世界首台600MW超临界W型火焰无烟煤锅炉调试技术与实践(常用版)

世界首台600MW超临界W型火焰无烟煤锅炉调试技术与实践（常用版）(可以直接使用，可编辑完整版资料，欢迎下载）

世界首台600MW超临界W型火焰无烟煤锅炉调试技术与实践世界首台600MW超临界W型火焰无烟煤锅炉调试技术与实践（常用版）(可以直接使用，可编辑完整版资料，欢迎下载）ThePracticeandanalysisofCommissioningonaW-shapedFlameBoilerburnedAnthraciteCoalofa600MWSupercriticalUnit黄伟李文军张建玲彭敏熊蔚立谢国胜HUANGWei,LIWen-jun,ZHANGJian-ling,PENGMin,XIONGWei-li,XIEGuo-sheng湖南省电力公司试验研究院，湖南长沙市410007HunanElectricPowerTestandResearchInstitute,Changsha410007,P.R.China【摘要】介绍了世界首台大唐华银金竹山火力发电分公司（简称“金竹山电厂”）600MW超临界W型火焰无烟煤锅炉的设计特性、主要系统，以及调试过程。调试中采用稳压和降压相结合的吹管工艺，提出了劣质无烟煤燃烧技术和锅炉干湿态转换判据，确定了锅炉干湿态转换点、锅炉亚超临界压力转超临界压力时的分离器压力，等等。对试运中存在和处理的一些问题进行了分析。总结试运过程的经验，对我国W型火焰超临界锅炉的发展有较大意义。Abstract:Thispaperintroducedthedesigncharacteristics,mainsystemcomponents,andthecommissioningprocessesofa1900t/hW-shapedflamesuper-criticalboilerfiredanthracitecoalinJinzhushanPowerPlant.Duringthesteampurgingprocess,thedropping-pressureandstable-pressuremethodswerejoinedsuccessfully.Criterionstodeterminethetransformationpointofrecirculationmodetoonce-throughmodewereputforward;alsotheparametersattheturningpoet,suchastheloadandtheseparatorpressureweredetermined.Thedesigndefectsandoperationproblemswerealsodiscussedinthepaper.Thecommissioningpracticeisbeneficialtothefurtherdevelopmentandapplicationofthesametypeboilers.【关键词】600MW超临界机组；W火焰锅炉；无烟煤；调试；金竹山电厂Keywords:600MWSupercriticalunit；W-flameboiler；anthracitecoal；Commissioning；JinzhushanPowerPlant0引言金竹山电厂二期扩建工程1×600MW机组3号锅炉，是世界上首台燃用无烟煤的W型火焰并首次采用低质量流速垂直水冷壁炉膛的超临界锅炉。2021年5月开始锅炉机组调试，在很短时间内锅炉就达到良好水平，既保证锅炉设备安全，又达到了较高的燃烧效率。600MW超临界W火焰无烟煤锅炉燃烧技术应用有效地解决了无烟煤、贫煤难于燃烧的问题，有利于建设资源节约型、环境友好型社会，也将为我国电力工业的发展做出贡献。