水泥生產(chǎn)線電氣設(shè)計(jì)布置方案

　　10000t/d熟料水泥生產(chǎn)線是我們?cè)O(shè)計(jì)的第一條萬(wàn)噸級(jí)水泥生產(chǎn)線項(xiàng)目，業(yè)主也相當(dāng)重視此工程，專(zhuān)門(mén)聘請(qǐng)了國(guó)際知名咨詢公司DCPL對(duì)本項(xiàng)目的設(shè)計(jì)及現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量進(jìn)行控制。針對(duì)電氣專(zhuān)業(yè)，咨詢公司參照的是IEC標(biāo)準(zhǔn)(國(guó)際電工委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn))。因此在設(shè)計(jì)和工程施工上必須滿足上述標(biāo)準(zhǔn)，否則咨詢公司不會(huì)批準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖紙。

　　1.2高壓供電系統(tǒng)

　　高壓供電系統(tǒng)采用兩路33kV電纜進(jìn)線至總降，兩臺(tái)2.5 MVA 33/6.6kV主變壓器一次側(cè)采用封閉式電纜進(jìn)線，二次6.6kV側(cè)采用封閉母線橋與中壓進(jìn)線柜連接。變壓器室采用半敞開(kāi)式，便于變壓器的散熱，并節(jié)省了土建費(fèi)用。同時(shí)變壓器一二次側(cè)均采用封閉式接線，避免了由于廠區(qū)灰塵多影響變壓器瓷瓶、母線的絕緣性能。主變壓器采用油浸自然冷卻方式(ONAN)，設(shè)計(jì)時(shí)已綜合考慮了變壓器室的朝向，現(xiàn)布置為東南朝向，僅在上午有2-3h要曬到太陽(yáng)。當(dāng)?shù)?月份50℃左右氣溫為年氣溫最高月份，日產(chǎn)量持續(xù)在額定產(chǎn)量10000t，主變壓器油溫最高為92℃，設(shè)置的變壓器油溫跳閘值為130℃，在環(huán)境酷熱的條件下主變壓器也無(wú)須再采用風(fēng)冷方式(ONAF)。中壓柜采用KYN28中置柜，斷路器采用ABB VD4真空斷路器。微機(jī)綜合保護(hù)裝置采用施耐德Sepam系列，4200 kW生料磨磨主電機(jī)及5000kW循環(huán)風(fēng)機(jī)采用Sepam M87電機(jī)差動(dòng)保護(hù)裝置。

　　1.3水泥生產(chǎn)線低壓供電系統(tǒng)

　　各電氣室電源均由總降引來(lái)，電氣室配電變壓器油采用耐高溫油油浸自然冷卻方式(ONAN)，變壓器室同樣采用半敞開(kāi)式。在8月全線達(dá)到產(chǎn)量額定情況下，沒(méi)有一臺(tái)變壓器因?yàn)橛蜏馗邎?bào)警。低壓配電柜(MCC馬達(dá)控制中心)采用抽屜式，便于設(shè)備的維護(hù)與調(diào)試。MCC柜采用3P+PE(3相銅母排+PE銅母排)方式給電動(dòng)機(jī)及其他3相用電負(fù)荷(就地控制箱、照明電源、輔助電源)配電，避免了以往工程中零(N線)地(PE線)的混亂狀況。照明電源及輔助電源(儀表電源等)采用獨(dú)立的干式變壓器進(jìn)行配電，避免由于大功率電機(jī)啟動(dòng)對(duì)照明電源及輔助電源的干擾，同時(shí)便于分別考核生產(chǎn)設(shè)備與照明設(shè)備的電耗。

