厂址不宜占用村庄、国家铁路、公路、排水干渠和工程管线等既有设施位置。
4.0.7 厂址宜避开自然地形复杂、盒地、积水洼地、窝风地段、自然坡度大的地段。
4.0.8 厂址宜选在工程地质和水文地质条件较好的地段。并避开洪水、潮水或内涝水易淹没的区域,无法避开时,必须采取可靠的防护措施;满足国家有关防洪标准。
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4.0.8厂址靠近机场时,应满足《中华人民共和国民用航空法》以及军用机场的有关保护区的相关要求。
目前我国各地方政府均制定了关于划分当地生活饮用水水源保护区的相关规定,为保证饮用水的水质安全,厂址严禁选择在所在地的生活饮用水水源保护区内。
4.0.9 厂址不应选择抗震设防烈度高于9度的地震区。
4.0.10 厂址不应选择自重湿陷性黄土场地或厚度大的新近堆积黄土和高压缩性的饱和黄土地段等地质条件恶劣地区。
5总体布置
5.1 一般规定
5.2 总平面布置
5.2.1 主体工艺设备区应布置在厂区的适中位置,且宜布置在地基承载力较高、工程地质条件良好的地段。
燃气轮机或联合循环发电机组(房)宜靠近配电装置布置。
室内、外配电装置的输电线路进、出线应方便,尽量避免线路交叉。
5.2.2 厂区和生活区的建(构)筑物必须符合防火要求。各生产建(构)筑物火灾危险性及耐火等级应符合表5.2.2的规定。
表5.2.2 各生产建(构)筑物火灾危险性及最低耐火等级


5.2.3 各生产建(构)筑物之间的防火间距应符合表5.2.3的规定。其他建(构)筑物之间的防火间距应符合现行的《建筑设计防火规范》GB 50016的规定。
5.2.4 甲、乙、丙类液体储罐(区)及乙、丙类液体桶装堆场与建筑物的防火间距应符合表5.2.4的规定。
表5.2.3 建筑物、构筑物之间的防火间距(m)


表5.2.4 甲、乙、丙类液体储罐(区)及乙、丙类液体桶装堆场与建筑物的防火间距(m)

5.2.5 甲、乙、丙类液体储罐之间的防火间距应符合表5.2.5的规定。
表5.2.5 甲、乙、丙类液体储罐之间的防火间距(m)

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5.2.2~5.2.5根据现行国家标准《建筑设计防火规范》(GB50016-2006)编制。
5.2.6 建构筑物与厂内铁路中心及厂内道路边缘的最小间距应符合表5.2.6-1、表5.2.6-2的规定。
表5.2.6-1 建(构)筑物与厂内铁路中心的最小间距(m)

表5.2.6-2 建(构)筑物与厂内道路边缘的最小间距(m)

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5.2.6建筑物、构筑物与厂外铁路的距离应满足中华人民共和国国务院令(第430号)《铁路运输安全保护条例》的相关规定。
建筑物、构筑物与厂外公路的距离应满足中华人民共和国国务院令(第593号)《公路安全保护条例》的相关规定。
建筑物、构筑物与厂外城市道路的距离应满足当地城市规划关于相关道路的红线要求。
5.2.7 厂区道路设计应与所在钢铁企业厂区道路的技术标准统一、协调。
5.2.8 厂区地坪标高及防洪设施的设计应满足现行《防洪标准》GB 50201及《工业企业总平面设计规范》GB 50187的要求,并与所在钢铁企业的地坪标高相协调。
5.2.9 当电厂位于钢铁企业外部时,厂区围墙应为实体围墙,除装饰性要求并加安全措施外,高度不宜低于2.2m。室外配电装置、油罐区布置在厂内时设置1.5m高的围栅,布置在厂外时设置不低于2.2m高的实体围墙。油罐区应设置防火堤或防火墙。
5.3 厂区管线
5.3.1 管线综合设计宜将管线分类布置在道路两侧,地下管线、管沟不应平行敷设在铁路下,也不宜平行敷设在主要道路下。干管宜布置在靠近主要用户或支管较多的一侧。管线敷设方式应根据介质的性质、生产、安全、检修等要求及自然、场地条件等因素合理确定。
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5.3.1管线布置在道路两侧便于管线检修,干管布置在靠近主要用户或支管较多的一侧,可以减少支管穿越道路,减少管线长度,便于道路施工及管线检修。
5.3.2 各类管线在符合技术、安全要求的条件下,宜采用共架、共沟、同槽直埋等敷设方式以及管廊(架)下布置地下管沟或电缆隧道等多层布置方式。但应符合下列规定:
1 热力管道不得与电力、通信电缆同沟敷设。
2 动力电缆不得与易燃、助燃气体、燃油管道同沟敷设。
3 腐蚀性介质管道的标高应低于沟内其他管道标高。沟内无腐蚀性介质管道时,排水管道应布置在沟底。
4 凡有可能产生相互不良影响的管道不应共沟敷设。
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5.3.2管线采用共架、共沟、同槽直埋等敷设方式是节约用地的有效方法,经过多年的实践证明,上述方法是安全的,目前,在钢铁厂管线综合设计中已普遍被采用。
5.3.3 甲、乙、丙类液体以及可燃、有毒气体管道应采用管架敷设,困难时可埋地敷设。
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5.3.3甲、乙、丙类液体以及可燃、有毒气体管道采用管架敷设有利于及时发现介质泄漏,避免泄漏介质积聚。
5.3.4 高炉煤气管、转炉煤气管等一氧化碳含量大于10%的煤气管道不得埋地敷设。
5.3.5 甲、乙、丙类液体管道及燃气管道,严禁穿过与该管线无关的建筑物、构筑物、生产装置、储罐区、存放易燃易爆物品的堆场和仓库内敷设,并应避开腐蚀性的生产、储存和装卸设施。
5.3.6 永久性管线不宜穿越扩建场地及与该管线无关的生产设施、露天堆场等。
5.3.7 管线之间及管线与铁路、道路之间尽量减少交叉,必须交叉时,宜垂直相交,必须斜交时,交叉角不宜小于45°。管线宜集中穿越铁路、道路。
5.3.8 架空管线的支架及其基础、附属设施的布置不应影响交通运输和消防安全。
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5.3.8沿道路、铁路布置的支架及其附属设施应注意对行车视距有效范围的保护,保证行车视距的通视性。
5.3.9 具有火灾危险性、腐蚀性或有毒介质的管道不应沿与之无关的建筑物外墙面敷设。
5.3.10 跨越产生高温辐射的特种运输线路的燃气管道应采取隔热措施。
5.3.11 架空管线与建构筑物之间最小水平净距应符合表5.3.11的规定。
5.3.12 架空管线至铁路、道路的最小垂直净距应符合表5.3.12的规定。
表5.3.11 架空管线与建(构)筑物之间最小水平净距(m)


表5.3.12 架空管线与铁路、道路的最小垂直净距(m)

5.3.13 架空电力线路至地面及相交叉设施的最小垂直净距不应小于表5.3.13的规定。
架空电力线路至架空煤气管道的最小垂直净距,当电压<1kV时,为3.0m;当电压在1~30kV之间时,为3.5m;当电压在35~110kV之间时,为4.0m。
表5.3.13 架空电力线路至地面及相交叉设施的最小垂直净距(m)


5.3.14 地下管线之间的最小水平净距及地下管线与建(构)筑物之间的最小水平净距应符合表5.3.14-1及表5.3.14-2的要求。
表5.3.14-1 地下管线之间最小水平净距(m)


表5.3.14-2 地下管线与建(构)筑物之间最小水平净距(m)

6主厂房布置
6.1 一般规定
6.1.1 煤气-蒸汽联合循环电厂的主厂房布置应根据不同机组的工艺流程要求及设备型式确定,并做到设备布局和空间利用合理,管线连接短捷、整齐,厂房内部设施布置紧凑、恰当,检修场地预留适当、巡回检查的通道畅通。
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6.1.1目前煤气-蒸汽联合循环机组按制造商分主要有三菱和GE,按轴系区分主要有单轴和双(多)轴,按地方区域分又有北方严寒地区和南方地区。150MW以上级的燃气轮机组一般都是室内布置,余热锅炉在南方为露天布置,在北方为室内紧身封闭设计;50MW级的燃气轮机除在北方严寒地区室内布置外一般都是室外布置,汽轮机都是室内布置。所以,根据容量、轴系、地区条件的不同,布置也就呈现多样性了。
6.1.2 主厂房内的空气质量、通风、采光、照明和噪声等应符合现行有关标准的规定;设备布置应采取相应的防护措施,符合防火、防爆、防尘、防潮、防腐、防冻、防噪声等有关要求。
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6.1.2随着国家整体经济水平的提高,文明生产、安全生产越发重要,在设计时须全面考虑文明安全生产要求。
6.1.3 主厂房布置应根据联合循环电厂总体规划要求,考虑扩建的可能性。
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6.1.3随着煤气-蒸汽联合循环机组的不断普及,新建钢铁企业在规划时,必须同时把考虑煤气-蒸汽联合循环电厂的扩建可能。
6.1.4 煤气-蒸汽联合循环电厂的主设备布置时应进行布置优化。应减少煤气管道的长度,减小压损,减小燃气轮机与余热锅炉间排气压损,缩短余热锅炉与汽轮机间蒸汽管道,减少蒸汽的温降、压损。
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6.1.4有利于提高整个机组的效率。
6.1.5 主厂房及其内部的设备、表盘、管道和平台扶梯等色调应柔和协调。平台扶梯及栏杆应齐全、可靠,符合设计和规程要求。
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6.1.5作为电厂的一部分,其常规设置也应遵循DL5000标准规定。
6.1.6 主厂房布置应根据厂区地形、设备特点、煤气管道进厂、发电机出线和施工条件等因素确定。
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6.1.6煤气-蒸汽联合循环机组宜布置在离煤气柜比较近,以减小压损,降低管廊投资,同时也必须考虑出线分别的原则。
6.1.7 在满足工艺要求及便于检修的前提下,根据不同制造商的不同机型,可采用不同柱距、不同厂房。
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6.1.7燃机型式多种多样,还有不同地区差异,需按安全节约方便原则合理确定。
6.1.8 煤气系统加压、净化、混合、减温减压等设施宜根据工艺流程和现场条件就近布置,管线连接短捷、整齐,布置紧凑。
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6.1.8目前煤气预处理达到要求后接入厂区,如果由于多种原因送到电厂的煤气仍不合格,则需在电厂厂区内再次处理。
6.2 布置形式
6.2.1 联合循环电厂主厂房的布置应根据简单循环和联合循环、单轴和多轴,以及不同制造厂商设备的区别,采取不同的布置形式。
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6.2.1由于煤气-蒸汽联合循环发电机组都有一套复杂的煤气处理系统,所以不能和天然气机组一样采取同一厂房排列布置型式,需要根据实际情况予以确定。
6.2.2 联合循环电厂的布置有多轴和单轴配置两种形式:
1 多轴配置按燃气轮机及所带发电机为一组。
1) 燃气轮机轴向排气时,组与组之间宜平行布置,余热锅炉同轴线连续布置;燃气轮机侧向排气时,组与组之间可纵向一直线布置,也可平行布置,余热锅炉宜垂直于燃气轮机发电机组布置。
2) 汽轮机及所带发电机为另一组,根据现场条件灵活布置。
2 单轴配置的联合循环发电机组,组与组之间宜平行布置。运转层宜高位布置。
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6.2.2目前无论是三菱的还是GE机组,都没有侧向排气的,但是作为一种方式,本规范还是把它列进去了。
6.3 燃气轮机及其辅助设备布置
6.3.1 燃气轮机可采用室内或室外布置。以下情况宜采用室内布置:
1 环境条件差、严寒地区或对设备噪声有特殊要求的联合循环电厂;
2 燃气轮机采用外置式燃烧器;
3 单轴配置的150MW及以上级大容量联合循环发电机组。
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6.3.1此三条原则都是目前实际情况调查所得,作为推荐型式。室内室外布置各有利弊,就大型机组而言,建议室内布置,以利检修和管理之需。
6.3.2 燃气轮机的相关辅助设备应就近布置在其周围。当燃气轮机室外布置时,辅助设备应根据环境条件和设备本身的要求设置防雨、伴热或加热设施。
6.3.3 点火及助燃油系统的设计应符合现行国家标准《火力发电厂与变电所设计防火规范》GB 50229的有关规定。
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6.3.3目前GE机组点火和助燃还需用油,所以在本标准只是引用了GBJ74标准。
《钢铁企业煤气-蒸汽联合循环电厂设计规范[附条文说明]》YB/T 4504-20166.4 余热锅炉及其辅助设备布置
6.4.1 余热锅炉宜露天布置。当联合循环电厂地处严寒地区时,余热锅炉可室内布置或采用紧身封闭。
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6.4.1余热锅炉露天布置主要考虑节省投资。对于无补燃的余热锅炉来说,系统都比较简单,辅助设备少,故而推荐露天布置。当然,在严寒地区,为防余热锅炉的辅助设备、阀门仪表等冻坏,应该考虑室内布置,或者紧身封闭。
6.4.2 余热锅炉的辅助设备、附属机械及余热锅炉本体的仪表、阀门等附件露天布置时,应根据环境条件和设备本身的要求考虑采取防雨、防冻、防腐等措施。
除氧器给水箱的安装标高,应满足各种工况下,给水泵不发生汽蚀的要求。
▼ 展开条文说明
6.4.2严寒地区的仪表宜集中在一起,加设小房子,并设采暖。
一般除氧器都由锅炉厂配套,设置在锅炉顶部,所以其标高应由锅炉厂确定,设计单位核实。
6.5 汽轮机布置
6.5.1 汽轮机应室内布置,并满足现行国家标准《小型火力发电厂设计规范》GB 50049或《火力发电厂设计技术规程》DL 5000的规定。单轴配置的联合循环发电机组,汽轮机的布置应与燃气轮机综合考虑;多轴配置的联合循环发电机组,汽机房宜紧靠余热锅炉。
▼ 展开条文说明
6.5.1单独厂房的汽轮机布置同GB50049或者DL5000的规定要求。
6.5.2 辅助设备布置应符合以下规定:
1 汽轮机的主油箱、油泵及冷油器等设备宜布置在汽轮机房运转层下,并远离高温管道,间距不足时应采取有效隔热措施。
2 对汽轮机主油箱及油系统应采取防火措施。在主厂房外侧的适当位置,应设置事故油箱(坑),其布置标高和油管道的设计,应能满足事故时排油畅通的需要。事故油箱(坑)的容积不应小于一台最大机组油系统的油量。事故放油门应布置在安全及便于快速操作的位置,并有2条人行通道可以到达。
6.5.3 凝汽器胶球清洗装置宜布置在凝汽器旁。
6.6 控制室
6.6.1 联合循环电厂,宜集中设机炉电控制室。
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6.6.1CCPP机组都设有一套或者两套DCS,外部系统如化水站、循环水系统等都与DCS系统有专门的通讯接口。所以CCPP机组宜设集中控制室,便于现代化生产管理。
6.6.2 集中控制室宜布置在汽轮机房侧的集控楼内,或布置在2套或4套联合循环机组中间的集控楼建筑内,尽可能远离煤气系统,充分考虑巡回检查的方便和电缆最短的原则,到各机组的运行层宜设置天桥。
6.6.3 集控楼宜分层布置自动控制设备、计算机室、继电器室、电缆夹层及其他工艺设施和必要的生活设施等。
6.6.4 集控楼内应有良好的空调、照明、防尘、防振和防噪声等措施。
▼ 展开条文说明
6.6.4除了设备要求外,也必须为值班人员创造一个良好的工作环境。
6.6.5 集控楼及集中控制室的出入口应不少于2个,集控室净空高度应不小于3.2m。
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6.6.5集控楼及集中控制室的出入口不少于2个是消防要求。净空高度3.2m是下限标准,但也不必太高,以免浪费。
6.6.6 集控室、电子设备间及其电缆夹层内,应设消防报警和信号设施,严禁油管道穿越。
6.7 维护检修
6.7.1 煤气-蒸汽联合循环电厂单轴配置机组的主厂房和多轴配置机组的燃气轮机房、汽轮机房内,应在适当位置设置检修区域和放置检修工具的区域。
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6.7.1每个厂房都必须考虑检修场地。
几台机组设一个检修场地需要按照实际情况来确定,主要为了检修方便。
6.7.2 主厂房内应设置桥式起重机,起重设备的起重量宜根据检修时起吊的最重件确定。起重设备的安装标高,应按所需起吊设备的最大起吊高度确定。
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6.7.2需考虑扩建机组的最大检修重量和起吊高度。
6.7.3 主厂房内检修空间和运输通道应符合下列要求:
1 主厂房内各主、辅机应有必要的检修起吊空间、安放场地和运输通道,并满足发电机抽转子、凝汽器抽管的空间。
2 厂房设置纵向通道时宜贯穿直通,通道宽度应不小于1.5m,满足设备运输要求,并在两端设置大门。
3 在零米层中间检修区域处宜设置大门,并与厂区道路相连通。
