高炉煤气余压透平发电(TRT)装置及电机变频控制系统节能建设项目可行性研究报告

1 高炉煤气余压透平发电（ 置 及电机变频控制系统节能建设项目 可 行 性 研 究 报 告 2 目 录 1、总论 1 2、 艺及设备 4 3、电机变频控制系统 18 4、总图 24 5、给排水 26 6、土建 28 7、通风设施 29 8、电讯设施 30 9、安全卫生与消防 32 10、环境保护 37 11、能源 39 12、投资估算 41 13、经济分析 43 1、总论 某某公司拥有 2250拟定为高炉配套高炉煤气余压透平发电装置，同时对拥有热轧带钢固溶生产线配备电机变频控制系统。 3 福建某某有限公司的委托书。 福建某某有限公司提供的建设地址区域的地形图。 设备生产厂家资料和文件。 冶金行业是全国最大的能源用户，用电量约占全国总用量的 13 15%，而高炉又是钢铁企业的能耗大户，占钢铁企业用电的 40%左右。 国内外钢铁企业高炉煤气余压透平运行情况看，节能效率和环保效果良好，经济效益和社会效益显著，不但能回收煤气的余压进行高 效发电，而且有效地解决了减压阀组减压时产生的噪音污染和管道振动，对高炉的稳定生产也有益处。 福建某某有限公司现有高炉的煤气净化均采用脉冲布袋干法除尘工艺，干法除尘 电量较湿法提高 20%以上，故高炉上建设 1 套全干式 但将煤气压力能转换成电能，还可充分利用煤气显热，提高发电效率，降低炼铁工序能耗及成本，减少噪音污染，是一项收效十分显著的节能和环保项目。 高炉煤气余压透平发电（ 套设施，主要内容包括 平主机和发电机系统、高低压发配电系统、大型阀门系统、液压伺服控制系 统、润滑油系统、氮气密封系统、冷却水系统、自动化控制系统，以及 气管道、支架和操作平台。 4 热轧带钢和固溶电机变频控制系统对带钢轧制和固溶生产线的电机采用变频器调速。 全干式 通过发电机变成电能，同时又代替了煤气调压阀组控制炉顶压力，改善了高炉顶压调节品质，更利于高炉生产，又解决了原调压阀组的噪声污染，但 行中必须遵循以下原则： 在正常启动、运行、停机过程中，不得影响高炉正常生产。 当 不能对高炉顶压造成大的波动。 不能单独向用户供电，只能与工厂电力系统并网运行。 在保证高炉炉况稳定的前提下，争取多发电。 本工程 用先进实用、成熟可靠的工艺技术，达到最佳的经济效益，建设成投资省、质量好、效益高、能耗低的工程。 福建某某有限公司在高炉建设时已经预留 炉炉区总体平面布置合理，水、电条件均具备。 术已经成 熟，设备制造非常可靠。国内大型设备制造厂既有自己开发研制的自有知识产权的技术，又有引进消化吸收的国外先进技术，有力地保证了 内先后投产的上百套 大部分由国内厂家生产制造，运行良好，并发挥了很好的经济效益。 5 本项目经济效益较高，社会效益好。预计达产后 发电量为 12231万 系统自用电量 320万 可供电量 11911万 机变频控制系统年节电量 6970万 年可节约折标准煤 66084吨，减少二氧化硫产生量为 1056 吨。项目达产年 新增产值 元，得税后，项目内部收益率为 全部投资回收期 建设期 1年），财务净现值（ 0%）为 建借款偿还期为 3年（含建设期 1年）。 综合分析，本项目在经济上合理，技术上可行，具有良好的经济效益和显著的社会效益，建议抓紧对项目进行立项，争取早日投产。 2、 艺及设备 表 2 高炉主要生产指标和技术参数 6 序号 项 目 单位 参数值 备 注 1 炉容 250 2 年产炼钢生铁 104t 220 3 综合冶炼强度 t/d 4 利用系数 t/d 5 综合焦比 kg/00 6 焦比 kg/80 7 煤比 kg/50 8 渣铁比 kg/85 9 热风温度 1150 10 炉顶压力 0 180 11 富氧率 % 3 12 平均煤气发生量 104m3/h 13 炉顶煤气温度 120 280 14 年工作日 d 355 15 一代炉龄 a 8 10 表 2 减压阀组前净煤气主要参数 