楊 桂
1 引言
全開(kāi)全關(guān)閥門(mén)電動(dòng)裝置按其控制配電方式分類(lèi)有兩種:一體化方式,即電動(dòng)裝置自帶換向接觸器;分離式,即電動(dòng)裝置不配換向接觸器,由用戶(hù)另外設計提供。
對于一體化的閥門(mén)電動(dòng)裝置,閥門(mén)電動(dòng)頭處配供380/220VAC電源及換向交流接觸器CQK、CQG,熱繼電器RJ,小型斷路器KK需從用戶(hù)提供的配電箱中選取。對于分離式,上述設備均需安裝于用戶(hù)提供的配電箱內。
圖1 全開(kāi)全關(guān)閥門(mén)原理接線(xiàn)圖
2 全開(kāi)全關(guān)閥門(mén)原理接線(xiàn)圖及安裝接線(xiàn)
全開(kāi)全關(guān)閥門(mén)原理接線(xiàn)如圖1所示。
二種方案接線(xiàn)如表1所示。
表1 二種方案接線(xiàn)
由于分離式方案控制指令和閥門(mén)狀態(tài)反饋的接線(xiàn)均只從配電箱到DCS機柜,而DCS系統內的DO和DI模件基本上是8通道以上的輸出或輸入,故布置在同一配電箱內的閥門(mén)的控制指令電纜大都能夠合并,即2~4個(gè)閥門(mén)合并一條電纜,同理,對于其狀態(tài)反饋電纜也可以合并,相對于一體化方案的每個(gè)閥門(mén)用二條電纜來(lái)說(shuō),電纜數量減少。同時(shí)由于配電箱與DCS機柜的距離較近,可進(jìn)一步減少電纜長(cháng)度。
3 方案比較
目前大部分電廠(chǎng)均采用后一個(gè)方案,即配電箱提供控制回路的方式。這兩種方案究竟哪個(gè)更具有優(yōu)越性呢?
筆者以剛完成的韶關(guān)電廠(chǎng)#9機組200MW改造項目為例對上述兩種方案進(jìn)行比較,該項目有電動(dòng)閥門(mén)爐側140臺汽機側180臺共320臺。
3.1 經(jīng)濟性
(1) 配供電設備
2002年發(fā)電的廣州恒運D 廠(chǎng)的汽機主蒸汽電動(dòng)門(mén)為揚州電力設備修造廠(chǎng)2SA系列產(chǎn)品,根據咨詢(xún)配電方式采用一體化與否的價(jià)格差約為5 000元/臺。
如320臺閥門(mén)全部改為方案一一體化的形式,需增加投資5 000元/臺×320臺=160萬(wàn)元。
目前,多數發(fā)電廠(chǎng)的閥門(mén)電動(dòng)裝置配電箱采用GCR抽屜式,每臺GCR抽屜式配電箱可以為72個(gè)一體化閥門(mén)電動(dòng)裝置提供電源,或為18~20個(gè)分離式閥門(mén)電動(dòng)裝置提供換向接觸器控制配電回路。
按照方案一,需采用5塊GCR抽屜式配電柜給320個(gè)閥門(mén)配電。而方案二根據韶關(guān)電廠(chǎng)#9機組200MW改造項目需18塊GCR抽屜式配電柜,每個(gè)抽屜式配電柜約5萬(wàn)元,即方案一比方案二可節省投資約65萬(wàn)。
根據上述比較,一體化與分離式方案配供電設備價(jià)格差為:160萬(wàn)元-65萬(wàn)元=95萬(wàn)元
即方案一一體化方案比方案二分離式方案增加投資95萬(wàn)元。
(2) 電纜價(jià)格差
二種方案所需材料如表2所示。
表2 二種方案接所需材料
說(shuō)明:韶關(guān)電廠(chǎng)#9機組200MW改造項目中采用分離式配電方案,所以方案二中電纜長(cháng)度與條數以該項目實(shí)際開(kāi)列數量為例。由于閥門(mén)電動(dòng)裝置數量不變,一體化方案中供電電源電纜KVV22-5X1.5長(cháng)度與方案二中KVV22-10X1.5控制電纜長(cháng)度相同,為23 880米,計算機電纜KVVP-4X1.0為供電電源電纜KVV22-5X1.5長(cháng)度的2倍。
根據《電力建設裝置性材料綜合預算價(jià)格(2000年)》Z-771條熱控電纜預算價(jià)為14 449.12元/千米,方案二可節省電纜費用為:(71 640-32 115)米÷1 000×14 449.12元/千米=571 101.468元。
