空冷岛用电设备应用浅析

学术论文 2018-09-19 16:15:10
    0 概述
    空冷式换热器是通过风机,以自然风冷却翅片管内的各种介质,通过翅片管得以交换大量的热能,广泛应用于化工炼油和石化传统能源发电厂以及垃圾焚烧发电厂、钢厂等领域,近年来国家提倡绿色能源和新能源,所以空冷器在新能源领域也有着不小的应用,使用空气不仅是一种低投资成本、低运行成本的选择,而且可以减少江河湖泊水的温升有利保护保护环境。除此之外,由于空气是可以无限利用的非腐蚀性的资源,所以直接空冷同其他换热方式相比较,具有极大的先天性优势。目前行业中通常对换热性能进行重点研究,然而在空冷器整套设备中电气设备占了一定的比重,所以本文对于空冷器中用电设备做一些浅显的分析。
    在空冷岛上用电设备有照明系统、检修系统、防雷接地系统和空冷岛内配电系统等设备。其中每一项都是保证空冷器安全稳定高效运行的组成部分。但是又不能配置过度,要结合实际的自然条件和工程情况,依据相关的标准、行业规范及技术要求进行选择和配置空冷岛内用电设备,做到能用、够用、管用。
    1 空冷照明系统
    空冷照明通常采用机组设置的照明变压器和380V或220V照明PC段对本机组的机炉照明负荷供电。照明系统由:正常照明系统、交流事故照明系统、直流事故照明系统组成。
    (1)交流正常照明,工业照明由照明PC供电,按照照度从0.5lx~5000lx进行分级。通过研究视觉功效,照度与对比敏感度有着一定的联系,在某些时候,增加照度可以提高人眼对边界模糊物体的分辨能力即提高对比敏感度从而对物可见程度更加清晰,有的研究发现,照度更高的工厂设备,员工工伤次数、工作出错率有着下降的迹象。就照明光源而言,以往均采用的金卤灯,而近年来随着LED芯片技术及其散热水平突飞猛进的发展,以及驱动电源技术的更加完善,国家大力提倡节能减排,LED灯具以其绿色环保和节能长寿命的优势,在商业、工业等大型建筑设备中已经被广泛应用,逐步取代了金卤灯等光源。使得过去使用金卤灯存在可能发生有害气体的泄漏危害人体健康,波及周围环境的情况大幅减小。
    (2)交流事故照明,正常时由工作变供电,事故时由柴油发电机组供电。其通常包括:不间断电源装置、蓄电池、电网中的独立电源、独立的发电机组、太阳能光伏蓄电池电源系统以及UPS应急电源。其中蓄电池供电是目前较为常用的方法,优点是供电稳定,切换快,同时它的缺点也很明显,就是电池容量维持时间短。如果遇到照明电源发生故障时,当疏散照明启动备用电源时,也不能够断开蓄电池的充电连接。蓄电池的集中装设的优缺点都很明显,好处是是造价低、使用寿命长、检修维修方便;缺点就是电池故障会产生较大的影响,而且需要固定安装,距离越长导线线径就越粗。灯内安装造价较高,但是运行维护十分方便,同时它的可靠性能高,安装方便,通常来说灯内采用的是锂、镍镉电池,它可以自动切换,当正常照明时候随时充电,正常照明发生故障时,照明电源切换至电池。
    (3)直流事故照明,正常时由照明PC供电,事故时切换到直流220V母线上。由电网直接供电,如果切换至独立照明发电机组,虽然其电压稳定,持续时间长,但是使用维护初期投资费用高,启动时间过长。同时作为备用照明它并不能快速启动。UPS应急电源装置在中断的应急照明中供电。单相UPS应急电源装置能够为容量11kW及以下设备供电,三相UPS应急电源装置可以为11kW以上的设备供电。考虑到发生火灾或者其他的灾难情况下,应急电源应能够持续人员疏散、搜救、救援等所需要的时间。安全照明与事故照明要求安装定向性的照明设施,当然也可以利用正常照明灯具。总之事故照明要依据整体协调、经济、合理的原则。