序号 项目 单位 参数值 备注 1 压力 20 200 7 2 温度 120 250 3 流量 104m3/h 45 60 4 灰尘含量 mg/ 10 主要性能参数见表 2 表 2 主要性能参数 序号 项 目 名 称 单位 设 计点 最大点 1 透平入口煤气流量 104m3/h 0 2 入透平煤气压力 70 200 3 入透平煤气温度 150 220 4 出透平煤气压力 0 10 5 透平效率 % 86 86 6 透平功率 4800 16300 7 发电机效率 % 97 97 8 发电机功率 4356 15811 9 入网电压 0 炉顶压力波动值 高炉煤气余压透平发电装置由以下 八大系统组成： 透平主机和发电机系统 高低压发配电系统 大型阀门及煤气管道系统 液压伺服控制系统 8 润滑油系统 氮气密封系统 冷却水系统 自动控制系统 高炉煤气净化采用干法布袋除尘工艺，净煤气温度高，含水量少、含尘量低，由于炉容不大， 艺设计拟采用全量回收法，并选用全干式 高炉所产生的煤气能够全量经过透平膨胀机， 置不仅能全部回收高炉煤气的压力能，还能回收煤气的显热，尽可能多发电。 统与高炉调压阀组并联布置。 高炉干法除尘净化后的煤气送至余 压透平发电系统，在干法除尘系统中已预留透平系统的高压侧（进口）接口，在外部管网调压阀组后亦预留透平系统的低压侧（出口）接口。透平主机、发电机为高架式，为检修和调试方便，主厂房内配置桥式起重机，厂房侧面设置主控楼，一层为低配室，二层为电缆层和工具间、更衣室，三层为控制室。 工艺过程是由布袋除尘器出来的高压高温、干燥洁净的煤气经电动二次偏心蝶阀、电动敞开式插板阀、快速切断阀进入透平膨胀机，透平的第一级静叶为可调，用其调节进透平机的煤气流量，并用其控制炉顶压力。通过导流器使煤气转成轴向进入叶栅，煤气在静叶栅和动叶 栅组成的流道中不断膨胀作功，压力和温度降低，并转化为动能作用于工作轮（即转子及动叶片）使之旋转，工作轮通过联轴带动发电机一起转动而发电。叶栅出口的煤气经过扩压器进行扩压，以提高其背压达一定值，然后经排气蜗壳流出透平，进入减压阀组合后的煤气管道。膨胀后的煤气压力为 10过出口煤气 9 管上电动封闭式插板阀接入外部管网；启动时，为控制煤气流量在入口蝶阀旁设 1个电动启动蝶阀；当 原有调压阀组不能及时开启，增加 1个旁通管，设置一个液动快开阀，在出现重大故障时，紧急切断阀将在小于 1此时联锁旁通快开阀（一般约 1 4s）打开，使高压煤气短时间内快速泄压至煤气管道低压侧，避免炉顶压力突然升高，同时调压阀组其它阀自动打开，在旁通快开阀慢关时（一般约 40s），调压阀组自动阀逐渐开大，自动调节炉顶压力，炉顶压力转至高炉侧控制，使 证高炉正常运行。 正常运行时，煤气不经过减压阀组，炉顶压力由 透平主机系统是 括透平膨胀机和发电机。 本次设计以国产 步拟选用陕鼓集团 产品，型号： 透平膨胀机型式：干式轴流、二级反动式、第一级静叶可调并可实现全关闭、煤气透平膨胀机。 结构特点：采用大流通面积，低圆周速度，平直粗壮叶型。 透平转数： 3000r/许超速 3350r/括发电机转子）。 透平工作转向：从透平进气端看为顺时针方向。 设计寿命：主机 10万小时，透平连续不开盖运行时间 18个月。 透平主机效率： 86%。 透平主机包括机壳、转子、静叶、伺服油缸、危机保安器、轴承箱、盘车装置、密封装置、主油泵、底座和联轴器等 部件。 10 机壳是透平机最重要的承压件，采用铸造结构，水平剖分，厚中分面法兰，预紧应力螺栓，中分面经过精密加工，以防泄漏。度 260设计制造，机壳进行水压试验。机体为机壳和静叶承缸双层结构，变形适应力强。 转子叶片采用斜棱型纵树叶根，径向插入，隔叶块固定，两级叶片用重熔不锈钢制成，转子动平衡精度为 。 叶型采用 弦长、大节距，不易积灰、堵塞、磨损，气体流动性能好，透平出力效率高，第一级静叶可作到全关闭，且启动、调节性能好。