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6.7.3厂房底层的纵向直通通道,主要为了方便人员进出和小型设备的运输,而较大设备则由检修区域大门汽车运输。
6.7.4 室外布置的燃气轮机及其辅助设备的周围,应留有起吊运输设备进出的道路,以及将发电机转子吊出的检修位置,并留有足够检修零部件堆放的场地。
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6.7.4由于室外布置都采取汽车起重机起吊,汽车起重机的起吊能力要满足最大起吊重量要求,并考虑起吊旋臂距离要求。
6.7.5 余热锅炉及其辅助设备应设置设备检修起吊设施或留有检修起吊的空间位置;其周边宜方便起吊运输设备的通行和检修零部件的堆放。
6.7.6 主要阀门应方便操作和维修,必要时应设置操作、维修用平台。
7燃料供应系统
7.1 一般规定
7.1.1 钢铁企业煤气-蒸汽联合循环电厂所使用的主燃料可采用钢铁企业生产过程中产生的高炉煤气、焦炉煤气、转炉煤气和熔融还原炉煤气,以及混合煤气。
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7.1.1钢厂联合循环电厂所使用的燃料一般采用钢铁自产的高炉煤气、焦炉煤气、转炉煤气和熔融还原炉煤气,或它们之间混合后的混合煤气。但当上述煤气不能完全满足燃气轮机要求时,也有增加辅助燃料,如轻油、天然气或焦炉煤气作为稳定燃烧使用的情况。为此,高炉煤气、焦炉煤气、转炉煤气和熔融还原炉煤气,或它们之间混合后的混合煤气称为主燃料,稳定燃烧使用的燃料称为辅助燃料。辅助燃料一般也兼作燃气轮机启动点火燃料用。
7.1.2 煤气-蒸汽联合循环电厂的规划容量和煤气使用量应根据钢厂煤气平衡结果,以优先选用低热值煤气为原则。
▼ 展开条文说明
7.1.2煤气-蒸汽联合循环电厂的规划容量和煤气使用量应根据钢厂煤气平衡结果,以优先选用低热值煤气为原则,做到充分和高效利用副产煤气,减少煤气放散。
7.1.3 燃料供应系统应保证煤气成分、热值及其波动速率、杂质含量、水含量、电厂管网压力及其稳定性满足燃气轮机要求。
▼ 展开条文说明
7.1.3燃气轮机对煤气成分、热值及其波动速率、杂质含量、水含量、进厂管网压力等有不同于钢厂其他煤气用户的要求,尤其是对煤气成分、热值及其波动范围和波动速率的要求,更应该加以注意。
燃气轮机突然跳闸停机,对机组的寿命和损伤有较大影响。为减少外部煤气气源原因造成燃气轮机突然跳闸停机,对于规划建设联合循环电厂的新建或改扩建钢铁企业,要求外部煤气气源储备能力(一般指煤气柜)宜满足燃气轮机正常停机所需煤气量。
7.1.4 对于高温的煤气系统,应采取隔热措施。对于噪音较大的煤气系统,应采取隔音措施。严寒地区的管道设备应采取防冻措施。
7.1.5 使用煤气和氮气的封闭和半封闭区域应分别设置煤气泄漏报警装置或氧含量在线检测装置。煤气泄漏报警装置的设计应符合现行国家标准《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》GB 50493的有关规定。
7.1.6 煤气系统应采用氮气或蒸汽吹扫作为吹扫和置换介质。
《钢铁企业煤气-蒸汽联合循环电厂设计规范[附条文说明]》YB/T 4504-20167.2 煤气净化
7.2.1 煤气净化系统的设计应根据供气条件和燃气轮机对煤气质量要求,选择合适的煤气净化工艺和设施。
7.2.2 焦炉煤气的二次净化应符合下列规定:
1 煤气二次净化后的杂质含量应满足燃气轮机的要求,二次净化装置产生的污染水应得到有效处理,产生的含杂质可燃解析气不应随意排放,应有效利用。
2 煤气二次净化装置的塔类设备,布置时按煤气设备考虑,其间距应满足设备安装检修空间并留适当裕量。
7.2.3 煤气净化系统处理的煤气量不应小于燃气轮机最大负荷时所需的煤气量。
7.2.4 煤气净化设备年工作时间不小于燃气轮机的年工作时间时,净化设备可不考虑备用。
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7.2.4煤气净化设备投资比较大,所以一般不考虑备用。
7.2.5 煤气净化系统入口、出口管道应设可靠的隔断装置。
7.2.6 煤气净化区域内宜设煤气泄漏报警装置,煤气泄漏报警装置的设计应符合现行国家标准《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》GB 50493的有关规定。
7.2.7 煤气净化系统应设有放散管。煤气湿式电除尘器和电捕焦油器应设氧含量报警装置和煤气防爆泄压装置。
7.2.8 煤气净化系统的设计除应符合本规范的规定外,还应满足《钢铁冶金企业设计防火规范》GB 50414和《工业企业煤气安全规程》GB 6222的有关规定。
7.3 煤气混合
7.3.1 煤气混合的调节系统宜采用流量配比调节系统或热值指数调节系统。
7.3.2 煤气混合站的设计应遵守现行国家标准《工业企业煤气安全规程》GB 6222的有关规定。
7.4 煤气加压
7.4.1 燃气轮机启动点火及稳定燃烧用的煤气压缩机、混合煤气用的煤气加压机设计宜符合下列规定:
1 可设独立煤气加压站或压缩站。
2 并联运转的煤气加压机或压缩机应采用相同型号。
3 加压站或压缩站应遵守现行国家标准《工业企业煤气安全规程》GB 6222和《钢铁冶金企业设计防火规范》GB 50414的有关规定。
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7.4.1燃气轮机启动点火及稳定燃烧用的煤气压缩机、混合煤气用的煤气加压机的电机功率比较小,国内有成熟的设计制造经验。建议设独立煤气加压站或压缩站,该设施的设计制造和电气防爆要求可以按照现行国家相关标准执行。
7.4.2 联合循环电厂主燃料用的煤气压缩机设计宜符合下列规定:
设于建筑物内的煤气压缩机,宜根据燃气轮机轴制布置方式,可设为独立的站房或与燃气轮机、蒸汽轮机等设置在同一主厂房内。
1 设置独立的煤气压缩机站房时,站房的火灾危险性分类和耐火等级应按现行国家标准《工业企业煤气安全规程》GB 6222的有关规定执行;室内爆炸和火灾危险环境区域划分按现行国家标准《钢铁冶金企业设计防火规范》GB 50414的有关规定执行。
2 煤气压缩机与燃气轮机、蒸汽轮机等设置在同一主厂房内时,主厂房的火灾危险性分类和耐火等级按现行国家标准《钢铁冶金企业设计防火规范》GB 50414的有关规定执行;爆炸和火灾危险环境区域划分按现行国家标准《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB 50058的有关规定执行。
3 煤气压缩机的煤气量应不小于燃气轮机最大负荷时所需的煤气量。
4 煤气压缩机单独设置时宜设置备用。
5 煤气压缩机系统应设置降温降压的大回流系统,系统降温降压回流后的参数应与进口煤气的参数相匹配,并应计及CCPP跳机时的最大流量。
6 煤气压缩机宜设置在线清洗装置。
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7.4.2据调查,国内外已投产的钢铁企业联合循环电厂,其主燃料用的煤气压缩机启动电机功率很大,设计防爆电机时会造成制造困难或投入的成本很大,所以电机不是防爆型的,但都采取了一定防护措施。从安全和工程可操作性两方面出发,本规范对于煤气压缩机启动电机在采取措施后,电机可采取非防爆电机。其他的电气防爆要求仍按照现行国家相关标准执行。
当燃气轮机和煤气压缩机,或燃气轮机、煤气压缩机、蒸汽轮机和发电机为同轴布置时,其发电机在采取措施后,也可采取非防爆电机。
7.4.3 煤气加压机和压缩机进口煤气主管应设煤气低压报警检测和低压联锁停车保护措施。
7.4.4 煤气压缩机设备的入口、出口管道宜设置膨胀节。
7.4.5 煤气加压机和压缩机系统应有两路电源供电。
7.5 燃气轮机启动点火及稳定燃烧
7.5.1 燃气轮机启动点火及稳定燃烧的燃料,可采用轻油、天然气、焦炉煤气或转炉煤气。
7.5.2 燃气轮机启动点火及稳定燃烧的燃料,应满足燃气轮机的要求。
7.5.3 当采用轻油作为燃气轮机启动点火及稳定燃烧的燃料时,轻油设施设计宜符合下列规定:
1 轻油系统的设计应遵守现行国家标准《石油库设计规范》GB 50074和《燃气-蒸汽联合循环电厂设计规定》DL/T 5174的有关规定。
2 轻油罐的容量应根据油源来油条件及机组用油负荷性质来确定。
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7.5.3轻油仅作为燃气轮机启动点火燃料时,轻油罐的容量按以下方面考虑:
1至少满足连续2次以上点火用量,机组调试阶段每天最多启动点火4次。
2根据油源来油条件确定轻油罐储存天数。
7.5.4 当采用天然气作为燃气轮机启动点火及稳定燃烧的燃料时,天然气系统及设备的设计应遵守现行国家标准《燃气-蒸汽联合循环电厂设计规定》DL/T 5174的有关规定。
7.5.5 当采用焦炉煤气或转炉煤气作为燃气轮机启动点火及稳定燃烧的燃料时,其煤气系统及设备的设计应遵守现行国家标准《工业企业煤气安全规程》GB 6222的有关规定。
7.6 煤气管道
7.6.1 煤气管道系统输送能力应满足全厂最大耗气量要求。若电厂进气母管按规划一次建成,则进气母管输送能力应按全厂最大耗气量设计。
7.6.2 进厂煤气管道的设计应符合下列规定:
1 煤气管道上的隔断装置应符合现行国家标准《工业企业煤气安全规程》GB 6222和《煤气隔断装置安全技术规程》AQ2048的有关规定。
2 煤气管道上应设流量计量装置、压力和温度测量装置以及煤气取样检测设施。
7.6.3 设计压力小于0.1MPa煤气管道的计算压力、试验压力应按现行国家标准《工业企业煤气安全规程》GB 6222的有关规定执行;设计压力大于或者等于0.1MPa、公称尺寸大于25mm的煤气管道的设计压力、试验压力应按现行国家标准《压力管道规范 工业管道》GB/T 20801的有关规定执行。
7.6.4 煤气管道应能承受以下的动荷载:
1 因外部或内部条件引起的、包括燃气轮机突然故障或突然甩负荷时瞬间气流对管道的冲击荷载。
2 外部架空煤气管道承受的风荷载、雪荷载和地震荷载。
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7.6.4燃气轮机突然故障或突然甩负荷时,瞬间气流对管道内尤其是对煤气压缩机系统降温降压回流至进口的煤气主管形成较大的冲击,在设计和布置煤气管道时应加以考虑。
7.6.5 煤气管道的抗震设计应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的有关规定。
7.6.6 管道的布置和支承设计应有消除管道振动的措施。
7.6.7 煤气管道管径应根据流量和允许压降以及工况系数经计算后确定。
7.6.8 煤气管道排水水封的有效高度应根据燃气轮机突然故障或突然甩负荷时瞬间气流对管道冲击可能出现的最高工作压力确定。
7.6.9 煤气管道应采用架空敷设方式;敷设要求应满足《工业企业煤气安全规程》GB 6222的规定。
7.6.10 煤气管道与设备及管道附件间的连接可采用焊接、法兰或螺纹连接。对于不经常更换拆卸的附件应采用焊接。
7.6.11 煤气管道表面预处理应优先采用喷射法除锈,局部不宜采用喷射法除锈的部位可采用手工或动力工具除锈。除锈后的构件表面应符合现行国家标准《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》GB 8923的有关规定。除锈等级应不低于Sa2级或St2级。
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7.6.11燃气轮机不仅对燃料介质要求比较洁净,而且对接触燃料介质的装置和管道内表面的清洁度和防锈防腐蚀也有特殊要求。
7.6.12 煤气管道外表面的防腐涂装应符合现行国家标准《工业设备及管道防腐蚀工程施工规范》GB 50726和《工业设备及管道防腐蚀工程施工质量验收规范》GB 50727的有关规定。内表面的涂装方式应根据燃气轮机的工艺需要求确定。
7.6.13 煤气管道试压、吹扫和置换应符合现行国家标准《工业企业煤气安全规程》GB 6222的有关规定。
《钢铁企业煤气-蒸汽联合循环电厂设计规范[附条文说明]》YB/T 4504-20168燃气轮机设备及系统
8.1 燃气轮机设备
8.1.1 燃气轮机的选型和技术要求应符合《燃气轮机采购》GB/T 14099的规定。选择燃气轮机时,应评估燃气轮机在设计预定运行条件下的主要性能参数,内容包括:
1 年平均气象参数下,燃气轮机现场额定出力、热效率与热耗率,燃气轮机排气流量、压力、温度。
2 最热月平均气象参数下,燃气轮机保证的连续功率。
3 最冷月平均气象参数下,燃气轮机保证的连续功率。
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8.1.1一般燃气轮机厂家会给出年平均气象条件下的参数,并假定煤气的额度热值、温度、压力等,不同供应商标准条件不同,需双方协商确定。
8.1.2 燃气轮机的容量及对燃料的要求应与企业的富裕煤气条件相适应,须在充分分析企业的富裕煤气量、种类、成分、压力、热值等各种因素的情况下选择合适的燃气轮机。
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8.1.2不同机组、不同供应商,对混合煤气的热值、流量等不同。目前三菱的机组可以全烧高炉煤气,热值适应范围广,那个满足几乎所有用户煤气情况。大容量的燃气轮机的效率高,但对煤气和电网的冲击也大,故要综合考虑,合理选配。
8.1.3 煤气-蒸汽联合循环电厂的燃气轮机与汽轮机采用单轴或多轴配置方式,应根据装机容量、场地情况、电力负荷性质等因素确定。
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8.1.3单轴机组具有系统简单、效率高、启动方便、节约用地等优点,多轴机组则可与常规机组优化组合,调度灵活方便等优势。
8.2 燃气轮机系统
8.2.1 燃气轮机煤气回流减温减压系统应符合下列规定:
1 燃气轮机配置有煤气压缩机,使煤气压力满足燃机喷嘴的压力要求,为避免燃机低负荷运行时煤气压缩机的喘振问题,应设置煤气回流减温减压系统,该系统应具备将燃机低负荷运行时及燃机跳机时回流煤气温度、压力降至煤气管网可以接受的范围。
2 煤气回流减温减压系统应考虑回流煤气对煤气管网的压力冲击,如果最大冲击压力超出煤气管网的设计压力,应设置超压安全泄放设施。
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8.2.1为节约能源,保证安全,避免煤气压缩机喘振,在煤气压缩机出口必须设置回流系统,经过减温减压后送回煤气管网。并应计算回流对煤气母管管网的冲击,保证管网系统安全。
8.2.2 燃气轮机进气系统
1 燃气轮机的进气(空气吸入)过滤装置应具有过滤、防水及杂质进入的功能;在严寒地区,该系统还应具备防冻功能。
2 建在海边或大气环境不良地区的燃气轮机,其进气管道应采取防腐措施。
3 燃气轮机进气道应设消声装置。
4 燃气轮机进气系统宜设置清洁过滤反吹措施。
5 空气压缩机和煤气压缩机容量选择应计及建设地的气象条件。
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8.2.2
1燃气轮机的性能和安全可靠性,与进入压气机的空气质量有很大的关系,为了避免空气中的粉尘冲蚀和沾污压气机叶片,保证机组的高效稳定运行,必须设置进口空气过滤装置。
2进气装置宜设置在空气洁净的地方,并且有防止冰凌雪霜堵塞、雨滴进入的措施,防止堵塞进气道,增加压损,影响效率。
3压气机产生的噪声会通过进气道传播出去,所以必须在进气道设置消声装置。
4由于钢铁企业厂区空气质量都比较差,为避免过滤装置压损过大导致效率的损失,宜设置清洁过滤面的反吹措施。
5设置进气冷却除湿装置时需进行技术经济比较。
8.2.3 燃气轮机冷却水系统
1 燃气轮机、煤气压缩机本体的冷却宜采用闭式除盐水冷却系统。
2 联合循环电厂应设置冷却水供应系统,冷却水的水质、流量、温度、压力等参数应能满足各工艺设备的要求。
3 单轴配置的联合循环发电机组,工业冷却水宜采用母管制;多轴配置的联合循环发电机组,工业冷却水宜采用单元制,也可采用母管制。
4 闭式冷却水系统应设稳压和补充水系统。当采用高位水箱稳压时,其标高宜根据汽轮机高位或低位布置确定。
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8.2.3采用软化水或除盐水冷却的闭式冷却水系统,是为防止冷却水管的结垢,提高换热效率。因为软化水或除盐水的成本比较高,所以采用闭式冷却水系统。
联合循环电厂冷却水供应系统除了满足燃气轮机系统的冷却外,还包括了冷油器、锅炉给水泵、汽水取样、汽轮机和发电机部分及其辅助设备等对冷却水的参数要求。
闭式冷却水系统高位水箱的作用之一是用来储水,调节系统中的流量波动,吸收水的热胀冷缩产生的容积变化;作用之二是保证系统中各冷却设备具有一定的正压头和冷却水泵的净正吸水压头。
8.2.4 燃气轮机的清洗系统
1 燃气轮机应设置清洗系统,清洗方式分为“在线”或“离线”两种方式。
2 煤气压缩机宜设在线干清洗装置。
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8.2.4燃气轮机主要在压气机和燃气透平叶片上结垢。
燃气轮机的清洗,分在线和离线两种清洗方式——在不停机状态下的“在线”清洗和停机状态下的“离线”清洗,以保证机组在高效状态下运行。
8.2.5 燃气轮机的注水或注蒸汽系统
1 当燃气轮机无法通过控制燃烧工况来保证排气中氮氧化物的含量满足当地环保要求时,应设向燃气轮机燃烧室内注除盐水或蒸汽的装置。