锅炉概述金竹山电厂3号锅炉系北京巴布科克·威尔科克斯生产的B&WB-1900/25.4-M型超临界参数变压直流本生锅炉，其主要技术特征为超临界参数、垂直炉膛、一次中间再热、平衡通风、固态排渣、全钢构架、露天布置的“W”火焰型锅炉。锅炉按带基本负荷设计，采用定压运行或定－滑－定运行方式，主要设计参数见表1；锅炉设计、校核煤种为当地金竹山低挥发份无烟煤，煤粉细度取R90=4%，煤种见表2。表1锅炉主要设计及168h运行参数项目MCRECR168h试运电负荷/MW660600601主蒸汽流量/t/h190016771710主蒸汽温度/℃571571571主蒸汽压力/MPa25.425.1125.0再热蒸汽出/进口温度/℃320/569308.1/569308/571再热蒸汽出/进口压力/MPa4.632/4.4424.119/3.9524.1/3.98再热蒸汽流量/t/h161314331450给水温度/℃283275275排烟温度/℃125124125.5表2设计煤种及168h运行煤种特性Car/%Har/%Oar/%Nar/%Sar/%Aar/%Mt/%Vdaf/%Qnet.v/kJ/kg设计煤种49.61.711.530.581.235.999.39718843.7校核煤种(1)44.711.51.400.980.841.089.53816953.3校核煤种(2)55.581.571.470.551.530.339620622.7实际燃煤29~367~11.68~1118000~20000主要系统及设备2.1锅炉启动系统锅炉启动系统容量为30%BMCR，它包括汽水分离器、贮水箱及炉水循环泵和相关管道。在锅炉启动阶段贮水箱中的水经过炉水循环泵输送至锅炉省煤器进口，参与炉水循环。在锅炉水质不合格或者锅炉在渡膨胀期间，贮水箱中的水经过两根疏水管路排至疏水扩容器。2.2燃烧系统锅炉配24只浓缩型EI—XCL型双调风旋流燃烧器，错列布置在炉膛的前后拱上，并垂直于前后拱，燃烧器的布置见图1，燃烧器结构见图2。后拱D1E1F1D2E2F2A1B1C1A2B2C2逆时针逆时针逆时针逆时针逆时针逆时针顺时针顺时针顺时针顺时针顺时针顺时针C3B3A3C4B4A4F3E3D3F4E4D4顺时针顺时针顺时针顺时针顺时针顺时针逆时针逆时针逆时针逆时针逆时针逆时针前拱121212121212F磨E磨D磨C磨B磨A磨433434343443图1燃烧器与磨煤机连接图图2双调风旋流煤粉燃烧器2.3制粉系统制粉系统采用双进双出钢球磨煤机正压直吹式制粉系统，配6台磨煤机、12台给煤机和2台一次风机。磨煤机为上海重型机器厂制造的BBD-4360型双进双出钢球磨煤机，单台磨煤机最大出力59.6t/h，出口煤粉细度R90为4%。给煤机为沈阳斯托克电力设备EG290型电子称重式，最大出力60t/h，利用调节转速来改变出力。调试过程和内容调试期间，锅炉共启动14次、停炉13次。停炉原因为正常停炉、设备异常、或操作失误。试运时间和主要工作内容见表3。表33号锅炉启动调试主要阶段一览表序号阶段名称时间主要内容1冷态试验05月08日～05月12日冷态空气动力场2锅炉冲管05月23日～05月27日一阶段稳压降压相结合的吹管工艺3首次整套启动06月16日开始锅炉低负荷，配合进行汽轮机冲转及相关汽机、电气方面的试验4蒸汽严密性试验06月21日和06月23日蒸汽严密性试验5带负荷调试及安全门校验06月21日～06月27日过热器、再热器安全阀校验，燃烧初调整，试投自动及其它试验6168试运行06月27日～07月04日投入各项保护及自动，断油带满负荷168h试运调试技术主要特点4.1采用稳压和降压相结合的吹管工艺采用一阶段主、再热蒸汽系统串联吹管、油煤燃烧、稳压和降压相结合的吹管方法。当制粉系统投运不能满足稳压吹管时采用降压吹管，既缩短吹管时间，保证吹管质量，又可充分暴露和消除锅炉、包括制粉系统的缺陷。同时在稳压吹管时可进行25%负荷的燃烧初调整，减少吹管及以后调试燃油、及缩短调试工期。