叶片端面加工成以转子为中心的 球面，全关、全开转动调节间隙不变，流动效率高。叶能全关，泄漏量小。 静叶伺服油缸安装内缸体上，采用双伺服油缸、同步带动调节圈来调节静叶角度，并配有位置传感器及行程开关，确保动作灵敏、可靠性高。在指令信号电液伺服控制下，自动可调，提高变工况效率，并使炉顶压力保持稳定，效率处于最佳工况区。 主机配有机械式危机保安器，在飞车状态下飞锤飞出，快速打开保安器油门，具有独立性和可靠性。 轴承箱与机壳采用分体结构，轴承采用压力润滑的滑动轴承，轴瓦材质为巴氏合金。支承轴承采用四油叶轴承。推力轴承采用金氏贝雷电型，该轴 承可以随轴向力的变化而自动调整瓦块位置，保证瓦块间承受载荷的均匀性，具有极高的承受能力。 电动盘车装置安装在转子联轴器端，手动啮合，由防爆电机、齿轮和机械式超越离合装置构成，其工作可靠性高，使用寿命长，当主轴超过一定转数时，自动脱开。 11 透平轴端密封装置采用充氮式拉别令密封装置，并外加巴氏合金密封，可有效防止煤气外泄，同时减少氮气消耗量，使得氮气消耗量不高于240m3/h。 主油泵安装在透平主机轴端，为 1台螺杆式油泵，供机组各润滑点轴承用油。主油泵与电动辅助油泵之间可实现无扰动切换。 底座采用碳素钢焊 接结构的整体型底座，能够承受透平机的静载荷和动载荷并传导到基础上，透平机相对于底座不是绝对刚性固定，是采用以一个死点为定位点，其余沿导向键可在水平轴向自由热膨胀的结构。 主要部件材质 机壳： 转子主轴： 25动叶片： 0 静叶片： 2 底 座： 静叶调节优点 置是高炉的从属生产设施，直接用其控制稳定炉顶压力，其运行好坏，关系到高炉生产运行，以一级可调静叶开度变化控制煤气进透平流速，可有效保证炉顶压力波动控制在要 求范围内。 采用可调静叶机构，它最大的优势是静叶片转动灵活，调节性能好，一级静叶可做到全关，调节范围宽，透平设计点以持续时间最长的负荷作为设计点，在负荷降低或提高时，即偏离设计点，对效率的影响都较小。 发电机包括主、付励磁机、空气冷却器、数字式励磁柜。 12 发电机型式：无刷励磁同步发电机； 型号： 额定功率： 18000额定电压： 透平转数： 3000r/功率因数： 频率： 50采用同轴交流主励磁机的无刷励磁及永磁式副励磁机方式 ，由于 励磁调节装置能对发电机实现手动、自动的强励磁及快速灭磁要求，同时具备以下功能，发电机励磁调节系统在高炉工况变化范围内，能使发电机并网前按恒电压自动调节、并网后按恒无功自动调节和恒功率因数自动调节、励磁调节装置具备自身故障报警功能。采用空气密闭循环冷却，空气冷却器放在发电机基础下部。 高炉煤气余压发电与普通的发电厂差别，一是发电机的出力不能按用电负荷的需要进行调节，而是保证高炉炉顶压力的稳定；二是为避免发电机频繁停车及复风后的重新启动，在高炉短期休风时，发电机须转入电 动运行，当高炉复风时，随着风量增大，煤气量及顶压增高，会自动由电动机运行转到发电机运行。 入口电动三偏心硬密封蝶阀 该蝶阀安装在 格为 用温度 300，密封性能要求高，设备附带防爆型电机。 入口电动敞开式插板阀 13 该阀安装在 格为 用温度 300，电机为防爆型，密封性能要求零泄漏量，作为 用国产设备； 电动启动调节蝶阀 该蝶阀正常工作时启闭时间为 20 秒 ，并可做到 5 秒内全行程快关。启动阀仅用于透平发电机的启动，一旦透平发电机并网，紧急切断阀全开后即自动关闭。透平发电机正常运行时此阀处于全关状态，且在紧急切断阀全开到位前不得以任何方式关闭启动阀。规格为 用温度300，设备附带调节机构和防爆电控箱，选用进口设备； 液动快速切断阀 快速切断阀 1 台，规格 用温度 300，可实现快关，与危机保安器连锁，具有快关、慢关、慢开以及 0 15范围内游动等功能，在 保护透平主机和发电机， 紧急切断煤气时使用，弹簧油缸驱动 间可调），一旦透平危机保安器泄漏管接通，可在短时间内快关。设备附带液压伺服机构、液压控制系统和防爆电控箱。在正常情况时，处于失电状态，事故状态处于得电状态。