本發(fā)明涉及柴油機容量選擇技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及火力發(fā)電廠應(yīng)急保安柴油機動靜負荷間隔投入選型方法。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)火電工程設(shè)計中，交流保安負荷大多采用分三批投入的方式，同一批負荷中既有旋轉(zhuǎn)負荷又有靜止負荷。
火力發(fā)電廠交流保安負荷主要涉及到三大主機的部分輔機以及汽水系統(tǒng)、制粉系統(tǒng)、煙風(fēng)系統(tǒng)、脫硫系統(tǒng)的部分輔機，此外還有少量的熱工自動化閥門、熱工控制電源、消防系統(tǒng)部分低壓負荷以及電氣專業(yè)自身的蓄電池充電裝置、ups電源、應(yīng)急照明、障礙照明、柴油發(fā)電機自用電等。
在全廠停電事故中，為避免造成主機大軸彎曲、軸瓦磨損等重大設(shè)備損壞事故或危及人身安全，必須對這些負荷繼續(xù)供電，按照規(guī)程要求，交流保安電源應(yīng)采用快速起動的柴油發(fā)電機組，允許的起動時間一般不超過15～20s，快的在10s左右。
在工程設(shè)計時，由于對交流保安負荷的特性、對交流保安負荷的界定、對交流保安的投入等缺乏深入的研究，導(dǎo)致柴油發(fā)電機組容量選擇偏大、擴大交流保安負荷供電范圍、交流保安負荷投入時間不合理等問題經(jīng)常出現(xiàn)，如何優(yōu)化火電廠交流保安負荷投入成為工程中一個需要解決的問題。
綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)中對于柴油發(fā)電機組容量選擇的問題，尚缺乏有效的解決方案。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了火力發(fā)電廠應(yīng)急保安柴油機動靜負荷間隔投入選型方法，通過對交流保安負荷的特性進行分析，結(jié)合工藝要求，提出了增加負荷投入批次、旋轉(zhuǎn)負荷和靜止負荷間隔投入的方法，以此降低柴油發(fā)電機選型的容量，減小負荷投入對柴油發(fā)電機的沖擊，具有實際的經(jīng)濟效益。
火力發(fā)電廠應(yīng)急保安柴油機動靜負荷間隔投入選型方法，包括：
根據(jù)交流保安負荷的運行方式將保安負荷中靜止負荷和旋轉(zhuǎn)負荷分類；
根據(jù)交流保安負荷的容量將交流保安負荷分成若干批次，每批中為靜止負荷或旋轉(zhuǎn)負荷；
根據(jù)交流保安負荷投入條件合理確定投入時間，靜止負荷和旋轉(zhuǎn)負荷分別間隔投入；
柴油發(fā)電機起動成功立即投入的負荷為首批加載，每批負荷投入時相差的時間為設(shè)定的間隔時間；
根據(jù)各交流保安負荷的投入批次進行計算得到計算負荷容量，根據(jù)交流保安負荷的計算負荷，選擇發(fā)電機容量；
在選擇發(fā)電機容量以后，對柴油機的輸出功率進行復(fù)核，根據(jù)復(fù)核結(jié)果，選擇最終容量的柴油發(fā)電機組。
進一步的，火力發(fā)電廠交流保安負荷包括汽機mcc及鍋爐mcc，投入批次共分八批，根據(jù)汽機mcc及鍋爐mcc負荷容量之和減去重復(fù)容量所得的交流保安負荷之和得到計算負荷，根據(jù)計算負荷來計算負荷的有功功率。
進一步的，火力發(fā)電廠交流保安負荷的汽機mcc負荷包括：頂軸油泵、主機交流潤滑油泵、發(fā)電機主密封油泵、汽動給水泵盤車電機、汽動給水泵交流潤滑油泵、主廠房電動卷簾門、汽機電動門配電箱、汽機熱工控制電源、主廠房控制蓄電池充電、主廠房動力蓄電池充電、主廠房ups電源、主廠房應(yīng)急照明電源、冷卻塔障礙照明。
進一步的，火力發(fā)電廠交流保安負荷的鍋爐mcc負荷包括：送風(fēng)機交流潤滑油泵、引風(fēng)機交流潤滑油泵、一次風(fēng)機交流潤滑油泵、磨煤機交流潤滑油泵、回轉(zhuǎn)式空預(yù)器輔助電機、火檢冷卻風(fēng)機、等離子點火冷卻水泵、電梯、停機冷卻水泵、消防穩(wěn)壓泵、低壓co2壓縮制冷機、co2惰化裝置控制電源、ig541氣體消防電源、脫硫系統(tǒng)工藝水泵、鍋爐電動門配電箱、鍋爐熱工控制電源、脫硫系統(tǒng)蓄電池充電、脫硫系統(tǒng)ups電源、柴油發(fā)電機房軸流風(fēng)機、油箱間軸流風(fēng)機、柴油發(fā)電機自用電、主廠房應(yīng)急照明電源、煙囪障礙照明。
