20MW兰炭气电站技术方案

1、20MW兰炭气电站技术方案一、机组的输出功率机组能在标准环境条件下输出额定功率，并能以该功率连续工作12h(其中包括过载10%工作1h)。如超过12h连续工作时，按额定功率90%运行。大气压力 100kPa(750mmHg)环境温度 298K(25)空气相对湿度 30%当使用环境条件与上述规定不相符时，机组的输出功率应按照GB1105有关规定对发动机标定功率进行修正，并把修正后的燃气机功率换算成电功率输出；其中当环境条件较标准状况有利时，机组输出功率不得大于机组在标准环境条件下的额定功率。二、机组采用的标准和规范1、GB/T2820往复式内燃机驱动的交流发电机组技术条件等效于ISO85282、

2、GB/T6072往复式内燃机性能技术条件等效于ISO30463、相关行业和专业标准三、电站系统的主要组成：电站设计容量为20台电压为10.5kV的1000kW兰炭气发电机组，并联以后使用。20台燃气发电机组的高压开关柜并联后通过母排输出。电站系统第1期工程主要由以下几部分组成：1000kW兰炭气发电机组 20套机组辅助设备 20套1000kW黑启动柴油发电机组 2套其他辅助系统四、1000kW兰炭气发电机组1000kW兰炭气发电机组由燃气发动机、发电机、电气控制系统和辅助系统组成。发动机与发电机各自自带底盘，两者之间用弹性联轴节联接，安装在公共的混凝土基础上。见1000kW燃气发电机组外形图、

3、1000kW燃气发电机组基础图。1、燃气发电机组主要技术参数序号项 目单 位技术参数一燃气发电机组主要技术规格1机组型号R-1000GF2额定容量kW10003额定电压V105004额定电流A68.75额定转速r/min6006频率Hz507功率因数0.8(滞后)8相数三相9稳态电压调整率%2.510电压波动率%111稳态频率调整率%05(可调)12瞬态频率调整率%1513频率稳定时间s714频率波动率%115励磁方式无刷励磁16调压方式自动调压17机组外型尺寸mm82872421278218机组质量kg42000二燃气发动机主要技术规格1发动机型号R16V300D12形式4冲程 火花塞点火3

4、气缸数164气缸排列形式V型5气缸直径mm3006活塞行程mm3807额定转速r/min6008额定功率kW11009燃气消耗率m3/h1800-200010滑油消耗率g/kWh1.611起动方式压缩空气12冷却方式开式13调速方式自动14噪音dB（A）10415燃气兰炭气16燃气压力( kPa)( kPa)517各缸排气温度580三发电机主要技术规格1型号TF-10002额定功率kW11003额定电流A68.74额定电压V105005功率因素cos0.8（滞后）6频率Hz507极数108相数三相9励磁方式自动2、R16V300D型燃气发动机简介机体用球墨铸铁制造，隧道式，曲轴悬挂。底盘即为机

5、座和润滑油箱，两者用螺栓连接。机体中装两排湿式缸套，两排缸套间夹角为45。机体下部两侧设有检查孔。机体中间缸套之间为滑油总管、进水总管。缸盖用蠕墨铸铁铸造，以凸缘嵌装于缸套支承面环形凹槽内，用螺栓紧固于机体。缸盖上还装有进、排气阀各两个，阀座及气阀导管经液氮冷缩后装于缸盖内。缸套用合金铸铁制成，具有较高的耐磨性。活塞为球墨铸铁整体式结构，顶部为浅盘形燃烧室，活塞顶部采用压力循环滑油振荡冷却。为便于活塞连杆组从气缸套中抽出，连杆大端分开面与连杆体中心夹角成35，并用锯齿定位结合。曲轴材料为42CrMoA，全部曲颈均为中空结构。凸轮与轴之间采用液压锥套联接方式。燃气机的进气管、气阀传动机构和操纵机

6、构等布置在燃气机的两侧，排气管布置在机体上侧两排缸盖之间。调速器、操纵机构布置在发动机的输出端，发动机带水泵和滑油压入泵等均匀布置在燃气发动机的自由端。发动机所带电子调速器，能使机组在稳定的状态下运行，提高对负载变化的快速反应能力。在并联运行方式下，能使20台燃气发动机的负载均匀分配，保证同型机组可靠地并联运行。3、发电机简介发电机采用无刷结构，由主发电机、交流励磁机和旋转硅整流元件三部份组成。主发电机的机座由钢板焊接而成。主发电机定子铁芯中嵌有高压主绕组和低压辅助绕组。绝缘等级为F/F级。基波绕组和谐波绕组为励磁控制和调节之用。发电机冷却方式为风扇风冷（ICO）。支承采用双座式滑动轴承。4、