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8.2.5目前三菱采用了低NOx燃烧器,即能满足氮氧化物的排放要求,未采用注水或注蒸汽的办法。通过向燃烧室注水或注蒸汽的办法,降低燃烧区的温度,消除氮氧化物的生成条件。
8.2.6 燃气轮机的浊水系统
1 采用煤气和水直接接触的煤气冷却器及煤气湿式电除尘器的联合循环发电厂,浊水应循环使用;含酚氰废水应由企业收集集中处理。
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8.2.6因为煤气冷却器和煤气湿式电除尘器的用水量非常大,本身含尘量也不高,所以应循环使用,但必须置换一部分水,以保证温度和浊度不至于过高。这部分被置换出来的水是含酚氰的,应该处理达标后才能外排。有焦化厂的钢铁公司,酚氰废水可以送至焦化厂统一处理,联合循环电厂一般不单独设酚氰废水处理设施,当没有焦化厂时,联合循环电厂应设置酚氰废水处理设施。
9余热锅炉设备及系统
9.1 余热锅炉设备
9.1.1 钢铁企业联合循环电厂的余热锅炉选型和技术要求,应符合现行行业标准《燃气-蒸汽联合循环设备采购 余热锅炉》JB/T 8953.3的规定,并应满足燃气轮机快速起动的要求,具有高可靠性和高可用率。
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9.1.1钢铁企业联合循环电厂,以消纳富余煤气为主要功能,在电网中不宜承担调峰任务,机组也不宜做煤气调峰机组,主要运行模式应为满发基本负荷,确保机组实际运行热效率高于同等容量的蒸汽单循环机组。但为了适应煤气燃料负荷的波动,一般选用无补燃型余热锅炉,可靠性和可用率高。
钢铁企业联合循环电厂煤气燃料进入燃机之前均经过除尘等净化措施,因此余热锅炉可不设吹灰装置。
9.1.2 余热锅炉的炉型、台数和容量,可按下列要求选择:
1 根据工程具体情况比较后确定余热锅炉炉型采用强制循环或自然循环,立式布置或卧式布置;
2 联合循环发电机组宜采用一台燃气轮机配一台余热锅炉;
3 余热锅炉容量应根据燃气轮机排气参数和汽轮机蒸汽参数确定。余热锅炉应能在燃气轮机各种运行工况下,有效地吸收燃气轮机排出的热量,产生符合汽轮机要求的蒸汽。
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9.1.2参照DL/T5174-2003有关条文。
9.1.3 余热锅炉的设计参数可按下列原则确定:
1 余热锅炉应根据燃气轮机以煤气为燃料的排气特性设计,蒸汽参数和压力级数应与汽轮机统一考虑,进行热力系统优化计算确定;
2 余热锅炉的设计工况应和燃气轮机在预定运行的年平均气象参数下的排气参数(流量、压力、温度)相匹配,并处于最佳效率范围;
3 余热锅炉的设计应检验其在预定运行的月最高与最低平均气象参数下的蒸汽出力、温度及锅炉效率;
4 当燃气轮机采用轻油、天然气等燃料作为点火燃料时,应检验余热锅炉在燃气轮机使用点火燃料所带最高负荷下的蒸汽出力、温度;
5 余热锅炉出口蒸汽参数与汽轮机进口参数应相互匹配。
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9.1.3参照DL/T5174-2003有关条文。
2余热锅炉的设计工况应和燃气轮机在预定运行工况下的排气参数相匹配,处在最佳效率范围内。由于燃气轮机的功率与气象参数有关,所以还应检验余热锅炉在规定的不同气象参数下的蒸汽参数和效率,以满足整个联合循环运行优化。同时,当点火燃料采用轻油、天然气时,燃气轮机排气特性与设计工况有较大偏差,因此应检验点火燃料工况下的余热锅炉蒸汽参数。
3单轴布置的联合循环机组若由制造厂家经验确定了汽轮机型号、热力系统及参数时,所配余热锅炉的额定容量及热力参数按汽轮机技术规范要求确定。
9.1.4 余热锅炉排烟温度应高于烟气的酸露点温度10℃以上。
9.1.5 余热锅炉可不设吹灰系统。
9.2 烟气系统
9.2.1 烟道、烟囱的设置原则:
1 烟囱的设置应根据机组循环方式、余热锅炉型式及布置方式等因素确定,烟囱的高度应能满足烟气排放的环保要求,烟囱的出口直径应根据燃气轮机排气量及出口流速确定。
1) 单轴的联合循环发电机组宜不设置旁路烟囱。
2) 当采用立式余热锅炉时,宜采用钢制烟囱并直接设置在锅炉顶部,并宜安装气候挡板。
3) 当采用卧式余热锅炉时,应根据机组布置情况,可每台余热锅炉设置一座烟囱,也可多台余热锅炉设置一座(集管式)烟囱。
2 旁路烟囱宜设置在烟道直段。
3 烟道以下位置应设置膨胀节:燃气轮机排气烟道与余热锅炉进口之间;旁路烟囱烟道与余热锅炉进口烟道之间;卧式余热锅炉与锅炉烟囱之间。
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9.2.1目前钢铁企业可供选择的以低热值煤气为燃料的燃气轮机种类较少,从轴系分类有单轴和多轴型式。对于单轴布置的联合循环机组,由于汽轮机与燃机同轴,不存在简单循环运行的可能性,因此不需要配置旁路烟囱。对于多轴布置的联合循环机组,是否配置旁路烟囱宜根据煤气调度灵活性、机组运行方式和技术经济比较确定。
“一拖一”多轴布置的联合循环,按照负荷性质及运行模式要求,对于煤气缓冲调峰功能要求较强、需要燃气轮机快速启动单循环运行时,燃气轮机宜设置旁通烟囱和切换挡板;对于大功率或承担基本负荷和半基本负荷工作类型的机组,燃气轮机不宜单循环运行,不宜设旁通烟囱和切换挡板。
“二拖一”、“三拖一”等一台汽轮机与数台余热锅炉匹配的多轴布置的联合循环机组,每台燃气轮机均应设置旁通烟囱和切换挡板,以利于电站机组启停、运行模式的灵活操作和变负荷性能的改善。
9.2.2 余热锅炉烟气侧的阻力要求:余热锅炉的烟气阻力应能满足燃气轮机排气压力的要求。
9.2.3 旁路烟囱相关设备的要求:
1 旁路烟囱的烟气切换挡板门必须可靠、灵活,由密封空气进行密封。挡板门宜选用由液压驱动机构驱动,并能固定在全闭、30%~40%开、全开三个位置。
2 每台余热锅炉旁路烟囱切换挡板门宜各设置2台密封风机,一台运行,一台备用。密封风机的风量裕量应不低于10%,风机压头裕量应不低于20%。
3 气候挡板宜采用电动机构驱动。
9.3 给水系统
9.3.1 给水系统的确定应符合下列规定:
1 当采用定速给水泵时,给水调节系统的路数、容量,应根据余热锅炉要求的调节范围、进水路数及调节阀的性能确定。
2 当采用调速给水泵时,给水管路应适当简化。若采用的调速给水泵具有全程调节性能及良好的运行实绩时,主管路可不设置给水调节阀。
9.3.2 给水泵的选择及其台数、容量的确定应符合下列规定:
1 在每一个给水系统中,给水泵出口的总流量(不包括备用给水泵),应不小于系统所连接的全部余热锅炉最大给水量及余热锅炉蒸汽调温减温喷水量之和的110%。
当一台余热锅炉配一台除氧器时,可配置2台100%给水容量的电动给水泵;当2台余热锅炉配1台除氧器时,可配置3台100%容量的电动给水泵,其中一台备用。
2 给水泵的扬程应按下列各项之和计算:
1) 从除氧器给水箱出口到省煤器进口介质流动总阻力(按余热锅炉最大连续蒸发量时的给水量计算),并加20%的裕量;
2) 余热锅炉省煤器联箱进口处与除氧给水箱正常水位间的水柱净压差;
3) 余热锅炉最大连续蒸发量时,省煤器入口的给水压力;
4) 除氧器额定工作压力(取负值)。
3 在有前置泵时,前置泵和给水泵的扬程之和应大于上述各项的总和。
4 前置泵的扬程除应计及前置泵出口至给水泵入口间的介质流动总阻力和净压差以外,还应满足汽轮机甩负荷瞬态工况时为保证给水泵入口不汽化所需的压头要求。
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9.3.2余热锅炉热力系统存在单压系统和多压系统,因此给水泵出口总容量不以余热锅炉最大连续蒸发量为基础,而是以每一个给水系统中全部余热锅炉的最大给水量为基础,同时还要满足减温器对减温水的要求,故给水泵出口总容量取各系统全部余热锅炉最大给水量及余热锅炉蒸汽调温减温喷水量之和的110%。
9.3.3 除氧器、给水箱的台数和容量应符合下列规定:
1 除氧器可采用余热锅炉低压汽包自除氧,也可采用低压蒸汽加热除氧或凝汽器真空除氧。
2 除氧器的总容量,应根据最大给水消耗量选择,宜优先采用一台余热锅炉配置一台除氧器,给水箱兼作余热锅炉低压汽包,也可以2台余热锅炉配置一台除氧器。
3 给水箱的有效储水量宜为5~10min的余热锅炉最大连续蒸发量时的给水消耗量。
4 除氧器的启动汽源可以来自启动锅炉或厂用辅助蒸汽系统或余热锅炉本身。正常运行时,除氧器加热蒸汽宜优先采用来自余热锅炉自身蒸汽。
5 除氧器有关系统的设计,应有可靠的防止除氧器过压爆炸的措施。
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9.3.3目前国内钢铁企业联合循环电厂大部分采用内置式除氧器,即余热锅炉低压汽包自除氧方式。当汽轮机系统补水补入凝汽器时应设置凝汽器真空除氧措施。
内置式除氧器再按结构布置形式可选用整合内置式除氧器或独立内置式除氧器。整合内置式除氧器是与多压余热锅炉低压蒸发系统合并配置,分别将除氧水箱与低压汽包、除氧加热用蒸发器与低压系统蒸发器合二为一(低压汽包自除氧);独立内置式除氧器是在余热锅炉尾部低温段单独设置除氧蒸发器及除氧汽包(即除氧水箱)。
多压余热锅炉低压系统压力较低时,给水除氧系统应采用整合内置式除氧器,节省低压给水泵和厂用电,此时在余热锅炉尾端应设置低压凝结水加热器,有利于降低余热锅炉排烟温度,提高联合循环总热效率。
单压余热锅炉和低压系统压力较高的多压余热锅炉,给水除氧系统应采用独立内置式除氧器,除氧器工作压力低,有利于降低余热锅炉排烟温度,提高联合循环总热效率。此时余热锅炉尾端不必设置低压凝结水加热器。
汽轮机单轴布置和“一拖一”多轴布置的蒸汽循环余热锅炉给水除氧系统应采用内置式除氧器;“二拖一”、“三拖一”等多轴布置的蒸汽循环余热锅炉给水除氧系统,宜采用由汽轮机低压抽汽加热的外置式除氧器。
对于大容量机组,给水箱的有效储水量宜选用5~10min的最大连续蒸发量时的给水消耗的下限值;而对小容量机组,则宜选用上限值。
若设计时在凝汽器中真空除氧,凝结水含氧量指标满足水汽质量标准时,则可不另设除氧器。实际上由于凝汽器泄漏等原因,如水封阀密封不好,凝结水含氧量常常不能满足标准要求。
《钢铁企业煤气-蒸汽联合循环电厂设计规范[附条文说明]》YB/T 4504-20169.4 排污和排汽系统
9.4.1 余热锅炉的连续排污和定期排污的系统及其设备按下列要求确定:
1 对汽包锅炉,宜采用一级连续排污扩容系统;
2 连续排污扩容系统应有切换至定期排污扩容器的旁路;
3 定期排污扩容器的容量,应计及锅炉事故放水的需要。
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9.4.1对于低压汽包带自除氧型式的余热锅炉,因连排二次扩容蒸汽只能引入一体化除氧器,是否需要设置连续排污扩容器宜根据技术经济比较后确定。
9.4.2 余热锅炉的向空排汽管和起跳压力最低的安全阀排汽管应装设消声器。
10汽轮机设备及系统
10.1 汽轮机设备
10.1 汽轮机设备
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参照DL/T5174-2003中10.1有关条文。
10.1.1 联合循环电厂的汽轮机设备选型和技术要求,应按《燃气-蒸汽联合循环设备采购 汽轮机》JB/T 8953.2和联合循环发电机组相关的规定。
10.1.2 汽轮机的进汽量应符合下列规定:
1 汽轮机的最大进汽量应与相应的余热锅炉最大蒸发量相匹配;
2 对多台余热锅炉配一台汽轮机的机组,汽轮机的最大进汽量应与相应的余热锅炉最大蒸发量之和相匹配;
3 汽轮机设计工况下的进汽量应有措施以保证存在制造误差和汽轮机老化时增加进汽量所需。
10.1.3 汽轮机的设计额定工况应对应于设计预定运行条件下余热锅炉的设计额定工况。在设计进口蒸汽参数工况下,保证达到规定的设计额定出力和热耗率。汽轮机还应接纳预定运行的月最高、最低平均气象参数条件下余热锅炉产生的蒸汽。应校验相应条件下汽轮机的出力。
10.1.4 汽轮机进口蒸汽压力和温度按下列原则选择:
1 汽轮机进口最大蒸汽压力为余热锅炉过热器出口最大蒸汽压力减去管道压力损失,汽轮机最高进汽温度为余热锅炉过热器出口最高蒸汽温度减去管道温降;
2 再热蒸汽循环系统,汽轮机低压缸或中压缸进口最高蒸汽压力为余热锅炉再热器出口最高蒸汽压力减去再热热段管道压力损失;汽轮机低压缸或中压缸进口最高蒸汽温度为余热锅炉再热器出口最高蒸汽温度减去管道温降。
10.1.5 联合循环电厂中的汽轮机性能应与机组的负荷要求相适应。受煤气燃料变化导致燃机负荷的波动,配套的汽轮机应具有滑压运行、快速启停的功能。
10.1.6 汽轮机可选择带工业抽汽的抽凝机组。
10.1.7 汽轮机设备及系统应设有防止汽轮机进水的措施。主蒸汽等与汽轮机相连管道上的最低点应设疏水点,疏水管道的内径应符合《火力发电厂汽水管道设计技术规定》DL/T 5054的要求,疏水阀宜配动力操作型。
10.2 主蒸汽系统
10.2 主蒸汽系统
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参照DL/T5174-2003中10.2.1有关条文。
10.2.1 联合循环电厂由2台或3台余热锅炉配一台汽轮机时(即二拖一或三拖一配置),其每套主蒸汽系统应采用母管制。
10.2.2 多轴一拖一配置的联合循环电厂主蒸汽系统宜采用单元制。
10.2.3 单轴配置的联合循环发电机组蒸汽系统应采用单元制。
10.3 再热蒸汽系统
10.3.1 当联合循环电厂的配置方式为二拖一或以上时,每套再热蒸汽管道(再热冷段或再热热段)应采用母管制。
10.3.2 单轴配置的联合循环发电机组再热蒸汽管道应采用单元制。
10.4 蒸汽旁路系统
10.4 蒸汽旁路系统
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参照DL/T5174-2003中10.2.3有关条文。
10.4.1 联合循环电厂的蒸汽旁路系统应能在汽轮机启动或甩负荷时,及时向凝汽器排除多余的蒸汽,以保证余热锅炉及汽轮机的安全。
10.4.2 蒸汽旁路系统应根据余热锅炉的各种不同压力级,设置对应的高、中、低压蒸汽旁路。
10.4.3 蒸汽旁路系统应采用单元制,即每台余热锅炉应分别设置各自对应的蒸汽旁路系统。各级蒸汽旁路的容量宜为余热锅炉各级蒸发量的100%。
《钢铁企业煤气-蒸汽联合循环电厂设计规范[附条文说明]》YB/T 4504-201610.5 凝结水系统
10.5.1 凝汽式(或补汽凝汽式)汽轮机的凝结水泵台数、容量应满足下列要求:
1 单轴布置或“一拖一”多轴布置的联合循环机组,每台汽机宜配置两台凝结水泵,每台凝结水泵容量为最大凝结水量的110%;
2 “二拖一”或以上多轴布置的联合循环机组,每台汽机凝结水泵台数宜根据余热锅炉台数配置,并设置一台备用;每台凝结水泵容量为一台余热锅炉系统折算最大凝结水量的110%;
3 最大凝结水量应为汽轮机各压力级最大进汽量、进入凝汽器的经常疏水量、正常补给水量及各级蒸汽旁路投入时的最大减温喷水量等各项之和。多轴布置需模拟折算一台余热锅炉系统最大凝结水量时,应按上述分项类同计算。
10.5.2 抽汽式供热汽轮机的凝结水泵台数、容量应满足下列要求:
1 单轴布置或“一拖一”多轴布置的联合循环机组,每台抽汽式供热汽轮机宜装设两台或三台凝结水泵。
当机组投产后即对外供热时,宜装设两台110%设计热负荷工况下凝结水量或三台55%最大凝结水量的凝结水泵,两者比较取较大值。
当机组投产后需较长时间在纯凝汽工况或低热负荷下运行时,宜装设三台110%设计热负荷工况下凝结水量或三台55%最大凝结水量的凝结水泵,两者比较取较大值。
2 “二拖一”或以上多轴布置的联合循环机组,每台汽机凝结水泵台数宜根据余热锅炉台数和投产后供热情况配置,并设置一台备用;凝结水泵总容量应根据汽轮机设计热负荷工况下凝结水量或最大凝结水量的较大值确定。
3 设计热负荷工况下凝结水量应为设计热负荷工况下运行时的凝汽量、进入凝汽器的经常疏水量、正常补充水量等各项之和。
4 最大凝结水量应为汽轮机各压力级最大进汽量、进入凝汽器的经常疏水量、正常补给水量及各级蒸汽旁路投入时的最大减温喷水量等各项之和。
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10.5.2抽汽式供热汽轮机凝结水泵选择时,还需要注意机组投产后是否立即供热,当机组投产后即对外供热时,宜按设计热负荷工况下凝结水量选型;当机组投产后需较长时间在纯凝工况或低热负荷下运行时,宜按汽轮机设计热负荷工况下凝结水量或最大凝结水量的较大值来选型。
从凝汽器热井到除氧器凝结水入口介质流动阻力包括除氧喷雾头、轴封汽加热器,若凝结水管路中有余热锅炉凝结水低压加热器、余热回收加热凝结水的燃机冷却空气换热器、煤气压缩机中间冷却换热器等设备阻力也应包括在内。
由于联合循环发电机组的蒸汽旁路一般按锅炉各压力级的最大连续蒸发量的100%考虑,凝结水泵还应充分考虑蒸汽旁路系统投入时对凝结水量的要求,以确保运行安全。
10.5.3 凝结水泵的扬程应按下列各项之和计算:
1 按最大凝结水量计算,从凝汽器热井到除氧器凝结水入口的介质流动阻力,另加10%~20%裕量;
2 除氧器凝结水入口与凝汽器热井正常最低水位间的水柱静压差;
3 除氧器最大工作压力,另加15%裕量;
4 凝汽器的最高真空。
10.6 凝汽器设备
10.6.1 凝汽器应具有凝结汽轮机排汽或凝结各级旁路同时排入蒸汽的能力,两者比较取较大值。