该阀必须可靠，灵敏度高，选用进口设备； 电动均压蝶阀 该蝶阀规格为 用温度 300，设备附带防爆型电机，安装在快速切断阀旁通管路上。 液动旁通快开调节蝶阀 该蝶阀规格为 用温度 300，设置在 统旁通管路上，伺服油缸驱动， 1 4秒快开（时间可调），在 14 快速切断阀关闭后，防止高炉顶压迅速升高，让 规定的时间 1 4 秒内，根据瞬时流量自动打开到指定开度。该阀必须可靠，灵敏度高，选用进口设备； 出口电动封闭式插板阀 该阀安装在 格为 用温度 300，电机为防爆型，密封性能要求零泄漏量，作为 用国产设备； 该系统由润滑油站、主油泵（透平主机带）、高位油箱、机旁润滑油管道及阀门、检 测仪表等组成，给各轴承润滑点提供一定量的稀油强制循环润滑。滑润油站由三螺杆泵（国产）、双联滤油器、双联冷油器和自立式调压阀等组成。 润滑油：透平油 油泵出口压力： 主油泵吸程高度： 润滑油工作压力： 输油量： 1080L/ 油箱容积： 12000L； 油过滤精度： 20； 高位油箱积容： 3000L； 用油量： 12t； 位油箱由不锈钢板焊接的立式圆筒形油箱，安装高度距机组中 15 心 5 7m，作为机 组因故停电、停机时靠自然位差维持对机组惰走的供油。 地仪表盘设在油站上，设有压力、温度等测点显示。远传仪表在总管最远处安装压力变送器，作为机组与油站辅泵联锁启动控制信号。报警值分别暂定 49现滑润点进口压力降到 警及辅助油泵自动投入，当油压继续下降到 49警及自动停机。 平主机及发电机在正常运转时由主油泵供给，透平机启动或主油泵出现事故时，由润滑油站内的电动辅助螺杆泵供给，同时设有圆形高位油箱向系统供油，以确保透平主机、发电机在停电及事 故状态下，为使透平安全停机，靠自然位差维持机组惰走所需润滑油。 滑系统的管路均采用不锈钢管，在各润滑点均设置阀门和油流指标器等附件。 液压伺服控制系统由动力油站、液控单元、伺服油缸及检测仪表等组成。液控单元包括透平主机静叶液控单元、入口紧急切断阀液控单元、启动阀液控单元和旁通快开阀液控单元四部分组成，共用 1个动力油站。通过四部分既各自独立又相互联系的液压伺服控制系统，能够实现自动调节，以控制透平平稳升速和控制高炉炉顶压力波动在允许范围内。 量油 泵（二台互为备用、国产）、双联式滤油器、电加热器、阀门、连接管道及就地检测元件等组成。能按系统要求的油流量大小而变量供油，保持供油压力稳定。当发生停电或者其它故障使油泵不能供油时，能及时发出要求紧急停机信号，并能通过蓄能器向伺服油缸提供足够的压力油（突然停电的事故状态下）使透平主机能安全停止工作。变量油泵、滤油器均为两台，互为备用，当一台泵有故障时，油压降低，备用 16 泵能自动启动。 润滑油：透平油 油压： 流量： 99L/ 油过滤精度： 5； 油粘度： 10 30 油清洁度： 工作油温： 30 55； 油箱容积： 1800L（材质为不锈钢）； 用油量： 统可实现对透平主机可调静叶、启动阀、旁通快开阀既可实现手动，也可实现液压伺服控制，对紧急切断阀可实现自动或手动快关、与危急保安器联锁快关，慢关以及 0 15范围内游动等动作的功能。 平可调静叶由伺服油缸驱动， 1 4 秒开启（时间可调），可调静叶与启动阀配合，可使透平发电机在 1000 3000r/围内以小于10r/和减速。 一液控单元均由电液伺服阀及油路块和底座组成，油管及管件采用不锈钢材料。 该系统用于透平轴端密封（低压密封支路）防止煤气泄漏。透平轴端密封气源氮气压力一般为 后经气动调节阀调压后至密封处的氮气压力高于被密封的煤气压力 保煤气不外泄。 17 采用充氮式机械组合螺旋密封，使得氮气耗量较低，原则上无氮气时停机。 该系统主要供发电机空气冷却器、动力油站油冷却器、润滑油站油冷却器循环水和发电机消防用水。 