4.1.1吹管参数（1）稳压吹管参数分离器压力4.6～6.0MPa，过热器出口压力3.3～4.6MPa、温度460℃，蒸汽流量850～960t/h；再热蒸汽进出口压力1.1/0.86MPa、温度410/495℃。（2）降压吹管参数分离器压力为6.8～7.2MPa时开临冲门，3.5～4.2MPa时关临冲门。4.1.2吹管效果稳压吹管3次，降压吹管46次，停炉大冷却3次，吹管系数1.3以上，吹管质量优良。在吹管期间，投运B、D、E、F制粉系统，燃烧良好。4.2锅炉干湿态转换4.2.1锅炉干湿态转换点的确定根据锅炉说明书第十章锅炉启动系统中：“当过热器出口主汽流量达到30％BMCR时，锅炉进入直流运行模式，此时主汽流量等于给水泵提供的总给水流量（约28.5％BMCR水冷壁流量＋约1.5％BMCR减温水流量），实际的最低直流负荷点将在调试期间确定”的要求，在实际运行中锅炉干湿态转换点为646t/h（34%BMCR），分离器压力不要低于9MPa，分离器压力达到9.2MPa时投第二套制粉系统，此时下炉膛出口壁温由260℃升至260～269℃，波动小，调节余量较大，水冷壁安全裕度大。4.2.2建立变炉膛给水流量的控制思路在锅炉湿态转干态中，易出现水冷壁壁温偏高、壁温偏差大现象。通过增加炉水循环泵出力或增加锅炉给水等，适当增大炉膛给水流量，有利于缓解水冷壁流动不均匀性带来的水冷壁壁温偏差。4.3锅炉干湿态转换判据满足以下任一条件，即判断锅炉由湿态进入干态的运行方式。1）低温过热器入口焓值控制大于锅炉控制设定的焓值，且低温过热器出口蒸汽流量等于锅炉炉膛给水流量。2）锅炉炉膛给水流量大于570T/h，且大、小溢流阀全关、储水罐水位不上升。3）通过贮水箱水位和分离器出口蒸汽的过热度来判断，即大、小溢流阀全关、储水罐水位不上升，分离器出口蒸汽的过热度5～8℃。4.4劣质无烟煤燃烧技术4.4.1实际燃煤试运期间，锅炉实际燃用煤质为山西潞安贫煤和湖南本省劣质无烟煤的混煤，低位发热量一般在18000～20000kJ/kg，干燥无灰基挥发份一般在8～11％之间，灰分一般在29～36％之间，入炉煤热值接近设计煤质，但挥发份略高于设计煤质，见表2。4.4.2燃烧器各手动调风装置调整内外二次风叶片开度为38°/62°、调风盘130mm，分级风50～70%，套筒风60～85%，炉内火焰呈光亮的金黄色。结果表明，炉内燃烧正常，炉膛两侧烟温偏差在20℃以内。4.4.3制粉系统调整和运行磨煤机出口分离器挡板开度38°，煤粉R90为4%；对各一次风管上的调节缩孔进行冷热态风管阻力调节，确保每台磨煤机出口风速偏差在5%，实际风速仅相差0.5m/s；一次风速控制在23～26m/s。600MW时，一次风总风压自动值设为9.5kPa，热风门开度在25～50%，负荷响应速度快。制粉系统总的运行原则是保证风煤比1.4～1.6。风煤比过高时，一次风速高不利于劣质煤燃烧，风煤比过低则容易出现堵磨现象。4.4.4风箱风压和风门档板调整风箱风压和风门档板调整是相关的，其总原则是保证燃烧所需的氧量。高负荷时，拱上风箱风压维持2.2kPa，拱上二次风保持全开，燃烧器套筒风60～85%；停运的燃烧器套筒风20～30%，以冷却燃烧器。锅炉设计燃烧器套筒风有冷却位、油枪投运位、煤粉投运位。为简化运行操作，在DCS中设定以下自动程序：A）．油枪和煤粉均未投入时，对应套筒风位置自动置20％；B）．煤粉投入即风粉气动门开启时，对应的套筒风位置自动置60％；C）．油枪投入时，对应套筒风位置自动置100％；D）.所有套筒风设一同层按钮，分吹扫位100％和冷却位20％。4.4.5氧量480MW以上负荷时，控制省煤器出口氧量在3.5～4.0%；300～450MW负荷时，控制省煤器出口氧量在4.0～4.5%，可保证炉内燃烧稳定并减少飞灰、炉渣含碳量。氧量过低（低于2.5%）会带来炉膛结焦。4.4.6分级风调整根据负荷情况，开启拱下分级风，见下表4。