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10.6.1机组的各级蒸汽均有可能通过100%的蒸汽旁路进入凝汽器,所以它接受的蒸汽流量很大,故凝汽器的设计应充分考虑到上述因素。燃机电厂也有可能建造在缺水的地区,对安装在缺水地区的机组,经技术经济比较后,可采用空冷凝汽器。
10.6.2 热力系统的化学补充水宜补入凝汽器,凝汽器宜具有真空除氧的功能。
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10.6.2对补充水进凝汽器的机组,凝汽器还宜考虑具有真空除氧的能力。
10.6.3 凝汽器应根据冷却水水质确定管板和管材的材质,凝汽器管材的选用应满足标准《发电厂凝汽器及辅机冷却器管选材导则》DL/T 712的要求。
10.6.4 凝汽器应配置高效可靠的抽真空设备,宜配备两台水环式真空泵或其他型式的抽真空设备,每台抽真空设备的能力应能满足凝汽器正常运行时抽真空需要。当全部抽真空设备投入运行时,应能满足机组启动时快速建立真空度的要求。
10.7 工业冷却水系统
10.7.1 联合循环电厂工业冷却水水源宜由钢铁企业统一规划提供,保证供水的可靠性。
10.7.2 工业冷却水系统应根据冷却水源、水质情况和设备对冷却水水量、水温和水质的不同要求合理确定。对水质要求较高的设备宜采用以除盐水为介质的闭式循环冷却水系统。
转动机械轴承冷却水中的碳酸盐硬度宜小于250mg/L(以CaCO3计),pH值应不小于6.5,宜不大于9.5,悬浮物的含量应小于100mg/L。
10.7.3 工业冷却水系统应根据系统布置计算确定是否需设升压水泵或需设升压水泵供水的范围。当需要时,应设2台升压水泵,单台升压泵的容量应不小于需升压的冷却水量的110%。升压泵的扬程按下列各项之和计算:
1 按最大冷却水量计算的系统管道最大阻力,另加20%裕量;
2 最高用水点与升压泵中心线之间的净压差;
3 循环水进出口管道之间的水压差(取负值)。
10.7.4 闭式循环冷却水系统应满足下列要求:
1 闭式循环冷却水系统宜设置2台100%换热面积的热交换器。当闭式循环冷却水热交换器的冷却水源为海水时,热交换器应采用钛制材料。
2 闭式循环冷却水系统应设置2台循环水泵。单台循环水泵的容量应不小于机组最大冷却水量的110%。循环水泵的扬程应满足按最大冷却水量计算的系统管道最大阻力,另加20%裕量。
3 闭式循环冷却水系统应设置高位膨胀装置和补给水系统。
4 闭式循环冷却水热交换器处的热水侧的运行压力应大于冷水侧的运行压力。
10.7.5 空冷机组宜设置单独的辅机冷却水系统,宜采用冷却塔循环冷却。
10.7.6 管路连接系统
1 对单轴配置的联合循环发电机组,工业冷却水系统宜采用母管制。
2 对多轴配置的联合循环发电机组,工业冷却水系统宜采用单元制,也可采用母管制。
11化水处理设备及系统
11.1 原水预处理
11.1.1 联合循环电厂应有合适、可靠的原水水源,由企业统筹规划和提供。
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11.1.1随着水处理新技术不断推出和其工艺的日臻完善,可供选择的锅炉补给水处理水源不局限于水源地的原水,如钢铁企业的再生水等,应由企业统筹规划和提供可靠、稳定、合适的水源。
11.2 补给水除盐处理
11.2.1 补给水除盐工艺系统(包括预脱盐系统)的选择,应根据原水水质、燃气轮机用水的水质、余热锅炉给水及炉水质量标准和药品的供应条件以及环境保护的要求等因素,经技术经济比较确定。
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11.2.1本条增加了“燃气轮机用水的水质要求”的提法,并针对联合循环燃机电厂的特点,强调了余热锅炉给水及炉水水质标准条件。
11.2.2 化水处理系统的出力,应根据燃机电站全部正常水汽损失量(包括燃气轮机用水),并考虑机组启动或事故而增加的化水处理设备出力和机组日运行小时数,经计算确定。
企业联合循环电站各项正常水汽损失量及考虑机组启动或事故而需增加的水处理系统处理,按表11.2.2计算。
表11.2.2 燃机电厂各项水汽损失

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11.2.2明确了钢铁企业联合循环电厂化学水处理系统出力的计算组成。
11.2.3 当原水溶解固形物为500~700mg/L时,应进行系统技术经济比较确定是否采用反渗透等预除盐系统;当原水溶解固形物大于700mg/L时,针对水源情况,可采用一级反渗透或两级反渗透等预除盐系统。
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11.2.3由于水处理技术的发展,离子交换除盐已不再是唯一的除盐方式。当水源为钢铁企业再生水(中水)时,水源具有含盐量高、水质波动大,对系统冲击负荷较大,采用反渗透作为预除盐系统,更具有经济可行性。
11.2.4 除盐设备按以下原则选择:
1 离子交换器每种型式不应少于2台。正常再生周期可按12~24h考虑,根据工程情况优化确定。
2 对联合循环电站的纯凝工况,化水系统不设再生备用离子交换器时,可通过除盐水箱积累储存再生时备用水量;对联合循环电站的供热工况,可设置足够容量的除盐水箱储存再生时的备用水量,也可通过设置再生备用离子交换器,满足系统安全运行。
3 当采用反渗透等预除盐工艺系统时,反渗透装置可不设置备用,反渗透系统出力除应满足联合循环电站正常补给水量外,同时还应满足在7天内贮存满全部除盐水箱的要求。
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11.2.4根据反渗透装置连续运行和单位造价较高的特点,其出力设计与离子交换有所不同,可不考虑检修备用,但装置的设计出力考虑一定的裕量,一般为30%~50%,不宜大于50%。反渗透预除盐后连接混床、EDI或一级除盐加混床系统,应根据工程的具体水质资料进行综合技术经济比较后确定。
11.2.5 除盐水箱的容量应满足工艺和调节的需要。
1 除盐水箱的总有效容积应能配合水处理设备出力,满足燃气轮机用水及最大一台余热锅炉酸洗或者机组启动用水需要;对联合循环电站的纯凝工况,为最大一台余热锅炉2~3h的最大连续蒸发量;对联合循环电站的供热工况,宜为1~2h的正常补给水量。
2 当离子交换器无再生备用设备时,除盐水箱应考虑再生停运期间所需的备用水量。
3 对钢铁企业联合循环电站的纯凝工况,水处理系统在综合考虑除盐水箱容积、系统出力,除盐水箱布置、除盐水泵连接方式、控制方式的基础上,宜按照两班制方式运行。
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11.2.5由于绝大多数钢铁企业联合循环电厂在运行中均未向燃气轮机的燃烧室内注入除盐水或回注蒸汽,故对现有的除盐水箱容积影响不大,故本条只作原则规定。
对钢铁企业联合循环电厂纯凝工况时,余热锅炉补给水量比较稳定,为提高电厂综合管理水平,余热锅炉补给水处理车间宜考虑后夜不值班,实行两班制运行。可考虑如下几方面:
1除盐水箱有效容积还应满足两班制运行时机组正常运行的补给水量。
2除盐水箱、除盐水泵入口母管、余热锅炉补给水系统出水母管均宜采用并联方式。
3除盐水泵相互连锁外,除盐水箱的液位信号、除盐水泵的运行信号应同时送至机控室DCS上。
11.2.6 化水系统除盐水泵的容量及水处理室至主厂房的补给水管道,应按能同时输送最大一台机组的启动补给水量或余热锅炉化学清洗用水量和其余机组的正常补给水量之和选择。
《钢铁企业煤气-蒸汽联合循环电厂设计规范[附条文说明]》YB/T 4504-201611.3 给水、炉水校正处理及热力系统水汽取样
11.3.1 联合循环发电机组的给水、炉水校正处理,应按机炉型式、参数及水化学工况设置相应的加药设施。
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11.3.1系DL5000-2000中的11.5.1的修改条文。
同时根据钢铁企业的实际情况综合联合循环发电厂的综合管理水平,宜适当考虑给水、炉水加药系统的自动化,可实现实时监测、在线加药、自动调节加药量。
11.3.2 给水、炉水校正处理的加药泵的选择,应能够满足联合循环发电机组停用期间水化学工况的需要。
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11.3.2从理论上讲,余热锅炉-汽轮发电机组在较长时间的停役期间内应采取停炉保护措施。但由于钢铁企业联合循环电厂的年运行小时数不多,但日运行启动频率高而运行时间不一定长,这给机组的停炉保护带来了困难。本条提出加药泵容量设计应留有裕度,以满足不同场合的水化学工况需要。
11.3.3 对于不同参数机组的热力系统,应设置相应的水汽集中取样装置及监测仪表。取样分析的数据可作为相关控制系统的输入信号,不设现场水汽分析试验室。
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11.3.3水汽取样分析由人工为主逐渐转变为以在线仪表检测为主,因此现场的水汽控制试验室可不设置。水汽取样分析的信号用于加药系统,可避免重复的仪表设置,并且便于水质控制的自动化。
11.4 循环冷却水处理
11.4.1 当循环冷却水系统和凝汽器内有生物生长、腐蚀或结垢的可能时,应根据冷却方式、补充水源水质及水量等因素,采取相应的处理措施。
11.4.2 循环冷却水系统的浓缩倍率和排污率应根据全厂水量及水质,并考虑凝汽器材质,通过试验并技术经济比较确定。必要时选用加硫酸、加防腐剂、阻垢剂、循环冷却水旁流处理和上述方法的联合处理等方式防腐与防垢。
当浓缩倍率较高时,应综合考虑环境空气含尘量、补充水悬浮物含量等因素,可采用循环冷却水旁流过滤处理方式。
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11.4.2由于水的浓缩,引起循环冷却水某一项或几项成分超过允许值,可考虑采取旁流水过滤处理以提高浓缩倍数。由于设计的浓缩倍数需综合考虑很多因素(如水源水质、水量、各种处理方法药剂费用等)才能确定,是否采用旁流水处理需要经过技术经济比较后确定。
11.4.3 循环冷却水防生物污染处理宜采用氧化性杀生剂和非氧化性杀生剂相结合方式处理。
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11.4.3对循环水及循环水系统污泥中的不同菌种进行测定,根据测定出的菌种有针对性地进行杀菌试验,筛选出可有效杀灭循环水系统各种细菌的杀菌灭藻剂,并对其加药量和加药方式进行了研究。根据实验室试验及现场试验结果,确定的杀菌灭藻方案为:以氯系氧化性杀菌剂(氯锭)为主,杀灭水体中细菌;定期冲击式加入非氧化性杀菌剂(复合杀菌剂和异噻唑啉酮交替使用),提高杀菌灭藻功能。
11.5 化验室及仪器
11.5.1 化学实验室面积和主要仪器配置,结合联合循环电站在线化学表计的设置水平,根据需要配置。化学试验仪器的精确度等级和配置数量应满足机组在各种运行工况下的监测要求,根据钢铁企业实际情况予以确定。
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11.5.1对化验室的面积以及仪器配置、数量未进行明确规定,考虑到国内大部分钢铁企业设有集中试验室,在条件允许的情况下,可以考虑将联合循环电厂化验项目送至钢铁企业集中试验室进行分析。
11.5.2 化验室的位置应远离有污染物的药品库等。化验室应光线充足,通风良好,不应受振动、噪声等的影响;并根据当地气候条件和仪器要求设置空调。
11.6 防腐
11.6.1 化水处理系统中接触侵蚀性介质,以及对出水质量有影响的设备、阀门和管道,在其接触介质的表面上均应涂衬合适的防腐层,或用耐腐蚀材料制作。
12热工自动化
12.1 一般规定
12.1.1 联合循环电厂的热工自动化系统和设备,应针对机组特点进行选择,以满足机组安全可靠、经济运行和启停的要求。
12.1.2 联合循环电厂的热工自动化系统设计,应选用技术先进、安全可靠、经济实用的设备和元件,并应符合下列规定:
1 对于新产品和新技术,宜在取得成功应用经验后方可在设计中使用。
2 从国外进口的产品包括成套引进的热工自动化系统,也应是技术先进、安全可靠、经济实用,并有成熟经验的系统和产品。
《钢铁企业煤气-蒸汽联合循环电厂设计规范[附条文说明]》YB/T 4504-201612.2 热工自动化水平
12.2.1 联合循环电厂宜采用集中控制,在少量就地操作和巡回检查人员配合下,在集中控制室内或就地控制室内以操作员站为监控中心,实现机组启动、运行工况的监视和调整、停机和事故处理,并应满足快速启停的要求。
12.2.2 联合循环电厂应采用分散控制系统(DCS),其功能包括数据采集和处理、模拟量控制、顺序控制、联锁保护、发电机-变压器组和厂用电源系统监控。燃气轮机配供的自动控制系统、汽轮机配供的电液调节控制系统(DEH)与DCS系统应有通信接口。
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12.2.2联合循环电厂应一套机组采用一套DCS。DEH应尽量与DCS通信,如条件不许可也可采用硬接线方式。
12.2.3 随主辅设备本体成套提供及装设的检测仪表和执行装置,应满足机组运行和热控自动化系统的功能与接口技术等要求,并应具有先进性、可靠性。
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12.2.3设备成套提供的仪表应尽量与其余仪表保持一致的型号规格等,这样便于维护和备品备件。
12.3 控制方式及控制室
12.3.1 控制方式选择应符合下列规定:
1 分阶段建设的联合循环电厂,简单循环的燃气轮机发电机组可采用就地控制方式。
2 一次建成的联合循环联合循环电厂应采用燃气轮机-余热锅炉-汽轮机和发电机组(包括除氧给水)集中控制方式。
3 当机组为多轴布置时,则采用就地和集中两种控制方式。
12.3.2 联合循环电厂宜设下列控制室:
1 联合循环发电机组集中控制室;
2 燃气轮机发电机组就地控制室。
12.3.3 联合循环电厂的辅助车间设计宜设以下控制点:
1 煤气除尘器系统控制;
2 化水系统控制;
3 循环水系统控制;
4 煤气加压机房;
5 煤气压缩机房。
当有条件时,上述各控制点辅助系统宜采用可编程序控制器(PLC)组网,与机组密切相关的重要信号通过硬接线方式接至机组DCS,在集中控制室进行监控,实现当地无人值班。
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12.3.3煤气除尘器和化水系统一般自带PLC控制系统。
12.3.4 启动燃料(轻油、焦炉煤气、转炉煤气或天然气)系统、空压站等公辅系统的控制宜纳入机组DCS,在集中控制室监控。
12.4 热工检测
12.4.1 热工检测应包括下列内容:
1 工艺系统(包括电煤气除尘系统、煤气压缩系统、燃气轮机系统、余热锅炉系统、汽轮机组等)的运行参数;
2 辅机的运行参数;
3 电动、气动和液动阀门的启闭状态和调节阀门的开度;
4 仪表和控制用电源、气源、水源及其他必要条件的供给状态和运行参数;
5 必要的环境参数;
6 厂房内CO泄漏检测及报警。
12.4.2 分散控制系统还应包括主要电气系统和设备的参数和状态的监测。
12.4.3 测量油、水、蒸汽等的一次仪表不应引入控制室。
12.4.4 可燃气体、氮气、惰性气体测量一次仪表严禁引入控制室。
12.4.5 可燃气体测量仪表应有相应等级的防爆措施。
12.4.6 联合循环电厂内不应使用含有对人体有害物质的仪器和仪表。
12.4.7 联合循环电厂应配备现场检查和就地操作的就地热工检测仪表。
12.5 热工保护
12.5.1 热工保护应符合下列要求:
1 热工保护系统的设计应有防止误动和拒动的措施,保护系统电源中断或恢复不会发出误动作指令。
2 热工保护系统应遵守下列“独立性”原则:
1) 燃气轮机、余热锅炉、汽轮机跳闸保护系统的逻辑控制器应单独冗余设置;
2) 保护系统应有独立的I/O通道,并有电隔离措施;
3) 冗余的I/O信号应通过不同的I/O模件引入;
4) 触发机组跳闸的保护信号的开关量仪表和变送器应单独设置;当确有困难而需与其他系统合用时,其信号应首先进入保护系统;
5) 机组跳闸命令不应通过通讯总线传送。
3 机组跳闸保护回路在机组运行中宜能在不解列保护功能和不影响机组正常运行情况下进行动作试验。
4 在控制台上必须设置停燃气轮机、停汽轮机和解列发电机的紧急跳闸按钮,紧急跳闸按钮应直接接至停燃气轮机、停汽轮机的驱动回路。
5 停机、停炉保护动作原因应设事件顺序记录,还应有事故追忆功能。
6 热工保护系统输出的操作指令应优先于其他任何指令,即执行“保护优先”的原则。
7 联合循环电厂保护宜纳入分散控制系统,由机组DCS实现。随主设备配供的控制装置,应与分散控制系统有通信接口。
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12.5.1根据联合循环电厂的运行特点和工艺要求,在集中控制室必须设置紧急跳闸按钮,跳闸按钮应直接接至设备的驱动回路。
12.5.2 联合循环电厂发生下列情况之一,应打开烟气旁路门(若有旁路烟囱),实现相应保护动作。
1 燃气轮机事故停机;
2 余热锅炉事故停炉;
3 汽轮机事故停机;
4 汽轮发电机跳闸。
12.5.3 燃气轮机主要保护:
1 燃气轮机超速;
2 燃气轮机排气温度高;
3 燃气轮机振动过大;
4 燃气轮机叶片通道温度过高;
5 润滑油压过低;
6 煤气压缩机进口压力过低,煤气压缩机进口温度过高;
7 控制油压过低;
8 燃气轮机排气压力过高;
9 燃烧室熄火;
10 燃气轮机区域着火;
11 手动停机;