7、CDG型高弹性联轴器CDG型高弹性联轴器是一种扭转弹性联轴器，它能补偿连接机械的轴向位移，径向位移和一定角度的角位移。CDG型高弹性联轴器主要由扭转弹性部件和联接件组成。用弹性元件来保证联轴器的扭矩传递，并且可用所提供的各种不同的扭转刚度和阻尼系数，充分地调节传动系统的扭振特性。CDG型高弹性联轴器能在环境温度-50+80下使用，结构上设有辅助通风孔充分考虑橡胶元件的通风和散热。5、监控仪表箱监控仪表箱面板上装有燃气机运行所需的各种仪表，包括转速表、油温表、油压表、水温表、排温表等仪表，并能显示各设定报警的状态及控制燃气机进行紧急停机。监控仪表箱设置于燃气机自由端，有助于操作人员即时、方便地观

8、察燃气机的运行情况。五、电气系统1、电站电气系统组成1.1 与20台1000KW燃气发电机组配合使用的20台发电机主开关柜、20台发电机电压互感器柜、2台母线电压互感器柜、4台高压出线柜。10kV一次线路示意图 1.2 控制燃气发电机组辅助设备的低压动力柜。1.3 为高压柜断路器和微机保护监控装置提供电源的直流屏。2、高压柜高压柜型号为KYN28-12型中置式金属封闭开关柜。主开关采用VS1型断路器。KYN28-12中置式金属封闭开关柜是引进ABB公司先进技术开发生产的，系3-10千伏三相交流50Hz单母线及单母线分段系统的成套配电装置。主要用于发电厂，中小型发电机送电、工矿企事业配电以及电业

9、系统的二次变电所的受电、送电及大型高压电动机起动等，实行控制保护、监测之用。本开关柜具有防止带负荷推拉断路器手车、防止误分、合断路器、防止接地开关处在闭合位置时关合断路器、防止误入带电隔室，防止在带电时误合接地开关的联锁功能。柜体采用进口敷铝锌板拼装而成，具有强度高、外观新颖、美观等特点。KYN28-12中置式金属封闭开关柜主要技术参数项目单位数据额定电压kV3，6，10最高工作电压kV3，6，7.2，12额定绝缘水平1min工频耐受电压kV42雷电冲击耐受电压kV75额定频率Hz50主母线额定电流A630，1250，1600，2000，2500，3150分支母线额定电流A630，125，16

10、00，2000，2500，31503s热稳定电流（有效值）kA16，20，25，31.5，40，50额定动稳定电流（峰值）kA40，50，63，80，100，125防护等级外壳为IP4X，隔室间、断路器室门打开时为IP2X3、集控台机组集控台为台式控制台，前后设门，台面可以开启，采用可编程序控制器作为控制核心。机组运行过程中，机组集控台配合高压开关柜对机组电气参数、燃气机热工参数进行测量、转换、监控。同时，机组集控台是对机组运行进行隔室操作的集中控制台，集控台能实现以下功能：对机组参数进行监测、显示；对燃气机热工参数进行监测、显示；对机组故障进行检测。集控台装有交流电压表、交流电流表、直流电流

11、表、频率表、有功功率表、功率因数表、同步表、水温表、油温表、油压表、发电机定子温度巡检仪、计时器等仪表，以及发电机励磁调节器、可编程序控制器、电子调速器的控制器、指示灯、按钮等设备。4、电源高压柜的操作电源及分散式微机保护装置的电源采用DC220V电源。每台机组的集控台电源、电子调速器电源为DC24V。系统配有充电器，可给蓄电池充电。5、黑启动机组1000KW柴油发电机组为黑启动机组，用于在无电的情况下启动空气压缩机、润滑油预供油泵和盘车马达等。此机组出线可连接到低压开关柜上。6、接地系统机房内外应设置良好的接地系统，以便于燃气发电机组各电气设备安全、有效、可靠地接地。此项业主负责。7、低压动

12、力柜低压动力柜柜体宽80cm，高230cm，深60cm。柜中安装接触器、热继电器、小空开，面板上安装按钮和指示灯。此柜可对燃气发电机组的辅助设备，如空压机电机、电动油泵等的马达进行集中控制。8、直流电源柜提供高压开关的操作电源DC220V，并配有1组蓄电池。六、润滑系统每台燃气发电机组的润滑系统主要由燃气机、冷却器组合体、润滑油箱等组成，原理见1000kW燃气发电机组润滑系统原理图。每台发电机组的润滑系统各自独立。在燃气机启动前先启动预供油泵，待燃气机预润滑结束后关闭预供油泵。在燃气机运行时，燃气机机带润滑油泵将润滑油从润滑油箱内抽出，经过滑油滤清器和滑油冷却器再将润滑油打入燃气机供燃气机内各