表4不同负荷下分级风开度负荷/MW0120180240300360420480540600分级风开度/%102025303540455055604.5锅炉亚临界压力转超临界压力时分离器压力确定升降负荷时应避免分离器压力在临界压力附近长时间运行，即不在分离器压力21.0～23.4MPa下长时间运行，以防止可能发生的水冷壁类膜态沸腾；电负荷在480MW以上，主蒸汽压力不低于23.5MPa，其对应分离器压力不低于24.7MP，这样包括水冷壁在内的各受热面金属管壁温度正常，且有较大安全裕度。4.6安全门整定与汽包炉不同，该锅炉一、二次蒸汽系统安全门校验均采用带额定负荷校安全阀。这是因为空负荷时锅炉在湿态运行，干湿态转换最高压力限定在11.5MPa，高于此压力启动系统的疏水阀后的管路会超压，影响安全；另外机组空负荷时，再热器处于干烧状态，因此安全门整定时保持负荷600MW，稳定主汽压力24.0MPa，调整液压装置使安全阀起座，记录就地压力表压力及液压辅助装置压力。校验结果显示：各安全阀的起跳值与设定值不超过1%。4.7168小时试运行168小时试运期间，锅炉燃烧稳定，排烟温度接近设计值。经化学取样分析，煤粉细度R90为4%～5％，飞灰可燃物在5%左右、炉渣可燃物在2％左右，锅炉燃烧效率保持较高的水平。锅炉主要参数基本符合设计要求，见表1，包括水冷壁在内的各受热面金属管壁温度正常，无超温现象，且偏差在10℃以内。5异常情况处理5.1炉水循环泵电机温度高6月14日锅炉启动前的水冲洗过程中，炉水循环泵启动30分钟后电机冷却水温度达到54℃并呈上升趋势，为防止炉水循环泵损坏停止运行。检查冷却水及电机无异常后再次启动，15分钟后电机温度升到55℃，停止运行。经过分析认为：炉水循环泵高压冷却水入口滤网堵塞。将滤网拆下来，证实其内部有大量的油污及锈泥，已堵死。滤网清理好重新装上后，再未出现电机温度偏高现象。5.2低温过热器出口管壁温度偏高低温过热器出口段材质为12Cr1MoV，低温过热器壁温报警温度为510℃，锅炉在15～30%ECR负荷时出现低温过热器出口管壁超温现象，短时最高壁温达540℃。经分析，其超温原因为：热负荷增加过快，蒸汽流量相对偏低；低负荷下燃烧不佳，火焰中心偏高。处理措施：适当降低热负荷增加的速率；改善燃烧，在投粉前保证22t/h以上的燃油量，增大蒸汽流量（电负荷）；增大送风量，尤其是增大拱上二次风量，延长火焰向下的行程，降低火焰中心。通过以上措施，低温过热器管壁超温问题得到有效地解决。5.3分级风管和冷灰斗护板烧红锅炉带负荷试运初期出现了分级风管和冷灰斗护板烧红异常，其主要原因是拱上燃烧器一次风和二次风刚性较强、下冲行程较长，导致分级风以下区域炉膛温度过高。采用调整分级风挡板开度，降低拱上燃烧器风速，解决了这一问题。分级风挡板开度与负荷的对应关系见表4。5.4侧墙水冷壁结焦问题高负荷试运炉膛存在结焦，其部位主要在两侧墙分级风喷口高度至拱部燃烧器高度，厚度约0.3m，在负荷变化过程中有轻微的垮焦现象。其原因：锅炉设计卫燃带面积921m2，较600MW亚临界W型火焰锅炉约多200m2；试运期间实际燃用煤质接近设计煤种，但挥发份比设计煤质高，导致下炉膛温度较高。实测炉膛温度最高达1600℃。通过加大送风量（氧量）、增大分级风开度的方法，降低下炉膛温度，结焦问题得到有效控制和缓解。6结束语（1）金竹山电厂3号锅炉是世界上首台600MW燃用无烟煤W型超临界锅炉。该锅炉于2021年5月23日首次点火，6月16日正式进入整套启动试运，7月4日顺利通过168h试运，从汽机首次冲转到168h完成仅16天，从首次并网到168h完成仅14天半，机组调试累计消耗燃油2300t，达全国同等级机组调试先进水平。(2)在168h试运期间，在燃用设计煤质下锅炉主要参数基本符合设计要求，炉内燃烧稳定，效率较篙。过热器减温喷水量适中，包括水冷壁在内的各受热面金属管壁温度正常，无超温现象，为世界上燃用无烟煤W型超临界锅炉机组发展起了示范作用。