12 燃气轮机其他保护项目。
12.5.4 余热锅炉主要保护:
1 汽包水位过高或过低;
2 除氧器水位过低;
3 主蒸汽压力过高;
4 余热锅炉其他保护项目。
12.5.5 汽轮机主要保护:
1 在运行中汽轮发电机组发生下列情况之一时应实现紧急停机保护:
1) 汽轮机超速;
2) 凝汽器真空过低;
3) 润滑油压力过低;
4) 轴承振动大;
5) 轴向位移大;
6) 发电机冷却系统故障;
7) 手动停机;
8) 汽轮机数字电液控制系统失电;
9) 汽轮机、发电机等制造厂提供的其他保护项目。
2 汽轮机还应有下列热工保护:
1) 抽汽防逆流保护;
2) 低压缸排汽防超温保护;
3) 汽机防进水保护;
4) 汽机真空低保护等。
12.6 热工开关量控制和联锁
12.6.1 开关量控制的功能应满足机组的启动、停止及正常运行工况的控制要求,并能实现机组在事故和异常工况下的控制操作,保证机组安全。开关量控制应完成以下功能:
1 实现燃气轮机自启停;
2 实现主/辅机转机、阀门、挡板的顺序控制、控制操作及试验操作;
3 大型辅机与其相关的冷却系统、润滑系统、密封系统的联锁控制;
4 在发生局部设备故障跳闸时,联锁启动备用设备;
5 实现状态报警、联动及单台转机的保护。
12.6.2 需要经常进行有规律性操作的辅助工艺系统宜采用顺序控制:
1 余热锅炉给水泵;
2 余热锅炉定期排污;
3 旁路烟气切换挡板及密封系统。
12.6.3 余热锅炉辅机应有下列联锁项目:
大型辅机与其润滑油系统、冷却和密封系统的联锁,以及这些系统中工作泵事故跳闸时备用泵的自启动联锁。
12.6.4 汽机辅机应有下列联锁:
1 润滑油系统中的交流润滑油泵、直流润滑油泵、顶轴油泵和盘车装置与润滑油压之间的联锁;
2 凝结水泵、疏水泵以及其他各类水泵与其相应系统的压力之间的联锁;
3 工作泵事故跳闸时备用泵自启动的联锁;
4 各类泵与其进出口电动阀门间的联锁。
12.6.5 当机组顺序控制功能不纳入分散控制系统时,其功能应采用可编程控制器实现。可编程控制器应与分散控制系统有通信接口。辅助工艺系统的开关量控制可由可编程控制器实现。
12.6.6 顺序控制设计应遵守保护、联锁操作优先的原则。在顺序控制过程中出现保护、联锁指令时,应将控制进程中断,并使工艺系统按照保护、联锁指令执行。
顺序控制在自动运行期间发生任何故障或运行人员中断时,应使正在进行的程序中断,并使工艺系统处于安全状态。
顺序控制系统应有防误操作的措施。
《钢铁企业煤气-蒸汽联合循环电厂设计规范[附条文说明]》YB/T 4504-201612.7 热工模拟量控制
12.7.1 联合循环电厂机组应有较完善的热工模拟量控制系统,并考虑燃气轮机-余热锅炉-汽轮机间的协调控制,其方式宜为汽轮机跟随余热锅炉、余热锅炉跟随燃气轮机。各个模拟量控制系统的控制回路应按实用、可靠的原则设计,并尽可能适合机组在启动过程及不同负荷阶段中安全经济运行的需要,还应考虑机组在事故及异常工况下与相应的联锁保护协调控制的措施。
12.7.2 联合循环电厂的燃气轮机调节系统应具有温度控制、转速控制、负荷控制、自动启停、超速保护等功能。汽轮机应配置电液调节系统,汽轮机负荷应跟随余热锅炉输出蒸汽能量大小进行控制。
12.7.3 联合循环电厂自动控制系统中的各控制方式,应设切换逻辑并能双向无扰动的切换。
12.7.4 重要热工模拟量控制项目的变送器应双重(或三重)设置。
12.7.5 联合循环电厂的模拟量控制至少应包括下列项目:
1 燃气轮机的转速、负荷、温度调节;
2 压气机入口导叶调节;
3 燃机润滑油母管温度调节;
4 凝汽器热井水位调节;
5 除氧器水位、压力调节;
6 主汽压力和温度调节;
7 汽包水位调节;
8 煤气加压机防喘振调节;
9 煤气热值调节。
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12.7.5由于各种燃机对燃气热值有不同要求,因根据需要对燃气热值进行调整。
12.8 热工报警
12.8.1 热工报警可由常规报警和/或数据采集系统中的报警功能组成。热工报警应包括下列内容:
1 工艺系统热工参数偏离正常运行范围;
2 热工保护动作及主要辅助设备故障;
3 热工监控系统故障;
4 热工电源、气源故障;
5 主要电气设备故障;
6 辅助系统故障。
12.8.2 分散控制系统的所有模拟量输入、数字量输入、模拟量输出、数字量输出及中间变量和计算值都可作为数据采集系统的报警源。
12.8.3 分散控制系统功能范围内的全部报警项目应能在视频显示器上显示和在打印机上打印,在机组启停过程中应抑制虚假报警信号。
12.9 机组分散控制系统
12.9.1 燃气轮机的控制装置应由燃气轮机供货商配套供货,其选型应坚持成熟、可靠的原则。燃气轮机控制装置应具有数据采集与处理、自动控制、保护和联锁等功能,应提供与外系统进行通信的硬件和软件(通信规约和通信数据清单)。应具有专用的通信接口与联合循环发电机组的微机分散控制系统进行通信。在应用中选择合适的通信规约要考虑下列因素:
1 通信链两端的通信接口要兼容;
2 适当的数据格式来完成所需要的功能;
3 足够的通信速率。
12.9.2 汽轮机电液调节系统宜由汽轮机厂负责配供,其选型应坚持成熟、可靠的原则。当汽轮机的控制系统与分散控制系统选型不一致时,应设有专用的通信接口。
12.9.3 联合循环机组分散控制系统,应通过通信接口与各燃气轮机的控制装置及汽轮机电液调节控制装置进行双向通信。
12.9.4 当联合循环电厂具有2套及以上机组,其公用系统(如厂用电源系统、化水系统、启动燃料系统、空压机系统和循环水系统等)较多时,宜设置公用系统分散控制系统网络,并经过通信接口分别与每套机组分散控制系统相连,实现全厂集中管理。
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12.9.4联合循环电厂辅助系统较多,当两套以上机组共用一套公用系统时,宜设置公用系统分散控制系统网络。
12.9.5 联合循环机组采用分散控制系统后,应以操作员站为监控中心,配以极少量确保停机安全的操作设备。
12.10 厂级监控和管理信息系统
12.10.1 厂级实时监控系统应与每套机组分散控制系统及公用辅助系统设有完好的通信接口。
按DL/T 5174-2003中12.10的规定。
13电气设备及系统
13.1 发电机与主变压器
13.1.1 发电机及其励磁系统的选项和技术要求应分别符合现行国家标准《透平型同步电机技术要求》GB/T 7064、《同步电机励磁系统》GB/T(7409.1~7409.3),现行行业标准《大型汽轮发电机交流励磁机励磁系统技术条件》DL/T 843、《大型汽轮发电机自并励静止励磁系统技术条件》DL/T 650的规定。
13.1.2 发电机和燃气轮机的容量选择条件应相互协调。
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13.1.2为了使CCPP发电机组获得最大的经济效益,原则上发电机的容量不应限制燃气轮机和蒸汽轮机的出力。发电机的最大连续容量与燃气轮机(蒸汽轮机)在预定运行的月最低平均气温和初级冷却介质温度条件下,以基本负荷方式下运行的出力配合选择。
在额定频率、额定电压、额定功率因数和额定氢压(如用氢冷)以及预定运行的年平均气温和初级冷却介质温度条件下,发电机的额定容量应与燃气轮机现场额定出力配合选择;发电机的最大连续容量应与燃气轮机在预定运行的月最低平均气温和初级冷却介质温度条件下基本负荷运行方式的发电机出力配合选择。单轴配置联合循环机组发电机还应计及同轴汽轮机相应的功率,多轴配置联合循环机组中汽轮发电机组的容量应和汽轮机的容量相互协调。
13.1.3 主变压器的选择应符合下列规定:
1 主变压器宜采用三相变压器。
2 发电机与主变压器单元连接时,该变压器的容量可按发电机的最大容量扣除厂用电的计算负荷和变压器绕组的平均温升不超过65℃的条件进行选择。
3 多台小容量发电机组可共用一台主变压器。
4 发电厂主变压器一般采用双绕组变压器,与企业的供电系统连接。
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13.1.3现行国家标准《电力变压器》GB/T1094规定:“在正常使用条件(海拔不超过1000m、最高气温+40℃、最低气温—25℃、最热月平均温度+30℃、最高年平均温度+20℃、冷却水最高温度+25℃)下,油浸式变压器(以矿物油或燃点不大于300℃的合成绝缘液体为冷却介质)在连续额定容量稳态下的绕组平均温升(用电阻法测量)为65℃”。故对主变压器的容量选择条件做出了规定。
“扣除厂用工作变压器的计算负荷”系指以估算厂用电率的原则和方法所确定的厂用电计算负荷。
变压器绕组温升是指在正常使用条件下制造厂的保证值,在特殊使用条件下的温升限值应按现行国家标准《电力变压器》GB/T1094的规定予以修正。
《钢铁企业煤气-蒸汽联合循环电厂设计规范[附条文说明]》YB/T 4504-201613.2 电气主接线
13.2.1 发电机的额定电压,应按下列要求选择:
1 当有发电机电压直配线或发电机直接接入企业的供电系统时,应根据供电系统的需要采用6.3kV或10.5kV。
2 发电机一变压器为单元连接,且有厂用分支线引出时,可采用6.3kV或10.5kV。
13.2.2 发电机电压母线的接线方式,一般采用单母线或单母线分段接线。
13.2.3 当发电机电压母线的短路电流,超过所选择的开断设备允许值时,可在母线分段回路中安装电抗器,当仍不能满足要求时,可在发电机回路、主变压器回路、直配线上安装电抗器,也可采用有效的其他限制短路电流的措施。
13.2.4 母线分段电抗器的额定电流,应按母线上因事故切除容量最大的一台发电机时,可能通过电抗器的电流进行选择,当无确切的负荷资料时,宜为该发电机额定电流的50%~80%。
13.2.5 发电机与双绕组变压器为单元接线时,不宜装设断路器。当有厂用分支线引出时,50MW及以下发电机组宜装设断路器。
13.2.6 技术经济合理时,可采用发电机-变压器-线路组的单元接线。
13.2.7 对35~110kV配电装置的接线方式,宜采用单母线分段接线。对110kV配电装置也可采用双母线接线方式。
13.2.8 容量为200MW及以上的发电机的引出线、厂用分支线以及电压互感器与避雷器等回路的引下线应采用全连式分相封闭母线。
13.2.9 发电机中性点的接地方式可采用不接地、经消弧线圈或高电阻接地的方式。当采用不接地方式时,如果与发电机电气上直接连接的6kV回路中的单相接地故障电流大于4A,或10kV回路中的单相接地故障电流大于3A,且要求发电机带内部单相接地故障继续运行时,应在厂用变压器的中性点经消弧线圈接地,也可在发电机的中性点经消弧线圈接地。
13.2.10 主变压器的中性点接地方式,应根据接入电力系统的额定电压和要求决定接地,或不接地,或经消弧线圈接地,或经电阻接地。当采用接地或经消弧线圈或经电阻接地时,应装设隔离开关。
13.3 厂用电系统
13.3.1 发电厂可采用6kV、10kV作为高压厂用电的电压。
容量为200MW及以上的机组,主厂房内的低压厂用电系统应采用动力与照明分开供电的方式。动力网络的电压宜采用380V。
13.3.2 当高压厂用电系统的接地电容电流在7A以下时,其中性点宜采用高电阻接地方式,也可采用不接地方式;当接地电容电流为7A及以上时,其中性点宜采用低电阻接地方式,也可采用不接地方式。
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13.3.2按现行国家标准《继电保护和安全自动装置技术规程》GB/T14285的规定:“单相接地电流为10A及以上时,保护装置动作于电动机跳闸;单相接地电流为10A以下时,保护装置可动作于跳闸,也可动作于发信号”。以及参照现行行业标准《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》DL/T620的规定:“高电阻接地系统的系统设计应符合Ro≤X∞的准则,以限制由于电弧接地故障产生的瞬间过电压。一般采用接地故障电流小于10A。低电阻接地系统为获得快速选择性继电保护所需的足够电流,一般采用接地故障电流为100~1000A”。对中性点经高电阻接地方式而言,为满足间隙性电弧接地故障时的暂态过电压不超过2.5~2.6倍额定相电压的要求,其允许的接地电容电流应为10A/=7A,本条文据此作出了相应的规定,国内采用的不接地方式也具有成熟的运行经验,但接地电容电流均在10A以下,大于10A时,不接地方式的运行经验还很少。对于不接地系统,国内对单相间隙性电弧接地时过电压倍数的测试表明,一般为3倍左右,个别最大可达3.5倍。通过对中性点不接地的发电厂高压厂用电系统的抽样调查,在所调查的37次单相接地故障中有三次发展为相间短路,说明目前的高压厂用电系统多数是能承受此过电压水平的,故规定也可采用不接地方式。
13.3.3 低压厂用电系统中性点宜采用高电阻接地方式,也可采用中性点直接接地方式。
13.3.4 与发电厂生产无关的负荷不应接入厂用电系统。
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13.3.4规定的目的在于确保厂用电系统的安全运行。
13.3.5 采用单元制接线的发电机,当出口无断路器或负荷开关时,厂用分支线上连接的高压厂用工作变压器不应采用有载调压。
高压厂用备用变压器的阻抗和调压方式的选择应经计算和技术经济比较后确定。
13.3.6 高压厂用工作电源可采用下列引接方式:
1 当有发电机电压母线时,由各段母线引接,供接于该段母线机组的厂用负荷;
2 当发电机与主变压器为单元连接时,由主变压器低压侧引接,供该机组的厂用负荷。
13.3.7 高压厂用工作变压器的容量宜按高压电动机计算负荷与低压厂用电的计算负荷之和选择。如公用负荷正常由第一台(组)高压厂用起动/备用变压器供电,则应考虑该高压厂用起动/备用变压器检修时,由第一台(组)高压厂用工作变压器接带全部公用负荷,也可由第一台(组)与第二台(组)高压厂用工作变压器各接带50%公用负荷。
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13.3.7据部分电厂的调查,在机组正常运行时,实际的厂用电负荷约为高压厂用变压器额定容量的60%~70%,故按“下限标准”的原则作出了高压厂用变压器容量选择的规定。
13.3.8 容量为125MW及以上的机组,其厂用分支线宜装设断路器。当无适当断流容量的断路器可选时,可采用能满足动稳定要求的断路器,但应采取相应的措施,使该断路器仅在其允许的开断电流范围内切除短路故障;也可采用能满足动稳定要求的隔离开关或连接片等。
当厂用分支线采用封闭母线时,该分支线不应装设断路器和隔离开关,但应有可拆连接点。
13.3.9 接有Ⅰ类负荷的高压和低压厂用电母线应设置备用电源。当备用电源采用专用备用的方式时,还应装设备用电源自动投入装置。
接有Ⅱ类负荷的高压和低压厂用母线应设置手动切换的备用电源。
Ⅲ类负荷可不设置备用电源。
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13.3.9所述Ⅰ类负荷是指短时(手动切换恢复供电所需的时间)的停电可能影响人身或设备安全而使生产停顿或发电量大量下降的负荷,如给水泵、凝结水泵等;Ⅱ类负荷是指允许短时停电,但停电时间过长有可能损坏设备或影响正常生产的负荷,如工业水泵。疏水泵等;Ⅲ类负荷为长时间停电不会直接影响生产的负荷。
13.3.10 高压厂用备用或起动/备用电源可采用下列引接方式:
1 当无发电机电压母线时,由高压母线中电源可靠的最低一级电压母线或由外部电网引接专用线路供电。并应保证在全厂停电的情况下,能从外部电力系统取得足够的电源。
2 当有发电机电压母线时,可由该母线引接一个备用电源。
13.3.11 发电厂厂用备用变压器(电抗器)或起动/备用变压器的容量应满足下列要求:
1 高压厂用备用变压器(电抗器)或起动/备用变压器的容量不应小于最大一台(组)高压厂用工作变压器(电抗器)的容量;当起动/备用变压器带有公用负荷时,其容量还应满足作为最大一台(组)高压厂用工作变压器(电抗器)备用的要求。
2 低压厂用备用变压器的容量应与最大一台低压厂用工作变压器的容量相同。
13.3.12 200~300MW机组的高压厂用工作电源宜采用一台分裂变压器。
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13.3.12目前,在200~300MW机组工程中,高压厂用工作电源可采用分裂绕组或双绕组变压器。据调查,虽双绕组变压器的运行可靠性稍优于分裂绕组变压器,但均存在抗穿越性短路能力较差等问题。究其原因,除主要取决于制造质量外,也与其低压侧6kV开关柜的质量、厂用变压器短路动、热稳定的考核标准、多次短路和失压自起动冲击的积累效应以及发电机励磁系统的型式等系统和设备条件有关。且近年来,经厂家的科技攻关、完善和改进,其运行可靠性有所提高。另考虑到两型变压器均能满足对双套辅机电动机供电的可靠性和自起动电压水平的条件下,分裂变压器更利于限制6kV厂用电系统的短路电流值以及分裂变压器较双绕组变压器可节省初投资与利于布置等因素,故推荐采用一台分裂绕组变压器的方案。
13.3.13 高压厂用备用变压器(电抗器)台数配置应满足下列要求:
1 容量为100MW以下的机组,高压厂用工作变压器(电抗器)的数量在六台(组)级以上时,可设置第二台(组)高压厂用备用变压器(电抗器);
容量为100~125MW的机组采用单元控制时,高压厂用工作变压器的数量在五台及以上,可增设第二台高压厂用变压器;
两台(组)高压厂用备用变压器(电抗器)的二次侧宜相互连接。
2 容量为200~300MW的机组,每两台机组可设一台(组)高压厂用起动/备用变压器。