進一步的，根據(jù)交流保安負荷的計算結(jié)果，選擇發(fā)電機容量：
se≥sc
se---發(fā)電機的額定容量(kva)；sc---計算負荷(kva)；kq---最大電動機的起動電流倍數(shù)；pdm---最大電動機的額定功率(kw)；k---換算系數(shù)。
進一步的，在選擇發(fā)電機容量以后，還需要對柴油機的輸出功率進行復(fù)核:
對持續(xù)1h運行狀態(tài)下輸出功率進行校驗，要求發(fā)電機的額定容量應(yīng)大于等于持續(xù)1h運行狀態(tài)下柴油機輸出功率；
對柴油機的首次加載能力進行校驗，要求
px---發(fā)電機的額定容量(kva)；kq---起動負荷的電流倍數(shù)；
根據(jù)復(fù)核結(jié)果，選擇相應(yīng)容量的柴油發(fā)電機組。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
本發(fā)明根據(jù)火力發(fā)電廠交流保安負荷的實際運行特點，提出了將每一批保安負荷中靜止和旋轉(zhuǎn)負荷分開，區(qū)別對待，間隔投入運行，使得限制柴油機容量選擇的首次加載能力得到控制，合理的選擇柴油機容量，同時增加交流保安負荷投入的批次，減少對柴油發(fā)電機的沖擊，有利于設(shè)備運行。
具體實施方式
應(yīng)該指出，以下詳細說明都是例示性的，旨在對本申請?zhí)峁┻M一步的說明。除非另有指明，本文使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語具有與本申請所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常理解的相同含義。
需要注意的是，這里所使用的術(shù)語僅是為了描述具體實施方式，而非意圖限制根據(jù)本申請的示例性實施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數(shù)形式也意圖包括復(fù)數(shù)形式，此外，還應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)在本說明書中使用術(shù)語“包含”和/或“包括”時，其指明存在特征、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。
正如背景技術(shù)所介紹的，現(xiàn)有技術(shù)中存在柴油發(fā)電機組容量選擇偏大的不足，為了解決如上的技術(shù)問題，本申請?zhí)岢隽嘶鹆Πl(fā)電廠應(yīng)急保安柴油機動靜負荷間隔投入選型方法。
對于交流保安負荷而言，在機組正常運行期間和事故停機過程中由于其電源引接的不同，導(dǎo)致每個負荷的運行方式可能會有所不同。如頂軸油泵和盤車裝置，對廠用電系統(tǒng)可視為不經(jīng)常連續(xù)運行，但對柴油發(fā)電機應(yīng)視為經(jīng)常連續(xù)運行；部分輔機如三大風(fēng)機、磨煤機等的交流潤滑油泵對廠用電系統(tǒng)應(yīng)為經(jīng)常連續(xù)運行，但對柴油發(fā)電機則根據(jù)設(shè)備選型及廠家不同而運行時間長短不一，屬于經(jīng)常連續(xù)或經(jīng)常短時運行；回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器正常運行時依靠主電機驅(qū)動，而全廠停電或機組失去廠用電而事故停機時依靠輔助電機驅(qū)動；停機冷卻水泵對廠用電系統(tǒng)可視為不經(jīng)常連續(xù)運行，但對柴油發(fā)電機應(yīng)視為經(jīng)常連續(xù)運行等等。對運行方式的判斷直接影響負荷計算的大小，進而影響柴油發(fā)電機容量的選擇。
為了選擇合理的柴油發(fā)電機容量，在實際工程設(shè)計中機組的交流保安負荷一般不會一次性全部投入，而是結(jié)合生產(chǎn)工藝要求分批次投入負荷，目前國內(nèi)工程大多采用分三批或分四批投入。柴油發(fā)電機起動成功立即投入的負荷為首批加載，間隔15s投入第二批負荷，再間隔15s投入第三批負荷。具體投入批次及計算詳見見表1-1～1-3。
本發(fā)明專利根據(jù)火力發(fā)電廠交流保安負荷的實際運行特點，提出了將每一批保安負荷中靜止和旋轉(zhuǎn)負荷分開，區(qū)別對待，間隔投入運行，使得限制柴油機容量選擇的首次加載能力得到控制，合理的選擇柴油機容量，同時增加交流保安負荷投入的批次，減少對柴油發(fā)電機的沖擊，有利于設(shè)備運行。