(3)在调试吹管中采用投粉稳压和降压相结合的吹管工艺，为我国W型超临界无烟煤锅炉机组冲管工艺发展进行有益的探索。(4)根据锅炉试运情况，确定锅炉干湿态转换点为34%BMCR，即炉膛给水流量646t/h，转直流时分离器压力9MPa左右；分离器压力达到9.2MPa时，才能投第二套制粉系统。升降负荷时应避免锅炉在分离器压力21.0～23.4MPa下长时间运行。这些经验对实际操作有重要的指导意义。致谢本文在编写过程中参考了金竹山电厂部分（试运）会议纪要、部分调整试验记录，在此对相关作者表示感谢！感谢金竹山电厂同人和湖南省电力公司试验研究院同事们在运行操作中的摸索和总结，也感谢北京巴布科克·威尔科克斯给予的指导！

参考文献：[1]黄伟,陈志兵,李文军，阳剑平,等.国产600MW超临界锅炉调试[J].锅炉技术2006年7月37(4)65-69HUANGWei,CHENZhi-bing,LIWen-jun,YANGJian-ping,CommissioningonSupercriticalBoilerof600MWinChina,BoilerTechnology,2006.37(4):65-69[2]黄伟,李文军,孔鹏程,等.湘潭电厂1913t/h超临界锅炉调试特点、出现的问题及对策[J].电站系统工程,2007,23(4):31-34.HUANGWei,LIWen-Jun,KONGPeng-cheng,ZHONGJian-min,TheCommissioningCharacteristic.ProblemandCountermeasureson600MWSupercriticalBoilerinXiangTan,PowerPlantPowerSystemEngineering,,2007,23(4):31-34.[3]锅炉运行说明书[Z].北京巴布科克·威尔科克斯,2021.7Boileroperationinstruction[R].Babcock&WilcoxBeijingCo.Ltd.d.,2021.7[4]大唐华银金竹山火力发电分公司扩建工程二期1×600MW机组3号锅炉整套启动调试报告[R].湖南省电力公司试验研究院,2021.7CompletesetstartupdebuggingreportforthefirstunitofDatangHuayinJinzhushanThermalPowerGenerationBranchCompany.[R].HunanElectricPowerTestandResearchInstitute,2021-07.[5]大唐华银金竹山火力发电分公司扩建工程二期1×600MW机组3号锅炉吹管调试报告[R].湖南省电力公司试验研究院,2021.7CompletesetstartupdebuggingreportforthefirstunitofDatangHuayinJinzhushanThermalPowerGenerationBranchCompany.[R].HunanElectricPowerTestandResearchInstitute,2021-05.作者简介黄伟，（1964-），男，江西省上饶市，副所长、高级工程师，主要从事洁净煤燃烧理论与技术的试验研究、电站锅炉基建调试、电站锅炉事故分析、节能技术改造。地址：湖南省长沙市东塘水电街79号：湖南省电力公司试验研究院锅炉技术研究所邮编：410007电话：0731—85542772(0)E-mail：身份证号：住址：湖南省长沙市雨花区湘农桥2区18栋2门102号广东电网公司佛山供电局配网10kV户内交流金属封闭箱式固定型开关柜订货技术条件书二OO五年六月目录范围……………………32.应遵循的主要标准………………33.