13.3.14 低压厂用备用电源采用专用备用变压器的,容量为125MW及以下的机组,低压厂用工作变压器的数量在八台及以上,可增设第二台低压厂用备用变压器;容量为200MW的机组,每两台机组宜设一台低压厂用备用变压器;容量为300MW的机组,每台机组宜设一台低压厂用备用变压器。
低压厂用变压器成对设置的,互为备用的负荷应分别由两台变压器供电,两台互为备用的变压器之间不宜装设备用电源自动投入装置。远离主厂房的Ⅱ类负荷,宜采用邻近两台变压器互为备用的方式。采用互为备用的低压厂用变压器不应再设专用的备用变压器。
13.3.15 低压厂用变压器的容量宜留有10%的裕度。
13.3.16 高低压厂用母线均应采用单母线接线。
对于容量较小、发电机台数较少的发电厂也可采用高压厂用电与发电机电压母线合二为一的接线方式。低压厂用电母线应采用单母线分段接线方式。
13.3.17 容量为200MW及以上的机组,应设置交流保安电源。交流保安电源宜采用快速起动的柴油发电机组。
交流保安电源的电压和中性点接地方式应与低压厂用电系统一致。
13.3.18 当机组采用计算机监控时,应按机组设置交流不停电电源。交流不停电电源宜采用静态逆变装置,不宜再设备用。
13.3.19 发电厂应设置固定的交流低压检修供电网络,并在各检修现场装设检修电源箱,供电焊机、电动工具和试验设备等使用。
13.3.20 厂用配电装置的布置应结合主厂房的布置确定,尽量节省电缆用量,并避开潮湿、高温和多灰尘的场所。容量为200MW及以上的机组,厂用配电装置宜布置在主厂房内。如主厂房内的布置场地受限,厂用配电装置也可布置在集中控制楼或其他合适的场所。
13.4 直流电系统
13.4.1 发电厂的直流电系统应符合现行国家标准《电力工程直流系统设计技术规程》DL/T 5044的有关规定。
13.5 高压配电装置
13.5.1 发电厂高压配电装置的设计应符合现行国家标准《3~110kV高压配电装置设计规范》GB 50060的规定。
13.5.2 配电装置的选型应满足以下要求:
1 35kV及以下的配电装置宜采用户内开关柜式。
2 110~220kV配电装置:
1) 有条件时屋外配电装置应采用半高型或高型布置;地震基本烈度为八度及以上地区或土地贫瘠地区可采用屋外中型布置,并应按大气污秽情况确定外绝缘水平;
2) 大气严重污秽地区(应以厂区污湿特性、运行经验与实测的等值覆盐密度以及污秽分级标准为依据)或场地受限制的配电装置应采用屋内式,也可采用六氟化硫全封闭组合电器。
13.6 电气控制楼
13.7 电测量仪表装置
13.7.1 发电厂电测量仪表装置的设计应符合现行国家标准《电力装置的电测量仪表装置设计规范》GB 50063、现行行业标准《电测量及电能计量装置设计技术规定》DL/T 5137的规定。
13.8 二次接线
13.8.1 简单循环发电机组宜采用机组成套供应的就地控制模块(计算机)实现就地控制。联合循环发电机组应采用单元控制方式,在集中控制室内控制,每套(或多套)机组设置一个集中控制室。
电力网络部分也在集中控制室内控制。
13.8.2 发电厂应采用微机分散控制系统(DCS)对燃气轮机发电机组、余热锅炉、汽轮发电机组及相关工艺设施进行监控,并应按单元机组划分控制范围。
电力网络及高低压厂用电系统可由DCS系统监控,也可采用专门的发电厂电气监控系统(ECS)进行监控。
13.9 照明系统
13.9.1 发电厂照明系统的设计应符合现行国家标准《建筑照明设计标准》GB 50034的规定。
13.9.2 发电厂的照明应有正常照明和事故照明分开的供电网络,并宜采用下列供电方式:
1 正常照明
当低压厂用电的中性点为直接接地系统,且机组容量为125MW及以下时,正常照明宜由动力和照明网络共用的低压厂用变压器供电。
当低压厂用电的中性点为非直接接地系统或机组容量为200MW及以上时,正常照明由高压或低压厂用电系统引接的照明变压器(二次侧应为380/220V中性点直接接地)供电。从低压厂用电系统引接的照明变压器也可采用分散设置的方式。
2 事故照明
机组容量为125MW及以下的发电厂,事故照明由蓄电池组供电。
机组容量为200MW及以上的发电厂,其控制室和事故保安电源用的柴油发电机房等的事故照明可由蓄电池组供电,其他事故照明可由交流事故保安电源供电。
主厂房的主要入口、通道、楼梯间以及远离主厂房的重要工作场所的事故照明可采用应急灯。
13.9.3 生产厂房内当采用Ⅰ类灯具时,灯具的外露可导电部分应可靠接地。
热管道和电缆隧道内的照明灯具宜采用24V电压供电,如采用220V电压供电时,应有防止触电的措施。
13.9.4 照明灯具应按工作场所的环境条件和使用要求进行选择,并宜采用发光效率高、寿命长和维护方便的节能型照明灯具。
屋内外照明灯具的安装位置应便于维修。对于屋内外配电装置的照明灯具还应考虑在设备带电的情况下能安全地进行维修。
13.10 电缆选择与敷设
13.10.1 发电厂电缆选择与敷设的设计应符合现行国家标准《电力工程电缆设计规范》GB 50217的规定。
13.10.2 主厂房和辅助厂房的电缆敷设必须采取有效阻燃的防火封堵措施。
13.10.3 同一路径中,全厂公用的重要负荷回路的电缆宜采取防火分隔或分别敷设在两个相互独立的电缆通道中。
13.10.4 主厂房到电气控制楼的电缆应按下述规模进行耐火分隔或敷设在独立的电缆通道中:
1 三台容量为100MW以下的机组;
2 两台容量为100~125MW的机组;
3 一台容量为200MW及以上的机组。
13.11 其他电气设施
13.11.1 发电厂继电保护和安全自动装置、过电压保护和接地、在有爆炸和火灾危险场所的电气装置和调度自动化的设计应分别符合现行国家标准《继电保护和安全自动装置技术规程》GB/T 14285、《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB 50058以及现行行业标准《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》DL/T 620、《交流电气装置的接地》DL/T 621的有关规定。
《钢铁企业煤气-蒸汽联合循环电厂设计规范[附条文说明]》YB/T 4504-201614水工系统及设施
14.1 一般规定
14.1.1 联合循环电厂为企业下属生产单位,其供水、用水、排水应接受企业相关主管部门的统一安排及监管。
14.1.2 联合循环电厂水工系统设计应遵守和执行国家及地方与水有关的法律和标准,应通过水务管理及工程措施达到合理用水、节约水资源和防止排水污染环境。
14.1.3 联合循环电厂设计中应对电厂的各类供水、用水、排水进行全面规划、综合平衡和优化比较,以达到经济合理、一水多用、综合利用,提高重复用水率,降低全厂耗水指标,减少废水排放量,排水应符合排放标准等目的。
对循环使用、重复利用的水系统在满足生产工艺要求的条件下,应进行水量平衡和考虑改善水质的措施。
各种废水宜按照水质条件直接回用或按用水点对水质要求采取简易的处理方案经处理后回用,当不具备回用条件时,应汇送企业集中处理后达标排放。
14.1.4 电厂中需控制水量和水质的各水系统,应装设必要的计量和水质在线监测装置。
14.2 供水系统
14.2.1 钢铁企业联合循环电厂供水系统的选择,应根据钢铁企业的供水条件和电厂用水要求确定。
直流及循环供水系统应分别根据历年月平均水位、水温、水量、水质波动情况及历年平均气象参数,结合预定的汽轮机运行方式和运行特性进行优化计算。
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14.2.1参照DL5000有关条文。由于全年内机组运行时间分布不均,所以强调要结合预定的运行方式和运行特性进行优化计算。
14.2.2 冷却水水源的保证率应符合下列要求:
1 采用地表水作水源时,电站取水的保证率应按97%及以上进行设计;
2 采用地下水作水源时,取用水量不应超过按枯水年或连续枯水年经水量平衡计算后的允许开采量,并应取得水资源管理部门同意用水的正式文件;
3 当采用海水作为水源时,应对滨海水文和海生物资源进行全面的调查研究,并应结合海岸类型、海床地质、海流流向、泥沙运动等因素对取水水质、取排水对海产资源及排水对海水水质与海域生态的影响进行分析取证;
4 当采用城市中水作为水源时,水质指标应达到《污水再生利用工程设计规范》GB 50335的规定。
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14.2.2关于冷却水水源保证率的要求:
1关于地表水水源保证率:参照DL5000有关条文。
2关于地下水水源保证率:参照DL5000有关条文。
3近年来,沿海建厂日益增多,考虑到海湾取水而提出的要求。
14.2.3 当采用直流或循环供水系统时,冷却水的最高计算温度宜按历年最炎热时期(以3个月计算)频率为10%的昼夜平均水温或气象条件参数确定。
14.2.4 冷却塔循环供水系统的补充水中悬浮物含量超过50~100mg/L时宜做预处理,经处理后的悬浮物含量不宜超过20mg/L,pH值不应小于6.5且不宜大于9.5。
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14.2.4机械通风冷却塔冷却效果好,占地少,造价低。带调峰负荷的联合循环发电机组年运行小时低,宜采用机械通风冷却塔。
14.2.5 供水系统宜采用母管制或扩大单元制,大容量机组宜采用单元制供水系统。
每套燃机、汽轮机配套的循环水泵台数不宜大于3台,泵组总出力不得小于该机组的最大计算用水量。
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14.2.5燃气轮机或联合循环发电机组运行机组组合变化较大,有些单机容量也不大,因此宜采用母管制或扩大单元制供水系统。但当汽轮机容量较大(如单台汽轮机容量100MW及以上)或全厂对单元控制要求较高时则可采用单元制供水系统。
针对不同的燃机机型,配套的燃机辅机的设备阻损与汽轮机的设备阻损相差较大时,可以考虑燃机和汽机分开设置循环水泵。
14.2.6 凝汽器的进出口阀门和联络阀门、直径为400mm及以上的循环水泵出口阀门、直径为600mm及以上的其他阀门,以及需要自动控制的阀门,应装有电力驱动装置。
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14.2.6为减轻劳动强度,提高机械化水平,对采用电动阀门的标准做了规定。
14.3 构筑物和水泵房
14.3.1 采用集中母管制供水系统,安装在水泵房中的循环水泵,宜按电厂规划容量根据机组数量设置,可不设备用。
对分期建设的电厂,第一期工程安装的循环水泵应不少于2台。当达到规划容量时应不少于4台,水泵的总出力应满足冷却水的最大计算用水量。
若循环水泵布置在汽机房内,每台机组宜设2台循环水泵,在2台汽轮机的凝汽器进水管之间宜设联络管及阀。
14.3.2 采用海水作冷却水源时,循环水泵、清污设备、冲洗泵、排污泵和阀门等与海水直接接触的部件,应选用耐海水腐蚀的材料或采用防海水腐蚀的措施,并应采取防止海生物在进排水构筑物和设备上滋生附着的措施。
14.3.3 循环水泵出口直径大于等于450mm时可不装止回阀。泵出口阀门宜根据系统布置和水泵性能选用电动蝶阀或液压缓冲止回蝶阀。
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14.3.3我国多数小型火力发电厂循环水泵出口装有止回阀,因此只规定口径等于大于450mm时可不装止回阀,此时泵出口阀门宜根据实际情况选用电动蝶阀或液压缓冲止回蝶阀,与DL5000有关条文的精神一致。
14.3.4 水泵房及进水间应装设起重设备,当设备采用露天布置时,也可不设置固定起重设备。水泵房内还应设置冲洗水管(或泵)和排水泵。根据需要,还可设置设备检修场地和值班控制室以及中间轴承检修平台等设施。
闸门切换间应考虑起吊设施。
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14.3.4因钢铁厂一般统一考虑取水构筑物及预处理设施,在钢铁厂里设置联合循环电站一般不考虑单独设置取水构筑物。
14.4 管道和沟渠
14.4.1 进、排水管沟的数量可根据各工程的实际情况确定。
采用单元制或扩大单元制供水时,每台机组宜采用一条进、排水管沟。
采用母管制供水时,达到规划容量时的进、排水管沟不宜少于两条,可根据工程具体情况分期建设。当其中一条停用时,其余母管应能通过75%的最大计算用水量。
14.4.2 直流供水时,母管制宜采用集中虹吸井,单元制宜采用分建式虹吸井。在初期和远期集中虹吸井堰上水头相差较大时,宜考虑堰顶标高有调整的可能。
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14.4.2随着发电厂容量的增大,单元制供水日益增多,直流供水从管路系统来说基本可分为母管制和单元制,所以分别情况采取集中和分建虹吸井。
14.4.3 补给水总管的条数,应根据电站的规划容量和水源情况确定,宜采用两条总管,可根据工程具体情况分期建设。当有其他供水措施时,也可采用一条总管。
在补给水系统总管上及往主要用户的支管上均应设置计量装置。
14.4.4 渠道宜按规划容量一次建成。在渠道的设计中,应考虑原有地面排水系统的改变和地下水位上升对邻近建构、筑物的影响。
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14.4.4压力管道的材料品种较多,各电厂的管径、数量、施工工期等差别较大,因此对压力管道的材料不能作统一规定,应根据各工程的实际情况确定。而自流管、沟则宜采用钢筋混凝土结构,当自流管的管径较小或数量较少时也可采用其他材料。
14.4.5 管道的材料,应根据管道工作压力、水质、管道沿线的地质、运输、施工条件和材料供应等情况确定,并优先考虑如下要求:
1 输送海水的管道,宜采用预应力钢筋混凝土管或玻璃钢缠绕管;
2 自流管、沟宜采用钢筋混凝土结构。
14.5 冷却池和冷却塔
14.5.1 电厂可利用水库、天然湖泊或河网作冷却池。在设计中应考虑水量、水质和水温的变化对工农业、渔业和航运等的影响,并应取得主管部门的同意文件。
14.5.2 冷却塔塔型的选择:
1 应根据循环水的水量、水温、水质和系统的运行方式等使用要求、气象条件、运行经济性、设备材料供应情况、场地布置和施工条件等因素,通过技术经济比较确定;
2 在一般情况下,宜采用自然通风冷却塔。
3 在高温高湿的地区或采用混合供水系统以及在其他特殊情况下,可采用机械通风冷却塔。
4 在严重缺水地区可采用间接空冷系统的空冷塔或直接空冷系统的空冷凝汽器。
间接空冷系统的空冷塔,宜采用钢筋混凝土结构的自然通风冷却塔;直接空冷系统的空冷凝汽器,宜采用机械通风冷却方式。
5 采用空冷系统时,应对系统方式及采用的初始温差值与汽轮机设计背压选择一起优化,以确定空冷型式和装设合适数量的散热器。
14.5.3 大容量汽轮机组,每台机宜配用1座自然通风冷却塔。
14.5.4 冷却塔的布置应考虑空气动力干扰、通风、检修和管沟布置等因素。在山区和丘陵地带布置冷却塔时,应考虑避免湿热空气回流的影响。冷却塔间净距及其与附近建筑物的距离应按本规范“总体布置”中相关规定执行。
14.5.5 自然通风冷却塔进风口的支柱及塔内空气通流部位的构件应采用气流阻力较小的断面型式。
14.5.6 新建的冷却塔应装设除水器。
14.5.7 冷却塔的淋水填料,应根据热力特性、通风阻力、耐久性、价格、材料供应、施工和检修方便等条件进行选择。
14.5.8 对建设在寒冷地区的冷却塔(包括空冷塔),应采取防冻措施。
14.5.9 空冷塔的结构与尺寸应结合工艺布置,经过优选确定。散热器的布置应考虑采取减小自然大风对空冷塔散热效果影响的措施。
14.5.10 空冷塔设计应考虑散热器的检修起吊措施、清除散热器积尘的水冲洗设施和防冻措施。
14.5.11 采用直接空冷系统的机组,空冷凝汽器宜布置在汽机厂房外地面沿汽机房纵向布置,应注意主厂房与夏季主导风向的关系。
14.5.12 采用直接空冷系统的机组,散热器下方的轴流风机及其减速机应设置检修起吊装置和维修平台。在严寒地区宜增加逆散热元件比例。
14.5.13 当冷却塔的噪声超过环境保护要求时,应采取防治措施。
《钢铁企业煤气-蒸汽联合循环电厂设计规范[附条文说明]》YB/T 4504-201615辅助及附属设施
15.1 辅助设施
15.1.1 钢铁企业新建联合循环电厂检修设施宜根据钢铁企业自身实际需要统筹考虑。
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15.1.1目前大多数钢铁企业设有独立机修车间,联合循环燃机电厂作为钢铁企业内部的电厂不用另设检修车间,电厂仅配备日常维护和保养人员及工具。电厂的大修仍采取地区协作和外包方式进行,但考虑到煤气联合循环电厂的特殊性,需要配备必要的专用工具。
15.1.2 钢铁企业联合循环电厂检修维护设施、金属试验室、化学试验室、电气试验室、热工试验室、环境保护监测站、劳动保护监测站等宜根据钢铁企业自身实际需要统筹考虑。
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15.1.2目前钢铁企业联合循环电厂的燃气轮机容量较小,联合循环的汽轮机蒸汽参数也不高,各电厂除设置有日常运行检验必须的化学试验室外,其他各类试验室、监测站均由钢铁企业整体统筹考虑。
15.1.3 联合循环电厂可不设燃气轮机、煤气压缩机、汽轮机润滑油和变压器绝缘油的集中处理室。
对多轴配置的联合循环发电机组,燃气轮机、煤气压缩机、汽轮机宜设置独立润滑油净化装置。
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15.1.3钢铁企业联合循环电厂的燃气轮机和汽轮机润滑油一般不在厂内进行集中处理,电厂定期采用移动式净油设备进行净化处理,所以各厂都不设集中处理室。对于分轴式联合循环发电机组,因燃气轮机、煤气压缩机、汽轮机分别采用独立供油系统,各设备设置单独移动式油净化装置可保证润滑油品质。