　　應(yīng)急電源考慮有1l00kW的柴油發(fā)電機(jī)，提供窯輔傳、高溫風(fēng)機(jī)輔傳、蓖冷機(jī)高溫段3臺(tái)冷卻風(fēng)機(jī)、燃燒器應(yīng)急風(fēng)機(jī)、照明等應(yīng)急負(fù)荷在全廠停電故障J清況下的應(yīng)急電源，確保設(shè)備安全。在2007年6月一次當(dāng)?shù)貐^(qū)域變電站故障造成全廠停電，柴油發(fā)電機(jī)在短時(shí)間內(nèi)啟動(dòng)起來(lái)，所有應(yīng)急設(shè)備均運(yùn)轉(zhuǎn)，在緊急情況下確保了設(shè)備的安全。每個(gè)電氣室PLC柜及中控室DCS操作系統(tǒng)均提供有UPS電源(不間斷電源)。每個(gè)電氣室的照明電源都從不同配電變壓器電源引有聯(lián)絡(luò)電源，作為本電氣室配電變壓器故障時(shí)的事故照明電源。

　　水泥廠電氣設(shè)計(jì),泥生產(chǎn)線電氣設(shè)計(jì),水泥廠電氣

　　1.4 控制系統(tǒng)

　　本項(xiàng)目的DCS(集散控制系統(tǒng))自動(dòng)控制系統(tǒng)采用西門(mén)子PCS7，CPU采用S7-400，DCS網(wǎng)絡(luò)采用環(huán)網(wǎng)。在中控室設(shè)有4個(gè)操作站，一個(gè)工程師站，兩個(gè)服務(wù)器(雙冗余);各電氣室設(shè)現(xiàn)場(chǎng)站(現(xiàn)場(chǎng)PLC柜)，內(nèi)設(shè)CPU、通訊模塊、電源模塊、I/O模塊。

　　電機(jī)控制采用中控優(yōu)先方式，所有控制信號(hào)進(jìn)PLC柜(包括現(xiàn)場(chǎng)啟/停按鈕信號(hào))，設(shè)備的啟停均由中控控制，這樣即使是現(xiàn)場(chǎng)單機(jī)啟動(dòng)設(shè)備都可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的保護(hù)連鎖，中控對(duì)設(shè)備無(wú)論在現(xiàn)場(chǎng)啟動(dòng)還是中控啟動(dòng)的狀態(tài)都一目了然。采用中控優(yōu)先方式相關(guān)費(fèi)用會(huì)有增加(電纜、模塊等費(fèi)用)，但提高了設(shè)備運(yùn)行的自動(dòng)化程度。

　　自動(dòng)化儀表中的溫度、壓力變送器、料位計(jì)、料位開(kāi)關(guān)均采用西門(mén)子系列產(chǎn)品，針對(duì)固體料位(配料庫(kù)、均化庫(kù)等)采用雷達(dá)式料位計(jì)，針對(duì)液體水位儀(循環(huán)水池等)采用超聲波式水位儀。預(yù)熱器氣體分析儀采用西克麥哈克產(chǎn)品(兩個(gè)高溫氣體分析儀用在煙室及分解爐、兩個(gè)低溫氣體分析儀用在C1筒出口)。由于窯三次風(fēng)管布置在窯筒體正上方，因此窯筒體3個(gè)墩子兩側(cè)都有鋼結(jié)構(gòu)支架，妨礙了窯筒體掃描儀的工作。為了能完整地監(jiān)視全窯筒體溫度，我們采用了兩個(gè)窯筒體掃描儀相互對(duì)三個(gè)支架的陰影部分進(jìn)行補(bǔ)償，使得操作員在中控室能在沒(méi)有陰影的情況下觀察全窯體表面真實(shí)溫度，這對(duì)于窯的保護(hù)相當(dāng)重要。窯頭罩及蓖冷機(jī)采用了帶溫度測(cè)量功能的高溫工業(yè)電視，操作員在中控室監(jiān)視畫(huà)面的同時(shí)，也能分辨出不同火焰區(qū)的溫度情況，有利于更好地操控水泥熟料生產(chǎn)。