主要技术条件……………………33.1环境条件…………33.2工程条件…………43.3设备的主要参数………………..43.4技术要求………………………..63.5零配件要求……………………..94．监督制造…………95．试验………………95.1型式试验项目………………….95.2出厂试验项目………………….105.3现场验收试验项目…………….106.包装、运输………………………106.1包装………………106.2运输…………….117.供货范围………….128.中标厂商应提供的技术文件…………………….128.1厂商投标时应提供的图纸………128.2供方交货时应提供的技术文件和图纸……….139.主件选用厂商范围…………………………1310.附表…………….131.范围 本技术条件适用于佛山供电局10kV配网工程对10kV户内交流金属封闭箱式固定型开关柜的招标通用订货，是相关设备通用订货合同的技术条款。2.应遵循的主要标准供方应遵循最新版本的国家标准（GB）、电力行业标准（DL）和国际单位制（SI）。如果供方有自已的标准或规范，应提供标准代号及其有关内容，并须经需方同意后方可采用，但原则上采用更高要求的标准。供方提供的产品应满足本技术条件书规定的技术参数和要求以及如下的专用标准：DL/T404-1997《户内交流高压开关柜订货技术条件》GB/T11022-1999《高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求》GB1984-2003《高压交流断路器》DL/T403-2000《12kV～40.5kV高压真空断路器定货技术条件》GB3906-1991《3～35kV交流金属封闭开关设备》DL/593-1996《高压开关设备的共用订货技术导则》3.主要技术条件3.1环境条件周围空气温度最高温度:45最热月平均温度：3最低温度:-10最大日温差:25K海拔高度:≤1000m3.1.3日平均水蒸汽压力值不超过2.2kPa月平均相对湿度不大于90%月平均水蒸汽压力值不超过1.8kPa地震烈度：8度污秽等级：Ⅲ级安装场所：户内3.2工程条件系统概况a.系统额定电压：12kVb.系统额定频率：50Hzc.系统中性点接地方式：不接地、消弧线圈接地和小电阻接地。新建或扩建、改造工程。3.3设备的主要参数(各典型方案详见附表1)本次采购的开关柜，其技术参数除应满足应遵循的主要标准外，还应满足以下要求:序号名称单位技术要求1额定电压UnkV122额定频率Hz503额定电流A6304额定短路开断电流kA205额定短路关合电流kA506额定峰值耐受电流kA507额定短时耐受电流（4s）kA208额定短路持续时间s49额定操作顺序分-0.3s-合分-180s-合分10重合闸操作顺序（用于配网自动化）分-0.3s-合分-60s-合分11全开断时间ms≤6512分闸时间ms≤5013合闸时间ms≤10014平均合闸速度m/s0.6±0.215平均分闸速度m/s1.1±0.316三相分、合闸不同期性ms<217合闸弹跳时间ms<218主回路接触电阻馈线柜uΩ≤180其它柜≤11819额定短路开断电流次数次3020电气寿命(开断额定电流次数)次1000021机械寿命次1000022接地开关2s短时耐受电流kA2023额定绝缘水平单位技术参数1min工频耐受电压（有效值）断口间kV48相间kV42相对地kV42雷电冲击耐受电压（峰值）断口间kV85相间kV75相对地kV7524弹簧操作机构-手动和电动25柜内设备外绝缘爬电比距瓷质mm/kV不小于18有机绝缘子不小于2026跳合闸线圈电压VAC220/DC11027电动机额定电压VAC220/DC11028加热器电压VAC22029相间及相对地空气绝缘距离导体至接地间净距mm≥125不同相之间净距mm≥125复合绝缘相间或相对地距离mm≥3030系统中性点接地方式非有效接地31外壳防护等级IP3X3.4技术要求开关柜类型及配置情况详见附表1。