13、零部件润滑。然后润滑油再流回润滑油箱。润滑油牌号不低于CD40。1000kW燃气发电机组的底盘即为润滑油箱。冷却器组合体是主要由滑油冷却器、公用底盘等组成的摸块，集中安装了冷却、滤清等机外设备，给安装提供方便。七、冷却水系统燃气机的冷却水系统主要由燃气机、冷却器组合体、循环水泵等组成，原理见1000kW燃气发电机组冷却水系统原理图。每台燃气机的机内冷却均为开式循环淡水系统。燃气机运行时，淡水循环系统由淡水泵从冷却水池抽水，通过滑油冷却器进行冷却滑油后进入燃气机对燃气机各部件进行冷却。之后经燃气机出水总管排出燃气机，通过冷却塔冷却进入冷却水池，再由淡水泵驱动进入下一个循环。本系统淡水水质要求：淡

14、水：无杂质。硬度：5-9德国硬度 PH值：6-9 (20时)氯离子含量：50ppm 氯化物含量：100mg/kg（冷却水采用氯化物处理时）直接进入燃气机的冷却水必须仔细地选择和处理，并经常检测。水质硬的水中矿物质多，易在机内形成水垢，堵塞冷却水通道，特别是气缸盖，使零件过热，甚至变形和裂纹，必须软化；水质过软及酸碱度过强都会引起腐蚀，必须加添加剂。冷却水优先采用蒸馏水或没有盐份的水，但应加入添加剂使硬度符合规定范围。很多地方的自来水硬度较高，应予软化，地下水或泉水硬度高，必须软化。而河水和雨水可能已被严重污染，必须检测和处理，一般不能使用；不能使用海水、半碱水和工业废水。如当地自来水可满足要求

15、，则淡水循环系统可直接使用自来水。八、空气起动系统空气起动系统主要由燃气机、空气压缩机、空气瓶等组成，原理见燃气发电机组压缩空气系统原理图。燃气发电机组的启动、停机和保护都由压缩空气来实现，因此在机组运行时不得关闭空气瓶。2ZF-0.34/3-B型空气压缩机技术参数：排气量（吸入状态）：0.34m3/min 额定压力：3MPa 转速：600r/min 轴功率：5kW 配套电机：Y132S-45.5kW九、排气系统每台燃气机有2根排气管，然后汇总到一根通径为DN500的排气总管。燃气机变形接管、膨胀节与排气管连接并通向室外，排气管在室外接入消音器后将废气排出。十、调速器系统为了满足机组自动调速、

16、自动并机、负载自动均衡的要求，此项目1000kW燃气发电机组选用的是电子调速器系统。该系统由控制器、执行器和转速传感器等部件组成。十一、机组故障与保护1、机组保护系统每套燃气发电机组都设有完备的保护系统，对燃气发电机组的热工参数和冷工参数进行测试，如被测数据超过设定值，则根据需要发出不同的保护信号。2、发电机保护装置每台燃气发电机组都配有一套DVP-600系列的分散式微机发电机保护装置，对发电机进行保护。3、机组故障与保护项目：故障保护项目整定值单位保护动作声光报警跳闸灭磁停机燃气机冷却水出机温度高一级保护87滑油进机压力低0.37MPa滑油出机温度高82冷却水出机温度过高二级保护90滑油进机

17、压力过低0.3MPa机组超速1.12nr/min滑油出机温度过高85机组发电机轴瓦温度过高70发电机定子温度过高120过载1.2INA过电压1.15UNV逆功率6.4%PNW低周率Hz零序低电压过电流解列差动表中IN、UN、PN为机组额定电流、电压和功率4、发电机保护监控每台燃气发电机组安装1套DVP-681微机发电机差动保护监控装置、DVP-682微机发电机定子及后备保护监控装置，构成发电机的成套保护、监控。4.1 DVP-681微机发电机差动保护监控装置DVP-618微机发电机差动保护监控装置专用与50MW及以下容量的发电机，由监控和保护两套完全独立的系统组成。监控功能配有预告报警、控制回

18、路断线报警、CT断线报警及每种保护动作的独立信号空接点输出。差动速断差动速断整定范围1.0-50.0A动作时间25ms差动保护差动保护采用比率制动原理避免故障不平衡电流的影响，并有CT断线闭锁功能。低压侧可乘以平衡系数消除CT变比不一致带来的误差。差动启动电流0.5-6.0A比率制动系统0.1-0.8动作时间30ms4.2 DVP-682微机发电机定子及后备保护监控装置DVP-682微机发电机定子及后备保护监控装置专用于50MW及以下容量的发电机，由监控和保护两套完全独立的系统组成。DVP-682具有一路开关防跳回路，可完成发电机出口侧跳合闸监控。控制部分由遥控跳合闸、手动跳合闸及防跳回路组成。监视功能配有预告报警、控制回路断线报警、PT和CT断线报警及保护动作的独立信号空接点输出。两段式复合电压闭锁过流保护整定范围电流0.0-50.00A（共两段）电压10.0-100.0V负序电压2.0-50.0V延时0.00-99.99s（共两段）零序过流保护整定范围电流0.1-50.0A延时0.00-99.99S过负荷报警整定范围电流2.0-10.0A延时1.00-99.99s横联差动保护整定范围电流1.0-50.0A延时0.0