    在空冷岛中,照明系统的重点就是照明设备的铺设,由于空冷器设备有的高达几十米,甚至坐落于管架上甚至更高,所以有时候根据相关标准需要装设航空障碍灯。航空障碍灯是标识障碍物的特种灯具,又称为助航灯光设备。它是安置在垂直和水平距离大于50m的高空建筑物的天台上,夜晚闪亮可以显示出建筑物的大概轮廓,指引飞行员判断障碍物的高度并绕过障碍物。充分了解安装事故照明灯具位置的环境情况和安装规定。根据安装位置的结构特点以及附近建筑设备的位置选择事故照明位置。
    3 空冷检修系统
    空冷设备通常来说不设检修变压器,整个工程可能会设置检修MCC,电压通常为380V或220V,它的供电电源由公用变压器提供。检修电源箱通常来说设置并不多,但是需要符合相关规定和技术要求,不小于50m布置一个。空冷平台设一个或者多个空冷配电箱,空冷平台每列设置一个插座箱,插座箱电源取自检修插座电源分配箱。同时空冷平台上的伴热电源也取自空冷配电箱。
    4 空冷岛上配电系统
    空冷岛上通常还设置伴热电源箱和电动葫芦电源箱以及配电箱和电机等设备。伴热电源箱为空冷岛内伴热电缆供电。电动葫芦电源箱为电动葫芦供电。配电箱等设备为其他用电设备供电,还需要配置电缆通道防火封堵材料等设施。电机通常做为风机驱动设备,配置了电动机机架和底座、空间加热器和轴承联轴器及起吊耳环和起吊螺栓等部件。
    通常来说200kW及以上电动机由6kV厂用电系统供电。小于200kW电动机由380V供电。电动机的额定容量根据驱动设备的轴功率进行选择,储备系数根据拖动设备的类型确定。对于恒定转速的交流电动机,其额定频率为50Hz,交流电动机能够在满负荷内,频率变化在±5%额定频率,或在额定频率下电压变化在±10%额定电压或电压和频率同时变化绝对值之和在10%;且频率变化在±5%以内时,运行稳定无故障。对于变频调速的交流电动机,其频率变化范围能满足变频器运行的需要。
    直流电动机能够在满载和电压变化±11%额定电压条件下运行无故障。6kV电动机在母线电压降到75%额定电压时仍能自起动。380V电动机在母线电压降到50%额定电压时仍能自起动。电动机的破坏扭矩不小于满载扭矩的180%,电动机的起动转矩倍数由我方根据机械特性确定。在额定电压下,对于200kW以下电动机的最大起动电流倍数小于6.6。绝缘能承受周围环境影响,包括导体或磨屑,如焦碳煤碳粉,含硫的飞灰烟气等。电动机的连接线与绕组的绝缘具有相同的绝缘等级。
    5 空冷岛防雷接地系统
    空冷岛内防雷系统包括空冷岛内避雷针和引下线及集中接地装置等。岛内的防雷设计应保证在遭受雷击时本岛内的电气设备及人身安全。应采取有效的防直击雷保护措施,避雷装置经专用引下线接地。在有爆炸易燃危险的场所应装设独立避雷针保护并应采取防止感应雷的措施,防雷设计应与接地设计密切配合以防止设备遭受雷电反击。避雷装置应与易燃易爆设备保持合适的空气距离,以防避雷装置引雷时危及易燃易爆设备。避雷装置引下线与主接地网相连时在连接处装设集中接地装置的工频电阻应不大于11W。避雷装置应采用钢质材料并具有防腐措施。
    结语
    空冷行业发展到今天已经过去了几十年了,这其中不乏好多闪光点虽然说电气设备只是其中的一个小部分但是也不容忽视,因此对电气系统的研究也尤为重要,通过合理的配置与设备应用,能够为空冷器稳定运行提供有效保证。

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