冷却水 水压： 水温（夏季）： 35； 供水量 发电机冷却水： 255t/h； 润滑油站冷却水： 165t/h； 动力油站冷却水： 9t/h； 发电机一次性消防灭火用水量 300t/h，供水时间不少于 30 发电机控制系统 发电机额定功率 18000电压 率 50率因数 磁方式采用结构紧凑、维护方便、无火花和运行安全可靠的无刷励磁方式。 高压系统 10设四台开关柜，包括一台进线柜，一台 发电机出线柜，一台电压互感及避雷器柜和一台低压配电变压器出线柜。 发电机中心点设备采用集中组柜方式，共设二台中心点 ，与其它10 18 设独立的低压厂用电系统，担负 考虑到 压系统采用单母线接线，由二路独立电源供电。设一台 630 10就近引一路 380用双电源自动切换。低压柜共 5台。 为了提供电气系统的控制和保护电源，本站 设置一套微机控制高频开关直流电源装置。 发电机控制与保护 发电机在控制室集中控制，设一台控制屏，设手动和自动准同期装置，自动同期装置选用进口产品。发电机采用带永磁机的无刷整流励磁方式，自带励磁调节柜，采用数字式励磁控制系统，能满足自动和手动励磁调节及强励磁的要求，并且有恒电压自动调节的功能和按恒无功功率、恒功率因数自动调节的功能。能使发电机在失磁状态下短时运行，以便卸掉负荷，并且能从发电机运行状态过度到电动机运行状态，同时也能满足在运行中由电动机状态恢复到发电机运行状态，励磁装置也 同样具有自动适应的能力。 发电机励磁调整装置，随发电机成套供货，采用微机励磁控制系统。 发电机保护采用微机综合保护装置，具备四遥功能，保护配置符合有关设计规范。 测量和计量表计按有关设计规范装设。 辅机控制系统 低压辅机系统连锁及控制纳入 制室不再设备用手操设备，机旁操作仅用于检修试验，正常采用集中控制，操作方式选择开 19 关设在机旁。 电气室布置在控制楼底层，二层为电缆夹层，控制室布置在三层，为仪电合用。 电气防雷及接地设计将按照国家的规 程规范设计。 因 燃、易爆炸气体，因此将按照爆炸和火灾危险环境电力设计规范（ 求进行设计。 该系统主要完成过程检测系统、过程控制系统、顺序逻辑控制系统三大功能。由以上系统对 程检测和控制。在保证高炉正常生产、顶压波动不超限的前提下，顺利完成 速、并网、升功率、顶压调节、正常停机、紧急停机、电动运行、正常运行等多项操作及控制。 组自控系统设计确保高炉正常生产，尽量多发电；无论在 任何情况下保证 有自动化程度高，能自动启动、自动调速、自动调功率、自动调高炉顶压、自动停机功能。 3、电机变频调速系统 福建某某有限公司 1150 带钢固溶生产线安装有大量的辊道电机，这些 20 电机存在频繁启动制动及速度变化的特点，根据同类生产线的经验，对这些电机采取变频控制可节约很大的电能。 1150带钢固溶生产线的主要设备有加热、轧制、以及退火、酸洗等设备，工艺平面见附图 1。其中的入炉辊道、出炉辊道、粗轧前后辊道、精轧输出辊道、开卷机、张力辊、卸卷机等设 备的电机均采用变频调速控制装置。这些电机总装机容量为 55工作时间 7920小时。由于电机总容量大、运行时间长，对此考虑节能节电措施，具有可观的经济效益，同时也符合国家的节能减排政策。 该项目与天津电气传动设计研究所、国家高效轧制研究中心合作，由其设计、传动柜制作，安装调试，试运行生产服务和岗位员工的培训，建设工期 12个月。 该项目均选用 司的 6列全数字变频器， 6用交 交电压型 频器的调速方式采用 V/制方式。这种控制方式的框图（可参见附图 2） 交流调速传动采用公共直流母线 +逆变器的传动方案。根据轧线分区和整流母线容量等因素的考虑，交流调速辅助传动分为 共直流母线采用整流方式。直流处加制动单元及制动电阻（参见附图 3）。6频器均由整流变压器供电，公共直流母线共分四段，每段电源经进线电抗器进线。为了补偿长导线电容的充放电电流和限制加在交流电机绕组上的 dV/ 6%的输出电抗器。 频器节能原理 变频器 具有平滑及速度调节的功能，使电机运行于最佳的工作状态，从而达到节能节电的目的。 