15.2 附属设施
15.2.1 联合循环电厂根据企业汽源条件就近接入启动汽源,可不设启动锅炉。
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15.2.1单轴的联合循环发电机组启动运行时需要采用蒸汽冲动汽轮机;除氧器启动、汽轮机汽封投入也需启动汽源,以及严寒地区的采暖也需要蒸汽,而钢铁企业内部蒸汽管网设施条件较好,可通过调度满足钢铁企业联合循环电厂启动汽源条件,因此可不设启动锅炉。
15.2.2 联合循环电厂根据企业压缩空气气源条件就近接入压缩空气,可不设独立空压站。
15.2.3 联合循环电厂煤气压缩机轴封密封气源应利用钢厂现有氮气,当氮气源不满足需要时,可设置独立氮气加压站。
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15.2.3钢铁企业联合循环电厂因使用煤气为燃料,为保证煤气系统运行安全性,必须将氮气作为煤气管道吹扫置换、煤气压缩机密封的介质引入电厂,钢铁企业因制氧需要拥有较好的氮气资源条件,可根据企业内部氮气管网压力等级和需求分别接入。当管网压力不能满足电厂内部需求时,可考虑在电厂内部设置氮气加压和缓冲储存设备。
15.2.4 联合循环电厂的余热锅炉等主要热力设备,应考虑停用时必要的防腐保养措施。
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15.2.4钢铁企业联合循环电厂的热力设备主要是余热锅炉,为了在余热锅炉停用时防止腐蚀,必须采取适当的保养措施。钢铁企业可以利用氮气气源充足的优势对余热锅炉进行充氮保养。
16建筑与结构
16.1 一般规定
16.1.1 联合循环电厂厂房和附属建筑,应根据生产性质、工艺要求、当地气象、水文、地质、材料供应和施工等条件进行设计。确定建筑和结构设计必须贯彻“安全、使用、经济、美观、环保”的方针,在符合工艺布置要求的前提下,厂房建筑体型宜力求简洁,与周围环境相协调。
16.2 厂房建筑
16.2.1 厂区内各车间的防火、安全疏散应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016的有关规定。
主厂房的疏散楼梯不应少于2个,至少应有1个楼梯通至各层且直接通向室外出入口,另外一个可为室外梯。
其他建(构)筑物安全疏散应按现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016、《火力发电厂与变电站设计防火规范》GB 50229和《钢铁冶金企业设计防火规范》GB 50414等规范的有关规定执行。
16.2.2 煤气加压机房、助燃、可燃气体分析室、燃油泵房、充油电气设备间,以及其他有爆炸危险的厂房,要求独立、单层布置。当受条件限制不能独立、单层布置时,应采取有效的防护措施,并按现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016的第3.6条设计。
16.2.3 厂房(仓库)的安全卫生设计,应符合国家现行职业卫生标准《工业企业设计卫生标准》(GBZ 1-2002)的有关规定。
厂房内设备与建筑物间要留有满足生产、检修所需的安全距离,靠近热源处的厂房构件均做隔热保护。建筑高度超过10m且积灰面积较大的厂房设有屋面检修钢梯,上人屋面及检修平台周边设安全防护栏杆,高度不低于1.05m。高于1.5m的平台,宽于0.25m的平台缝隙,深于1m的敞口沟、坑、池,其周边应设置安全栏杆,不能设置栏杆的,其上口应高出地坪0.3m以上。
各车间根据使用要求,合理布置门窗,优先采用自然采光,必要时可采用人工照明,以满足生产需要;产生较大噪声的厂房,优先采取从噪声源进行控制,对不能根除的生产噪声,可采取隔声、消声、吸声等隔声、降噪措施,室外可以通过绿化等手段,降低厂区对环境的噪声影响。
在厂区或厂房内合适地段合理设置卫生清洁设施。
16.2.4 建筑物的室内装修,应按《建筑内部装修设计防火规范》GB 50222的规定,主要指室内装修所选用的材料等,均应满足规范所规定的有关防火等级要求,以避免发生火灾时,由于室内装修材料的因素,造成毒气、烟雾产生及增大火势等。
16.2.5 建筑物的保温、隔热节能设计,为贯彻国家有关法律法规和方针政策,改善工作环境,提高能源利用效率,应根据国家建筑气候区划分标准,进行建筑物墙体、门窗、屋面及楼地面等适当考虑保温、隔热等节能设计。
16.3 厂房结构
16.3.1 煤气-蒸汽联合循环电厂厂房及汽轮机厂房宜采用钢筋混凝土结构,有条件时也可采用钢结构或组合结构。余热锅炉房如有保温要求采用室内布置时宜采用钢结构。
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16.3.1煤气-蒸汽联合循环电厂厂房及汽轮机厂房一般与主控制室,配电室等一起布置,组成框排架结构,一般采用钢筋混凝土结构,或组合结构,余热锅炉设备较高,如有保温要求采用室内布置时厂房较高,宜采用钢结构,有条件时锅炉房钢结构可与锅炉刚架整体考虑,以降低工程造价。
16.3.2 厂房屋架可采用钢筋混凝土屋面梁,钢筋混凝土屋架,钢屋面梁及钢屋架;厂房屋架跨度大于24m时应优先采用钢屋架。
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16.3.2厂房屋面可根据跨度和厂房结构形式确定屋盖结构。跨度不大于15m时可采用钢筋混凝土屋面梁或钢屋面梁,跨度不大于18m时可采用钢筋混凝土屋架或钢屋架,钢结构厂房柱与钢屋面梁组成刚接框架结构。
16.3.3 厂房屋面宜采用轻质屋面板,钢筋混凝土结构的厂房屋面也可采用预制钢筋混凝土大型屋面板。
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16.3.3厂房屋面一般采用保温或不保温压型钢板屋面,有条件时也可采用预制钢筋混凝土大型屋面板,8度(0.3g)和9度厂房屋面不宜采用预制钢筋混凝土大型屋面板。
16.3.4 钢结构厂房的围护结构应优先采用轻型板材;钢筋混凝土结构的厂房围护结构宜采用轻型板材或预制钢筋混凝土大型墙板,也可采用砌体围护结构。
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16.3.4轻型板材墙板重量轻,抗震性能好,应优先采用。
16.3.5 厂房荷载应根据《建筑结构荷载规范》GB 50009及工艺使用要求确定。
16.3.6 厂房结构及结构构件应根据承载能力极限状态和正常使用极限状态的要求,按实际工况满足承载力、稳定、变形、疲劳、抗裂和抗震计算。
16.3.7 地基基础的设计,应根据工程地质条件,各建筑物的使用要求,选择合理的地基处理方案和基础型式,并应满足地基承载力,变形和稳定性要求。
16.3.8 厂房建(构)筑物的抗震设防及要求,应符合《建筑抗震设计规范》GB 50011及《构筑物抗震设计规范》GB 50191的规定。
《钢铁企业煤气-蒸汽联合循环电厂设计规范[附条文说明]》YB/T 4504-201616.4 构筑物
16.4.1 燃气轮机发电机组或单轴配置的联合循环发电机组,其基础宜采用钢筋混凝土框架式基础或大块式钢筋混凝土基础。机组设备基础应独立布置,基础应设置与周边结构隔开的变形缝。
16.4.2 汽轮机组基础的动力计算和构造要求,应满足《动力机器基础设计规范》GB 50040的有关规定。燃气轮机发电机组或联合发电机组设备基础的动力计算和构造要求应满足设备制造厂的要求及《动力机器基础设计规范》GB 50040有关规定。
16.4.3 汽轮机组基础地基变形允许值应满足《火力发电厂土建结构设计技术规定》DL 50220的要求。燃气轮机发电机组或联合发电机组设备基础地基变形允许值应满足设备制造厂的要求,并满足汽轮机组基础变形允许值要求。
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16.4.3燃气轮机发电机组或联合发电机组设备基础地基的沉降,沉降差或倾斜应满足设备制造厂的要求,同时应汽轮机组基础变形允许值要求。
16.4.4 汽轮机组基础及燃气轮机发电机组或联合循环发电机组基础应设置沉降观测点。
16.4.5 有腐蚀介质作用的设备基础及地坑应根据腐蚀介质的腐蚀性等级采取相应的防腐措施,并满足《工业建筑防腐蚀设计规范》GB 50046的要求。
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16.4.5煤气冷却器下水坑及湿式电除尘器废水坑的坑内壁有腐蚀介质,应根据腐蚀介质的腐蚀性等级采取相应的防腐措施,坑内壁预埋件必要时可采用不锈钢材质埋件。
17采暖、通风和空气调节
17.1 一般规定
17.1.1 日平均温度稳定不大于5℃的天数,累计年平均不小于90天的地区,生产厂房和辅助及附属建筑物,当室内经常有人停留、工作或对室内温度有一定要求时,宜设计集中采暖。
17.1.2 采暖、通风和空气调节室外计算参数按《采暖通风与空气调节设计规范》GB 50019执行。
17.1.3 联合循环电厂主厂房及煤气压缩机房冬季采暖室内温度宜按维持5℃设计。
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17.1.3联合循环电厂主厂房及煤气压缩机房冬季采暖耗热量计算。
设备正常运行时需要保证一定的通风量的建筑物,采暖负荷值应包括两部分,一:宜按维持室内温度5℃计算维护结构采暖耗热量,计算时不考虑设备、管道散热量。二:在设备正常运行时,要进行热平衡计算,当通风耗热量大于设备和管道散热量时,采暖负荷应当补充此部分热损失,并根据负荷大小考虑是否需要上送热风系统。
17.1.4 采暖热媒宜采用热水作为采暖热媒。
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17.1.4采暖热媒规定。
集中采暖热源一般分为蒸汽和热水。由于蒸汽冷凝水不易回收,易造成能源浪费,故采用热水更安全和经济。
17.1.5 煤气压缩机房和煤气加压机房内不得采用明火和电热器采暖。
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17.1.5采暖方式说明。强制条文。
燃机厂房和煤气压缩机房内会有易燃、易爆的气体泄漏,若遇明火就可能发生火灾爆炸事故。
17.1.6 联合循环电厂各类建筑物内同时放散有害物质、余热时,全面通风量应按其中所需最大的换气量确定。其风口的布置和风量的分配应按《采暖通风与空气调节设计规范》GB 50019和《工业企业设计卫生标准》GBZ 1执行。
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17.1.6风量及风口设计确定。
燃机厂房和煤气加压机站内设备运行时产生余热,煤气可能泄漏。为保证安全,需同时考虑这两方面的因素来确定通风系统设计。并根据泄漏气体源的位置、气体密度来确定建筑物通风系统吸风口的位置及风量分配,目的是为了保证有效排除室内余热及各种有害物质。
17.1.7 事故排风系统应与泄漏报警系统联锁,建筑物内设置的事故通风的设计应按《采暖通风与空气调节设计规范》GB 50019执行。
17.1.8 联合循环电厂内的生活福利建筑物的采暖、通风和空气调节设计应符合《采暖通风与空气诃节设计规范》GB 50019及现行的国家节能标准。
17.1.9 采暖、通风和空气调节设计应按照《建筑设计防火规范》GB 50016-2006和《火力发电厂与变电所设计防火规范》GB 50229-2006的规定采取防火排烟措施。
17.2 联合循环电厂主厂房
17.2.1 主厂房应设置全面通风系统。当自然通风达不到卫生标准或生产要求时,则应采用机械通风或自然与机械通风联合的通风方式,平时换气次数按工艺要求确定。
17.2.2 当发电机采用氢冷却时,汽机房应采取排氢通风措施。平时换气次数按工艺要求确定,并应设置事故通风,设在厂房内的通风装置应按防爆设计。
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17.2.1、17.2.2、17.3.1事故通风设计。
为了排除燃机厂房和煤气压缩机房等车间可能放散有爆炸危险的可燃气体应设置事故通风系统,排风系统并应与设在厂房内的泄漏报警装置联锁,事故通风可由平时使用的通风系统和事故通风系统共同保证。事故通风量和设备开关的设置在《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019和《工业企业设计卫生标准》GBZ1有明确说明。
设在厂房内的排风装置一般选为装在外墙上的轴流风机和屋面上的屋顶风机,应按防爆设计。设在厂房外的送风机且送风管道上设置止回阀时,可用非防爆通风设备。
17.3 辅助建筑物
17.3.1 煤气压缩机房应设置全面通风系统。当自然通风达不到卫生标准或生产要求时,则应采用机械通风或自然与机械通风联合的通风方式,平时换气次数按工艺要求确定。并应设置事故通风,设在厂房内的通风装置应按防爆设计。
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17.2.1、17.2.2、17.3.1事故通风设计。
为了排除燃机厂房和煤气压缩机房等车间可能放散有爆炸危险的可燃气体应设置事故通风系统,排风系统并应与设在厂房内的泄漏报警装置联锁,事故通风可由平时使用的通风系统和事故通风系统共同保证。事故通风量和设备开关的设置在《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019和《工业企业设计卫生标准》GBZ1有明确说明。
设在厂房内的排风装置一般选为装在外墙上的轴流风机和屋面上的屋顶风机,应按防爆设计。设在厂房外的送风机且送风管道上设置止回阀时,可用非防爆通风设备。
17.3.2 主控室、通信室、计算机室、操作室等宜设置空调系统。
17.3.3 配电室等当通风系统不能满足工艺对室内温度、湿度要求时,应设置空气调节系统。
17.3.4 水处理室的化学加药间、药品库等放散有害物质的房间应设置机械通风系统。对于排放腐蚀性、爆炸性气体的排风机,选用防腐、防爆风机、管道及附件。通风方式和通风量根据有害物质性质确定。
18环境保护
18.1 一般规定
18.1.1 联合循环电厂的环境影响评价和环境保护工程设计必须贯彻国家、地方行政当局颁布的有关环境保护的法令、条例、标准和钢铁行业及电力行业的相关规定。
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18.1.1环境保护工作是一项法律性、政策性很强的工作,必须在联合循环电厂的环境影响评价和环境保护工程设计中贯彻国家、地方行政当局环境保护法令、条例、标准、电力行业和钢铁行业有关规定。
18.1.2 联合循环电厂的可行性研究阶段应有环境影响评价并提出环境影响报告;在初步设计阶段应有环境保护篇幅,提出防治污染的工程措施方案。
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18.1.2承担环境影响评价工作的单位,必须持有《建设项目环境影响评价资格证书》,按照建设项目的规模、建设地点的环境质量状况以及对环境的危害程度等因素展开评价工作,编制“环境影响报告书”。正式开展评价工作前所编制的评价大纲需经环境保护部门审批。
建设项目的初步设计应有环境保护卷和环境保护篇章,提出落实环境影响报告书及审批意见所确定的各项环境保护措施的具体方案。
18.1.3 进行环境影响评价所采用的方法、手段,应按有关国家标准和行业标准的规定执行。
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18.1.3对大气及水环境评价方法的选取,以及污染物本底浓度的检测、污染气象资料的收集等应按有关国家标准和行业标准执行。
根据GB13223,燃机电厂大气污染物目前仅统计二氧化硫和氮氧化物。
水环境的现状评价,宜采用单项标准值比价法,以便对单项超标因子采取治理措施。
燃机电厂采用二次冷却时,温排水一般采用二维数字数学模型来预测温排水的范围和程度。
18.1.4 联合循环电厂设计中应采用清洁工艺,对产生的污染物应提出防治措施和重复利用的要求,处理过程中如有二次污染产生,还应采取相应的治理措施。
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18.1.4为保证在废弃、废水处理过程中操作人员的劳动安全和工业卫生,作了本规定,以避免片面追求排放达标,而使用一些毒性较大,处理时有害气体逸出,影响周围环境和人体健康的药品。
18.1.5 联合循环电厂总平面布置应明确功能分区,可分为生产区和辅助生产区。其工程用地应根据安全防护与环境保护要求,结合工业企业性质、规模、生产流程、交通运输、场地自然条件、技术经济条件等合理布局。
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18.1.5要求联合循环电厂设计中,应将厂区绿化与整个钢铁企业工程设计相结合。
《钢铁企业煤气-蒸汽联合循环电厂设计规范[附条文说明]》YB/T 4504-201618.2 废气治理
18.2.1 联合循环电厂的烟气排放应符合《火电厂大气污染物排放标准》GB 13223和《环境空气质量标准》GB 3095的规定和污染物排放总量控制的要求。当地方有特殊规定时,还必须符合地方的有关排放标准。