為了使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠更加清楚地了解本申請的技術(shù)方案，以下將結(jié)合具體的實施例與對比例詳細說明本申請的技術(shù)方案。
以國內(nèi)某百萬千瓦機組為例，按照分三批投入進行計算。該工程汽輪發(fā)電機均為上海制造，盤車采用液壓驅(qū)動，主機、小機以及發(fā)電機密封系統(tǒng)均配有直流事故油泵。
根據(jù)工藝專業(yè)所提負荷清單，結(jié)合各負荷的投入批次進行計算，得到#1機組計算負荷如表1-1～1-3所示。
根據(jù)交流保安負荷的計算結(jié)果，選擇發(fā)電機容量：
se≥sc＝949kva
se---發(fā)電機的額定容量(kva)；sc---計算負荷(kva)；kq---最大電動機的起動電流倍數(shù)；pdm---最大電動機的額定功率(kw)；k---換算系數(shù)。
應(yīng)選擇額定容量為1250kva(1000kw)的發(fā)電機。
在選擇發(fā)電機容量以后，還需要對柴油機的輸出功率進行復(fù)核:
對持續(xù)1h運行狀態(tài)下輸出功率進行校驗，得px≥889kw；
對柴油機的首次加載能力進行校驗，要求
px---發(fā)電機的額定容量(kva)；kq---起動負荷的電流倍數(shù)；
根據(jù)復(fù)核結(jié)果，應(yīng)選擇1600kw(2000kva)的柴油發(fā)電機組。
通過以上柴油發(fā)電機容量選擇以及校驗的結(jié)果可以看出，柴油機首次加載能力是影響柴油發(fā)電機容量選擇的控制條件。
投入策略優(yōu)化：火電廠交流保安負荷目前普遍采用分批投入的策略，目前是分三批，但通過對交流保安負荷的特性分析，投入策略還存在一些問題，可進一步優(yōu)化。
一是部分負荷按批次投入的時間與實際運行所要求的投入時間相差較大，導(dǎo)致負荷因不滿足聯(lián)鎖條件無法投入或電動機空轉(zhuǎn)，如頂軸油泵一般和汽輪發(fā)電機轉(zhuǎn)速有聯(lián)鎖，只有在轉(zhuǎn)速下降到某一定值時才能投入，過早則投不上，盤車只有當(dāng)汽輪發(fā)電機的轉(zhuǎn)速降到與其額定轉(zhuǎn)速相同時，齒輪才能嚙合，然后帶動汽輪發(fā)電機盤車，否則將持續(xù)空轉(zhuǎn)，對安全停機不起任何作用。為了減少柴油發(fā)電機的負擔(dān)，應(yīng)按照交流保安負荷投入條件合理確定投入時間，避免過早投入。
二是有時部分負荷的投入批次不盡合理，尤其是部分靜止負荷，如蓄電池充電裝置、ups電源等由于蓄電池設(shè)計考慮了1h的放電時間，晚投入十幾或者幾十秒對事故停機的安全性不會造成任何危害，因此放在第二批或第三批投入甚至更晚一點不會存在任何問題。有的工程由于未考慮適當(dāng)?shù)牟僮魇侄?，將蓄電池充電裝置、ups電源作為首批加載負荷考率，可能會造成柴油發(fā)電機容量選擇偏大，既增加了投資，又加重了對柴油發(fā)電機的沖擊，從而縮短柴油發(fā)電機的壽命。
三是首批加載負荷過于集中，造成首次加載能力成為選擇柴油發(fā)電機組額定容量的控制條件。
因此，根據(jù)負荷特點，提出了分八批，重要的是動靜負荷分別間隔投入的策略，對柴油機選型取得了較好的效果。如表2-1至表2-3所示。
由上可知，增加交流保安負荷投入的批次，將旋轉(zhuǎn)負荷和靜止負荷間隔投入，既能夠滿足工藝要求，又可以降低柴油發(fā)電機的容量，減少對柴油發(fā)電機的沖擊。
表1-1#1機汽機保安mcc負荷計算
表1-2#1機鍋爐保安mcc負荷計算
表1-3#1機保安mcc負荷計算
表2-1#1機汽機保安mcc投入批次及負荷計算
表2-2#1機鍋爐保安mcc投入批次及負荷計算
表2-3#1機保安mcc投入批次及負荷計算
以上所述僅為本申請的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本申請，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本申請可以有各種更改和變化。凡在本申請的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本申請的保護范圍之內(nèi)。