(3) 電纜敷設價(jià)格差
由于上述電纜截面在10.5~20.5 mm2之間,根據中國電力企業(yè)聯(lián)合會(huì )2002年2月21日發(fā)布的《電力建設工程預算定額》電纜敷設YD8-44每100米電纜敷設基價(jià)為231.83元,方案二可節省電纜敷設費用為:(71 640-32 115)米÷100米×231.83元=91 630.80元。
(4) 電纜橋架價(jià)格差
根據表1所列數據,方案一比方案二電纜條數約多440條,由于控制電纜在橋架的填充率一般取50%~70%,根據工程經(jīng)驗和增加的電纜在韶關(guān)電廠(chǎng)#9機組200MW改造項目所占份額比例,最少需增加20萬(wàn)電纜橋架投資。
(5) 土建建筑價(jià)格差
韶關(guān)電廠(chǎng)#9機組鍋爐熱力控制配電箱由于鍋爐房環(huán)境差,配電箱布置在電子設備室內。汽機熱力配電箱一般布置在主廠(chǎng)房?jì)?。由于電子設備室面積的減少并不能一定減少廠(chǎng)房的征地和建筑面積,方案一的優(yōu)點(diǎn)并不能明顯反映,故可不做比較。
綜合上述所述,方案一比方案二增加投資約為:2.1.1+2.1.2+2.1.3+2.1.4=95萬(wàn)元+57.1101468萬(wàn)元+9.16308萬(wàn)元+20萬(wàn)=181.2732268萬(wàn)元。
從經(jīng)濟性比較,即方案二(分離式方案)比方案一(一體化方案)更具有優(yōu)勢,可以節省投資180多萬(wàn)元。并且由于電纜和電纜橋架的數量大幅減少,施工時(shí)間從而縮短,為機組的提前投入運行提供了可能,而機組的提前商業(yè)運行所帶來(lái)的巨大經(jīng)濟效益和社會(huì )效益,在電力供應緊張的今天,更不是幾百萬(wàn)元所能衡量的。
3.2 檢修和可維護性
根據發(fā)電廠(chǎng)的管路布置,閥門(mén)電動(dòng)頭經(jīng)常布置得比較分散,有時(shí)在半空中,需要通過(guò)爬梯上下,檢修平臺較小,有些惡劣情況僅能勉強容下1人,甚至連爬梯也沒(méi)有。電廠(chǎng)管路里的蒸汽為高溫介質(zhì),其管路上的閥門(mén)電動(dòng)頭所處環(huán)境溫度較高,對安裝在電動(dòng)頭內的電子元器件的正常工作和壽命又是一種嚴峻的考驗。一旦發(fā)生電子部件故障,需要維護人員到現場(chǎng)對其維修和更換,停運時(shí)間較長(cháng),維護人員的工作條件艱苦。
由配電箱配供控制電路的閥門(mén),由于其控制電路的電子元器件布置在GCR抽屜內,環(huán)境條件較好,減緩了電子元器件的老化,降低了閥門(mén)故障發(fā)生的幾率。并且抽屜式控制回路是模塊化設計,一旦發(fā)生故障,只要將故障的抽屜抽出,用同一容量的備用抽屜替換即可,維護時(shí)間很短,故障的抽屜可以由維護人員帶回條件較好的班房進(jìn)行維修,有利于提高設備可控性和機組的自動(dòng)化投入率,降低運行和維護人員的工作壓力,得到了各個(gè)電廠(chǎng)的認可。
3.3 靈活性
由于一體化電動(dòng)裝置是隨閥門(mén)配供,故接線(xiàn)設計是典型的,用戶(hù)不可以修改、增減功能,例如它一般不設過(guò)力矩報警回路,因此,當出現開(kāi)向/關(guān)向過(guò)力矩時(shí),不能在DCS系統中報警。分離式可根據用戶(hù)要求增減,則可以設計該回路(將LB布置在配電箱內),實(shí)現過(guò)力矩故障報警。
4 結論
由于發(fā)電廠(chǎng)的閥門(mén)數量較多,根據以上比較可知,無(wú)論是經(jīng)濟性、檢修性、可維護性還是靈活性均是分離式由配電箱配供控制電路比一體化(即電動(dòng)裝置自帶換向接觸器)的方案優(yōu)越,因此,發(fā)電廠(chǎng)設計中全開(kāi)全關(guān)閥門(mén)電動(dòng)裝置選用分離式的電動(dòng)頭是合理的。