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18.2.1对国家大气污染物排放标准中未作规定,而省、自治区、直辖市制定的地方排放标准有规定的项目,或地方标准严于国家排放标准的项目则应执行地方排放标准。
18.2.2 烟囱的高度应根据烟气对大气环境的影响和联合循环发电机组的排入的烟气特性,通过计算确定。
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18.2.2联合循环电厂烟囱高度的确定,可参考GB13223及GB/T13201《制定地方大气污染物排放标准的技术方法》,根据燃气轮机的实际排放量,并结合燃气轮机排放的烟气特点,计算简单循环运行时的烟囱高度(即旁路烟囱高度),以及联合循环发电机组运行时的烟囱高度(即余热锅炉烟囱),以使燃气电厂的NOx、SO2满足排放标准和环境质量标准。
18.2.3 利用焦炉煤气、高炉煤气、转炉煤气、熔融还原炉煤气等燃烧发电,必须要对原料气进行进一步净化;同时燃气轮机选型中宜考虑降低氮氧化物的措施。
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18.2.3燃料气含尘量及其他杂质含量首先应满足燃气轮机设备的基本要求。
燃气轮机产生的氮氧化物与燃料的含氮量、燃烧温度及燃烧时的含氧量有关,其中燃烧温度和燃烧时的含氧量与氮氧化物的产生量密切相关,但目前较难精确地计算氮氧化物的排放量。关于控制氮氧化物的措施,可参考DL/T5174条文说明18.2.3。
18.3 废水治理
18.3.1 联合循环电厂各生产专业场所排出的各种废水和污水,应按清、污分流的原则分类收集和输送,并根据其污染程度、复用和排放要求进行处理。排放的水质必须符合建厂所在地区的有关污水排放标准。不符合排放标准的废污水不得排入自然水体或任意处理。
含酸、碱的废水应经中和处理后复用和排放。
煤气净化站、混合站、加压站和煤气管道的冷凝水中含有苯、酚等有害杂质时,其冷凝水不能直接排入下水道,必须采取集中收集和处理的方法进行处理。
压缩机、燃气轮机叶片及余热锅炉的清洗废水应根据其选用的清洗介质确定排水的处理方法。
联合循环电厂的生活污水,应处理达标后复用或排放。
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18.3.1一般,清洗压气机、燃气轮机叶片及余热锅炉的周期较长,每次的废水发生量较少,但其中的化学耗量(COD)含量较高(主要是由清洗剂中高分子表面活性剂造成),排水的处理宜采用贮存池集中存放(长时间放置有一定自然降解作用),氧化处理;或多次分批纳入化学废水处理一并处理。
18.3.2 采用地表水源的直流或混流供水系统的联合循环电厂,应采取措施防止温排水对受纳水域影响区内的主要水生生物造成有害影响。
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18.3.2联合循环电厂循环冷却水的排放与常规火电厂一样,应采取措施防止温排水的影响。
18.4 噪声防治
18.4.1 联合循环电厂噪声对环境的影响必须符合《工业企业厂界噪声标准》GB 12348和《城市区域环境噪声标准》GB 3096的规定。
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18.4.1本条明确了燃机电厂噪声对周围环境的影响应遵循现行的有关工业噪声标准。根据《中华人民共和国环境噪声污染防治法》,城市各类区域的环境噪声应符合GB3096;联合循环电厂向周围生活环境排放的噪声应符合GB12348。
18.4.2 联合循环电厂噪声应首先从声源上进行控制,要求设备供应商提供符合国家规定噪声标准要求的设备。对于声源上无法控制的生产噪声应采取有效的隔声、消声、吸声等控制措施。
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18.4.2控制工程噪声对环境的影响,通常使用的手段有从声源上根治噪声和从噪声传播途径上控制噪声,从声源上控制噪声将由国家规定的产品噪声标准控制。在没有国家规定的产品噪声标准之前可参考燃气轮机设备制造厂所在国的相关标准。
对于声源上无法控制的生产噪声,可对设备装设隔声罩、消声器(如在余热锅炉烟气出口处装设消声器),对外排汽(气)阀装设消声器,以及在建筑物内敷吸声材料等控制措施。
18.4.3 露天布置的燃气轮机,其罩壳内的向外通风排气装置应采取消声控制措施。
19劳动安全与工业卫生
19.0.1 联合循环电厂设计的各项劳动安全与工业卫生措施,应符合有关国家标准的规定。
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19.0.1改善劳动条件,保护劳动者在生产过程中的安全和健康,是我们国家一项重要政策。为此,陆续制定和颁发了许多有关法规、条例、标准和规范,这些措施在联合循环电厂设计中应遵照执行,从而从根本上改善劳动条件。
19.0.2 电气设备的布置应满足带电设备的安全防护距离要求,并应有必要的隔离防护措施和防止误操作措施;应设置防直击雷和安全接地等措施。防电伤的设计应符合《高压配电装置设计技术规程》SDJ5、《工业与民用电力装置的接电设计规范》GBJ 65、《建筑物防雷设计规范》GB 50057、《3~110kV高压配电装置设计规范》GB 50060、《电气设备安全设计导则》GB/T 4064、《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》DL/T 620、《交流电气装置的接地》DL/T 621、《电业安全工作规程》DL 408及其他相关标准和规范的规定。
19.0.3 防机械伤害和防坠落伤害的设计,应符合《机械设备防护罩安全要求》GB 8196、《生产设备安全卫生设计导则》GB 5083、《固定式钢直梯安全技术条件》GB 4053.1、《固定式钢斜梯安全技术条件》GB 4053.2、《固定式工业防护栏杆安全技术条件》GB 4053.3、《固定式钢平台》GB 4053.4及其他相关标准、规范的规定。
19.0.4 联合循环电厂设计中,对生产场所的机械设备应采取防机械伤害措施,所有外露部分的机械转动部件应设防护罩,机械设备应设备必要的闭锁装置。
19.0.5 平台、走台(步道)、升降口、吊装孔、闸门井和坑池边等有坠落危险处,应设栏杆或盖板。需登高检查和维修设备处,应设钢平台和扶梯,其上下扶梯不宜采用直爬梯。烟囱、冷却塔等处的直爬梯必须设有护笼。
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19.0.5为保证运行和检修人员的安全,防止坠落、跌伤等意外伤害事故,为安全作业创造可靠的条件,并根据国家的有关规定,对防护措施的设计提出了一些具体要求。
19.0.6 对贮存和产生有害气体或腐蚀性介质等场所及使用含有对人体有害物质的仪器和仪表设备,必须有相应的防毒及防化学伤害的安全防护设施,并应符合《工业企业卫生设计标准》GBZ 1等有关标准、规范的规定。
19.0.7 当汽轮机调速系统和旁路系统的控制油采用抗燃油时,应有必要的安全防护设施。室内空气中有害物的浓度值不应超过现行的国家有关卫生标准的规定。
19.0.8 联合循环电厂设计中,噪声控制应符合《工业企业噪声控制设计规范》GBJ 87及其他有关标准的规定;高速转动的动力机械的防振动设计应符合《动力机器基础设计规范》GB 50040及其他有关标准的规定。
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19.0.8联合循环电厂的燃气轮机、发电机、汽轮机、给水泵等都是大量散发噪声的运行设备,余热锅炉排气也会散发噪声,故应在燃机电厂设计时采取行之有效的隔声、消声、吸声等设施,将噪声控制在规定的标准之内。
燃机电厂的动力设备转速较高,为了防止振动危害,对设备基础设计必须采取消振、隔振措施,以便有效地减少或消除振动的产生。
19.0.9 联合循环电厂的安全教育室和医疗卫生机构等设置,应根据钢铁企业的实际需要和所处的环境条件确定。
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19.0.9燃机电厂的系统比常规电厂简单,辅助设备也少,而且自动化程度较高,电厂人员少,有些管理机构可以合并和兼管,特别如消防队、医疗机构,完全可以利用地区的力量,达到减员增效的目的。
20消防
20.1 一般规定
20.1.1 联合循环电厂的消防设计应贯彻“预防为主,防消结合”的方针,防止事故减少火灾损失,保证人身和财产安全。
20.1.2 联合循环电厂的消防设计,除执行本规定外,尚应符合《建筑设计防火规范》GB 50016、《火力发电厂与变电所设计防火规范》GB 50229、《钢铁冶金企业设计防火规范》GB 50414及《火力发电厂设计技术规程》DL 5000等规范、规定的要求。
20.1.3 联合循环电厂消防车的配置应先考虑与当地有关部门或企业协作联防的条件。
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20.1.3如果当地消防部门在5min内可抵达或其钢铁企业已有一定数量消防车,则应优先考虑协作联防。当联合循环电厂区域无消防协作条件时,由企业统一考虑。
对联合循环电厂,消防车的配置参照GB50229确定。
《钢铁企业煤气-蒸汽联合循环电厂设计规范[附条文说明]》YB/T 4504-201620.2 燃气轮机设备消防
20.2 燃气轮机设备消防
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燃气轮机设备是以高炉煤气、转炉煤气、焦炉煤气等为燃料,且消耗量也较大。其燃料均为可燃有毒性气体,有扩散性、流动性,着火后容易扩大蔓延,并且危险性比较大。
20.2.1 燃气轮机设备周围和控制室内应设置火灾自动探测报警系统,燃气轮机设备的灭火及火灾自动探测报警系统宜由主机设备成套供应。
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20.2.1根据调查,国内已有燃机电厂均采用全淹没气体消防系统,且绝大多数电厂为CO2灭火系统(小厂多为高压CO2灭火系统,大厂也有采用低压CO2灭火系统)。
20.2.2 室内煤气加压站及燃气轮机与联合循环发电机组厂房应设可燃或有毒气体泄漏报警装置。
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20.2.2除焦炉煤气按可燃气体爆炸极限设置报警值外,其余气体(高炉煤气、转炉煤气或其他混合煤气)均按有毒成分对人体最低产生危害最低浓度要求进行设置。
20.2.3 燃气轮机设备宜采用全淹没气体灭火系统。
20.2.4 全淹没气体灭火系统中,应在喷放灭火剂前使燃气轮机停机、并关闭门、通风挡板及自动停止通风机和关闭其他孔口。
20.2.5 全淹没气体灭火系统的设计应有足够的保持气体浓度时间。
20.2.6 在燃气轮机燃烧部位上应安装火焰探测器,以便探测火焰或启动时点火,如果火焰熄灭,就应迅速(宜小于1s)切断燃料;如果在正常启动时间内未完成点火,控制系统就应停止启动并关闭燃料阀门。
20.2.7 燃气轮机的成套控制装置应包括下列监视器和功能。
20.2.7.1 燃气轮机转速传感器,超速时跳闸。
20.2.7.2 燃气轮机主轴振动监视器,振动过大时报警及跳闸。
20.2.7.3 燃气轮机排气温度监视器,温度过高时报警及跳闸。
20.2.8 燃气轮机设备当使用水喷雾消防系统时,应符合下列要求。
20.2.8.1 燃气轮机轴承座的水喷雾系统应根据机组的几何形状设置,以避免由于水流造成的设备损坏。
20.2.8.2 裸露油管道和燃气轮机底部地面可能集聚漏泄油的区域,应设置自动喷淋或喷雾水消防系统。
20.2.8.3 水消防系统的喷嘴不应对着燃气轮机的外罩或燃烧室。
20.2.8.4 在有水流时,燃料阀门应能自动关闭。
20.3 电气系统消防
20.3.1 对属于爆炸危险场所的电气设备与器材均按《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB 50058防爆规范选型设计,电气设备应考虑接地或接零保护。
20.3.2 煤气压缩机电机,根据规范要求选用无火花型电机。
20.3.3 在屋内布置的油浸变压器,按照有关防火规范的要求设置事故油池或挡油设施。
20.3.4 电缆的敷设及防火设计应满足按《火力发电厂与变电所设计防火规范》GB 50229、《高压配电装置设计技术规程》SDJ 5、《电力工程电缆设计规范》GB 50217及《钢铁冶金企业设计防火规范》GB 50414等规范和规定。
20.4 热工系统消防
20.4.1 热工系统的消防设计应满足按《钢铁冶金企业设计防火规范》GB 50414、《气体灭火系统设计规范》GB 50370等规范和规定。
20.5 建筑物消防
20.5.1 联合循环电厂厂区建构筑物的火灾危险性分类及耐火等级按《建筑设计防火规范》(GB 50016)规范执行。
20.5.2 联合循环电厂防火消防要求按《钢铁冶金设计防火规范》(GB 50414)执行。
本规范用词说明
本规范用词说明
1 为便于在执行本规范条文时区别对待,对要求严格程度不同的用词说明如下:
1) 表示很严格,非这样做不可的用词:
正面词采用“必须”,反面词采用“严禁”。
2) 表示严格,在正常情况下均应这样做的用词:
正面词采用“应”,反面词采用“不应”或“不得”。
3) 表示允许稍有选择,在条件许可时首先应这样做的用词:
正面词采用“宜”,反面词采用“不宜”。
表示有选择,在一定条件下可以这样做的用词,采用“可”。
2 本规范中指明应按其他有关标准、规范执行的写法为“应符合……的规定”或“应按……执行”。
《钢铁企业煤气-蒸汽联合循环电厂设计规范[附条文说明]》YB/T 4504-2016 本规范引用标准名录
本规范引用标准名录
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。
1 《中华人民共和国安全生产法》(2002年11月1日施行)
2 中华人民共和国消防法
3 劳动部(1997)3号文《建设项目(工程)劳动安全卫生监察规定》
4 GB/T 4064 电气设备安全设计导则
5 GB 12348 工业企业厂界环境噪声排放标准
6 GB 13223 火电厂大气污染物排放标准
7 GB/T 14099 燃气轮机采购
8 GB 14285 继电保护和安全自动装置技术规程
9 GB 50011 建筑抗震设计规范
10 GB 50057 建筑物防雷设计规范
11 GB 50058 爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范
12 GB 50060 3~110kV高压配电装置设计规范
13 GB 50062 电力装置的继电保护和自动装置设计规范
14 GB 50191 构筑物抗震设计规范
15 GB 50222 建筑内部装修设计防火规范
16 GB 50229 火力发电厂与变电所设计防火规范
17 GB 50260 电力设施抗震设计规范
18 GBJ 22 厂矿道路设计规范
19 GBJ 87 工业企业噪声控制设计规范
20 GBZ 1 工业企业设计卫生标准
21 DL 408 电业安全工作规程
22 DL 612 电力工业锅炉压力容器监察规程
23 DL/T 620 交流电气装置的过电压保护和绝缘配合
24 DL/T 621 交流电气装置的接地
25 DL 5000-2000 火力发电厂设计技术规程
26 GB 50049-2011 小型火力发电厂设计规范
27 GB 50016-2006 建筑设计防火规范
28 DL 5003 电力系统调度自动化设计技术规程
29 DL 5022 火力发电厂土建结构设计技术规定
30 DL/T 5029 火力发电厂建筑装修设计标准
31 DL/T 5035 火力发电厂采暖通风与空气调节设计技术规定
32 DL 5053 火力发电厂劳动安全和工业卫生设计规程
33 DL/T 5054 火力发电厂汽水管道设计技术规定
34 DL/T 5072 火力发电厂保温油漆设计规程
35 DL/T 5094 火力发电厂建筑设计规程
36 DL/T 5095 火力发电厂主厂房荷载设计技术规程
37 JB/T 8953.2 燃气-蒸汽联合循环设备采购 汽轮机
38 JB/T 8953.3 燃气-蒸汽联合循环设备采购 余热锅炉
39 SDJ 5 高压配电装置设计技术规程
40 GB 50116 火灾自动报警系统设计规范
41 GB 6222 工业企业煤气安全规程
42 DL 5027 电力设备典型消防规程
43 GB 50013 室外给水设计规范
44 GB 50014 室外排水设计规范
45 GB 50015 建筑给水排水设计规范
46 GB 50017 钢结构设计规范
47 GB 50019 采暖通风与空气调节设计规范
48 GB 50050 工业循环冷却水处理设计规范
49 GB 50054 低压配电设计规范
50 GB 50059 35~110kV变电所设计规范
51 GB 50061 66kV及以下架空电力线路设计规范
52 GB/T 50063 电力装置的电测量仪表装置设计规范
53 GB 50069 给水排水工程构筑物结构设计规范
54 GB/T 50102 工业循环水冷却设计规范
55 GB/T 50109 工业用水软化除盐设计规范
56 GB 50115 工业电视系统工程设计规范
57 GB/T 50116 火灾自动报警系统设计规范
58 GB 50193 二氧化碳灭火系统设计规范
59 GB 50217 电力工程电缆设计规范
60 GB 50265 泵站设计规范
61 GB 50603 钢铁企业总图运输设计规范
62 GB 50632 钢铁企业节能设计规范
63 GB 50414 钢铁冶金企业设计防火规范