21 交流电动机的同步转速表达式： n 60 f(1 s)/p (1) 式中 n 异步电动机的转速； f 异步电动机的频率； s 电动机转差率； p 电动机极对数。 由式可知，转速 要改变频率 频率 50动机转速调节范围非常宽。变频器 就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的，是一种理想的高效率、高性能的调速手段。 为了保证生产的可靠性，各种生产机械在设计配用动力驱动时，都留有一定的富余量。电机不能在满负荷下运行，除达到动力驱动要求外，多余的力矩增加了有功功率的消耗，造成电能的浪费，在压力偏高时，可降低电机的运行速度，使其在恒压的同时节约电能。 当电机转速从 到 电机轴功率 （ P）的变化关系如下： （ 1） 3 ，由此可见降低电机转速可得到立方级的节能效果。 （ 1）动态调整节能： 迅速适应负载变动，供给最大效率电 压。变频调速器在软件上设有 5000次 /秒的测控输出功能，始终保持电机的输出高效率运行。 （ 2）通过变频自身的 V/ 在保证电机输出力矩的情况下，可自动调节 V/少电机的输出力矩，降低输入电流，达到节能状态。 22 （ 3）变频自带软启动节能： 在电机全压启动时，由于电机的启动力矩需要，要从电网吸收 7 倍的电机额定电流，而大的启动电流即浪费电力，对电网的电压波动损害也很大，增加了线损和变损。采用软启动后，启动电流可减小到 23倍额定电流，减少了启动电流对电网的冲击，节约了电费，也 减少了启动惯性对设备的大惯量的转速冲击，延长了设备的使用寿命。 （ 4）提高功率因数节能： 电动机由定子绕组和转子绕组通过电磁作用而产生力矩。绕组由于其感抗作用。对电网而言，阻抗特性呈感性，电机在运行时吸收大量的无功功率，造成功率因数很低。采用变频节能调速器后，由于其性能已变为： 整流滤波后，负载特性发生了变化。变频调速器对电网的阻抗特性呈阻性，功率因数很高，减少了无功损耗。 能评估 变频器具有可靠性高， 噪音低， 长期运行无故障。调速范围宽，效率高。具有免维护的特点 ，只需定期更换柜门上的通风滤网，不需停机，以保证生产的连续性。可以实现软起动和软制动，实现真正意义上的无极调速，对电网几乎不产生冲击，自动化系统具有逻辑控制能力，可以按照工艺要求进行相应自动控制。 项目建成后除了必要的运行成本外不需消耗新的能源。而每年可节约用电量达 6970万 23 附图 1 工艺 平面布置 图 成 品 跨主 电 室变 压 器 室电 控 室卷取区液压润滑站 主 轧 跨精轧液压站精轧液压A G C 站精轧区润滑站粗轧区润滑站粗轧区液压站钢 坯 修 磨 车 间原 料 跨轧 辊 修 磨 间热送钢坯辊道中心线配 电 室空压站 24 附图 2 无速度传感器 V/F 控制系统框图 n*: 速度设定 U*: 定子电压设定 I* 最大定子电流设定 实际定子电流 直流中间回路电压 定子电压 定子频率 斜坡函数发生器 电流限幅调节器 V/f : V/f 特性 滑差补偿 IR : 偿 正 定子电流检测 + + - + f 有用 f 有用 - + + U* + M n* *R 25 附图 3 交流辅传动系统方案 26 4、总图 本工程厂址位于福建省 路可连接 104国道、同三高速公路，公路交通方便。水路 运输从厂区附近万吨级码头可通达 14 个沿海开放城市，故该厂址水、陆交通运输十分便利。 满足工艺生产流程要求，物料运输尽量短捷、顺畅，功能分区明确，动力设施尽量靠近负荷中心，同时符合运输、防火卫生施工等有规范或规定，全面地将所有生产装置、建构筑物、运输道路、管线等进行合理布置。 采取有效措施，满足节约用地要求，充分利用场地，合理确定建构筑物各种间距，力求各生产区主要建构筑物布置紧凑，以达到节约用地的目的。 要适应厂内外运输的要求，厂内道路要做到与厂外道路衔接合理，厂内道路应满足人流、 货流和消防等要求，主要干道应尽量避免和主要人流交叉干扰。 