　　2.設(shè)備安裝及調(diào)試

　　電氣設(shè)備的安裝調(diào)試包括電氣設(shè)備的檢查安裝、電纜敷設(shè)及檢查連接、相關(guān)電氣設(shè)備試驗(yàn)。電氣設(shè)備安裝根據(jù)規(guī)范要求進(jìn)行施工。在設(shè)備安裝及調(diào)試中，我們積極與業(yè)主和咨詢公司溝通，對(duì)于他們?cè)跈z查現(xiàn)場(chǎng)中提出的各種要求，只要是合理的，我們都會(huì)積極響應(yīng)。

　　2.1電氣設(shè)備的檢查安裝

　　所有電氣設(shè)備(高低玉配電柜、變壓器、PLC柜等)在安裝前均要求進(jìn)行外觀檢查，同時(shí)作好盤(pán)柜(變壓器)基礎(chǔ)的安裝記錄，校驗(yàn)基礎(chǔ)的水平度及不直度(要求<lmm/m)，然后進(jìn)行設(shè)備安裝并作好盤(pán)柜(變壓器)的安裝記錄，檢查盤(pán)柜的垂直度、水平偏差、盤(pán)間間隙等。

　　2.2電統(tǒng)教設(shè)及檢查連接

　　現(xiàn)場(chǎng)照明線路主回路基本都采用電纜，只是在主回路至燈具段采用常規(guī)的BV電線，這樣既使照明線路敷設(shè)在橋架中美觀，又使線路在高溫環(huán)境中不易老化。電纜連接至電機(jī)及現(xiàn)場(chǎng)控制箱均使用與電纜規(guī)格配套的鎖緊頭，完成對(duì)電纜的固定及設(shè)備的密封，這樣的安裝方式比較安全，現(xiàn)場(chǎng)看起來(lái)也非常整齊。國(guó)內(nèi)一般未采取這種方式，因此現(xiàn)場(chǎng)對(duì)電機(jī)接線盒及現(xiàn)場(chǎng)控制箱作了大量改造。

　　2.3調(diào)試

　　中壓柜微機(jī)綜合保護(hù)裝置Sepam在以往工程設(shè)計(jì)中采用過(guò)，但沒(méi)有在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試使用過(guò)。經(jīng)過(guò)大家對(duì)設(shè)備及資料的大量研究，工程師熟練掌握了Sepam的保護(hù)設(shè)定及調(diào)試，能夠根據(jù)設(shè)備要求完成各項(xiàng)試驗(yàn)(包括相過(guò)流、速斷、零序動(dòng)作的電流試驗(yàn)，變壓器保護(hù)溫度、壓力、瓦斯在Sepam上信號(hào)校驗(yàn)等)，同時(shí)能夠根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)跳閘信息及時(shí)分析出故障原因。例如2號(hào)生料磨主電機(jī)(P=4200kW，Ie=423A)在今年2月由于其他原因更換了電機(jī)側(cè)差動(dòng)保護(hù)用電流互感器，此后磨機(jī)啟動(dòng)時(shí)經(jīng)常報(bào)差動(dòng)故障跳閘，但只要啟動(dòng)起來(lái)后就沒(méi)有問(wèn)題。當(dāng)時(shí)根據(jù)這個(gè)現(xiàn)象對(duì)主電機(jī)、液體啟動(dòng)柜、電纜均進(jìn)行了檢查，一直沒(méi)有查出故障原因。后來(lái)在查對(duì)灰鉀叨故障信息記錄時(shí)發(fā)現(xiàn):差動(dòng)故障總在啟動(dòng)2-3s時(shí)間內(nèi)報(bào)警;故障相不固定，有時(shí)A相，有時(shí)B相。根據(jù)此信息我們判定肯定是更換的電流互感器有問(wèn)題，檢查時(shí)果然發(fā)現(xiàn)電流互感器的級(jí)次在訂貨時(shí)被弄錯(cuò)，造成設(shè)備在啟動(dòng)瞬間啟動(dòng)電流在824A左右時(shí)電機(jī)側(cè)及中壓柜側(cè)差動(dòng)保護(hù)用電流互感器磁飽和度不一樣，從而產(chǎn)生差動(dòng)電流。