应适应厂区的自然条件，结合地形地貌、风向、朝向等自然条件，因地制宜进行总图布置，减少土石方工程量，满足防洪、排水等要求。 厂房和外部管线等组成。 根据高炉区总体规划，将 位置适中，管线较短。 由于站区周围排水系统已形成，本设计仅考虑新建设施的排水，排水方 27 式采用暗管，场地雨水经道路两侧雨水蓖子引入下水管排出，排水路径经原有排水系统排出 。 高炉区道路网已形成，仅新建道路支线按汽 面宽 为水泥混凝土路面，路面采用 层厚 22灰炉渣基层厚30 为美化站区，净化空气，衰减噪音，创造舒适的生产和生活环境。建议在道路路肩两侧以及建构筑物周围一切空隙地带种植树木、草皮。设计绿化占地率 20%。 28 5、给排水 福建某某有限公司现拟建设高炉的煤气余压透平发电（ 置。生产所用的循环水并入高炉中低压净循环水系统，由中心循环泵房提供。 要求 根据用户的要求，高炉 30m3/h。 其中：净循环水用水量： 429m3/h。 生活用水： 1m3/h。 生产循环水的补充水量： 12m3/h。 净循环给水系统是为 力油站和发电机生产使用的冷却水，供水压力为 环水量为 429m3/h。该部分冷却水为间接冷却水，经使用后的回水无其它污染仅有温升，只需降温处理即可循环使用。 统的净循环给水并入高炉中低压净循环水系统，由中心循环泵房的高炉中低压 净循环水系统统一处理。给水由高炉中低压净循环水的供水管提供，使用后的回水也引入高炉净循环回水管道，回高炉循环水泵房热水吸水井，由水泵加压上冷却塔进行冷却，冷却后的水经加压循环使用。 系统所需的补充生产净水由厂区生产净水管道供给。 域的消防给水由高炉炉区现有的消防给水提供。厂区现有的消防给水系统采用生产净水 消防给水管网，为低压消防制。高炉炉区火灾次数按同一时间内发生一次考虑，室外消防水量按 20L/区内生产消防给 29 水管道已经建成，采用环网布置，设置室外消火栓。 厂内职工饮用水、生活设施的用水采用生活用水，生活用水量为： 1m3/h，可直接接自生活给水管道。 高炉炉区现有的排水采用生产、生活、雨水分流制排水系统。 为保证生产循环水系统的工作正常和生产的安全，在净循环给水的总管上设有流量、压力及温度监测。 30 6、土建 本工程主要建、构筑物有厂房、主控楼、煤气管道支架及平台，发电机平台，润滑油站，动力油站等。总建筑面积为 2054 本工程建筑物、构筑物抗震设防烈度为 6度， 一组。 气温 年平均温度 一月平均温度 七月平均温度 极端最高温度 极端最低温度 降雨量 十一月份平均降雨量 月份平均降雨量 基本风压（ n=50） 主控楼为三层楼房，钢筋 混凝土框架结构，卷材防水屋面上设架空隔热层，采用有组织排水。主厂房为全钢结构，半敞开式，钢吊车梁。厂房外墙做挡雨板用彩色压型钢板。 31 7、通风设施 采暖通风与空气调节设计规范； 工业企业设计卫生标准； 夏季通风室外计算温度 4 冬季采暖室外计算温度 2 夏季空调室外计算温度 36 夏季空调室外计算湿球温度 夏季大气压力 季 室外平均风速 s 冬季大气压力 季室外平均风速 s 通风、空调采用降噪、隔振措施。 控制室采用柜式空调。 所有办公室和其它房间均设置吊扇。 为改善操作环境，控制室内设置立柜空调进行夏季降温。高低压配电室、电缆夹层为消除室内余热，夏季用轴流风机进行换气。办公室、更衣室及工具室间等采用吊扇进行夏季降温。 32 8、电讯设施 行政电话是生产、管理部门对内对外通信联系的主要手段，在 部，电机变频控制室设市话 1部。 调度电话是生产调度值班人员组织指挥生产、协调处理生产中出现的问题的主要通信工具。本设计在 台；煤气调度电话分机 2台，电机变频主控室调度电话分机 2台，全部通过外线通讯电缆接至相应的调度电话总机。 根据国家强制性标准火灾自动报警系统设计规范（ 冶金企业安全卫生设计规定的有关要求，为及时发现和通报火灾，防 止和减少火灾危害，保护人身和财产安全，将火灾扑灭在阴燃或初始阶段，设置火灾自动报警系统 1套。 本设计火灾自动报警系统在 台。 火灾报警系统保护区域：润滑油站、动力油站、 控楼（配电室、电缆夹层、 制室）等场所。在润滑油站和动力油站采用感烟探测器与智能型缆式定温探测器的组合；各电气用房采用感烟探测器。在所有需要设置火灾探测器的场所均设置手动报警按钮和警铃。本设计线缆全部采用阻燃型。 火灾自动报警及消防联动系统单独设一组工作接地装置，接地电阻值不应大于 4欧姆，其保护接地 就近接入电气专业保护接地系统。 33 本设计自动电话、调度电话纳入综合电话网，统一配线，其主干电缆采用 灾自动报警系统自成系统，单独配线。 线路的敷设，将根据具体情况，沿电缆沟、电缆桥架敷设或穿钢管保护后沿构筑物明敷、在墙内或地坪内暗敷。 34 9、安全卫生与消防 中华人民共和国安全生产法（ 2002年 11月 1日施行）； 中华人民共和国职业病防治法； 中华人民共和国消防法； 中华人民共和国消防条例； 劳动 部（ 3 号文建设项目（工程）劳动安全卫生监察规定。 产过程安全卫生要求总则； 业企业设计卫生标准； 业场所有害因素职业接触限值； 筑抗震设计规范； 筑物防雷设计规范； 筑设计防火规范； 业企业煤气安全规程； 业企业噪声控制设计规范； 炸和火灾危险环境电力装置设计规范； 业与民用电力装置接地设计规范； 灾自动报警系统设计规范。 本工程每座高炉平均煤气产生量 104m3/h，炉顶压力 用干式布袋除尘工艺净化煤气，现拟建高炉煤气余压透平发电（ 置， 35 建设 18000 自然危害因素 暴雨洪水、雷电、地震、酷热寒冻等。 生产过程中的不安全因素 生产过程中的不安全因素主要为操作事故、意 外伤害、停水事故、电气事故、火灾爆炸事故等。 职业危害 生产过程中的主要职业危害为噪声、有毒有害气体。 本设计针对工程不安全因素，结合项目特点，依据有关规程、规范、标准及法规，采取如下主要防范措施： 防洪排涝措施 本工程厂区地坪标高符合工业区总体规划要求。建筑物室内地坪高于室外地坪，防止暴雨积水漫入室内，雨水排水管网按当地暴雨公式设计。 防雷击 新建设施的建（构）筑物及主控楼设置避雷针，以防雷击，各电压等级母线设避雷器。 防地震 本工程 所在地的地震基本烈度为 6度，新建房屋按 6度设防。 防暑措施 夏季，控制室内设空调机降温。表面温度超过 60设备和管道采用隔热 36 措施，高低压配电室及电缆夹层，采用机械通风。 为减少停电带来的不安全因素，采用两路电源供电；各种电气设备的非带电金属外壳，设置了可靠的接地系统，仪控室计算机等系统单独设接地装置。 发电机机组设有可靠的并网和电气保护装置，发电机机组中性点装设避雷器，作为过电保护装置，另采用过电流保护、过负荷保护、零序电流保护、失步保 护等多种保护方式。 照明系统的设计按有关规定执行，作业人行道及楼道等处均设有足够的照明装置，照明灯具设一般正常照明、局部照明和事故照明。 程检修采用 30V 以下安全电压或用安全灯；在 程煤气区灯具采用防爆型。 外伤害 所有回转设备，其外露部分均设置防护罩或防护盖；交叉动作的机械设备均设有安全联锁装置。 平台、坑、池、沟等均有防护栏杆或盖板。 工程易燃、易爆场所及其它事故多发部位，均设置醒目的安全标志。 却水接自高炉中压水系统 ，厂区供水管网形成环状，采用双路供水，一路故障时，另一路仍能供水；每组水泵均设有备用泵。 水冷系统设有水压、水温、水位、流量的监控和报警装置。 炸事故 37 厂区四周区带之间，设置环形的主、次道路网，保证消防车畅通无阻。 厂区设置低压生产 消防给水系统，按规范要求设置室外消火栓，消防水量 20L/s，给水管网形成环状，发电机本体设消防灭火用水，一次性用水量 300m3/h。 电缆为阻燃电缆，分层敷设，电缆沟每隔 70有孔、洞均用耐火材料封堵以防火灾事故蔓延。 主控室 、仪表室、配电室、润滑油站、动力等要害部位设置火灾报警装置，设有自动和手动两种触发装置，并配有相应灭火器材。 按有关规范，建筑物设有安全疏散口，并设有照明装置，满足安全、