厂家投标时应提供相应的单线图并标明开关柜的一次方案编号、柜内各种设备的型号规格、开关柜的外形尺寸。柜内设备带电导体间净距满足《高压配电装置设计技术规范》要求。开关柜必须具有可靠的“五防”功能的闭锁装置，可靠地保障操作人员和设备的安全。结构型式：全金属封闭式,应选用符合IEC-298及GB3906-91关于铠装式金属封闭开关设备所定义的型式(即要求各组件分别装在用接地金属隔板隔开的隔室中)，再由逐个这样的柜用螺栓连成一列封闭而又独立的组合。柜内相对地、相间空气间隙必须大于125mm，复合绝缘距离必须大于30mm，柜内套管、支持绝缘件采用阻燃材料，爬电比距须满足技术参数要求。观察窗应采用机械强度与外壳相近的耐火透明材料制成。母线系统:采用铜母线，接合处应有防止电场集中和局部放电的措施。开关柜之间的母线室应采用柜与柜间设接地金属隔板隔开,母线从绝缘套管中穿过,且其孔口密封的型式。开关柜整个长度延伸方向应有专用接地汇流母线，母线采用铜质，其电流密度在规定的接地故障时，不超过200A/mm2，截面不小于100mm2，能承受的峰值和短时耐受电流不低于额定值的87%。开关柜铭牌标识清晰。内部安装的高压电器组件，如：断路器、隔离开关、接地开关、互感器、避雷器等，均应具有耐久而清晰的铭牌，铭牌应安装在运行或检修时易于观察的位置。真空断路器或其操作机构应装设操作次数的计数器，电气寿命达到E2级。断路器应装设操作闭锁装置，当某种操作会危及断路器的安全时，应对其操作予以闭锁。跳闸闭锁应可防止断路器在不允许跳闸的情况下进行跳闸操作。合闸闭锁应能防止断路器在不能安全地进行一个完整的合分或自由脱扣操作时进行合闸操作。断路器应能在80%-110%额定操作电压范围内能可靠合闸；在65%-110%额定操作电压的范围内应可靠分闸，电压低于30%额定操作电压禁止分闸。操作机构的控制、联动、信号电路及原件应能承受工频试验电压2kV/min。开关柜具有与操作机构配套的二次回路，可通过切换实现远方/就地分合断路器的操作。开关柜二次回路熔断器要求采用有熔断指示的熔断器。开关柜内端子要求使用防尘阻燃型产品，电流、电压回路要求使用试验型端子。用于外部联接端子包括备用端子都是线夹式的,并预留15％备用端子。.13.4.15所有二次部分的控制、保护用的电线必须使用阻燃电线，电缆必须使用阻燃、屏蔽电缆。CT、PT的二次接线电缆截面为铜芯2.5平方毫米，控制电缆截面为铜芯13.4.16柜内应装设交、直流回路不能共用一条电缆。每一回路的控制电缆必须保留至少1条备用芯。高压开关柜的电力电缆隔室要求采用后进线方式，必须有安装电缆头的指定位置，且应有固定电缆的器具及支撑件；电缆头的安装位置及连接方式必须考虑检修、试验时便于拆线及接线。柜后下侧电缆室门加强制电磁锁，有电时不能打开。.2开关柜所有能够开启的柜门要求用铜编织带接地。所有高压开关柜应装设手动紧急分合闸按钮和分合闸指示器，且便于紧急情况下操作。断路器、刀闸的辅助接点常开、常闭接点至少保留各三对。其中分段母联柜的断路器辅助接点常开、常闭接点至少保留各四对。开关柜内相同部件、易损件和备品备件应具有互换性。3.4.27柜体要求：柜体外壳使用2mm操作面板应有一次结线图和操作顺序说明，说明包含停电操作和送电操作，标题用2号字，正文用小3号，贴或印于操作孔左侧。3.4.28自动化要求:所选用开关应按手动、电动要求配置。预留遥控、遥信、遥测接口,以适应远方监控需要。此外,还应具有短路故障指示器，满足相间短路、单相故障接地指示要求，并具有开关量输出功能。3.5零配件要求供方应对开关柜的零配件质量向需方负责,并注明主要零配件（断路器、隔离开关、接地开关、PT用熔断器、带电指示器、避雷器（YH5WZ-17/45）、PT（额定容量为500VA）、CT、发热管等）的生产厂家、型号、型式试验报告等，并提供相应的出厂和验收证明（附表2）。4．监督制造.2需方对设备关键工序实行监造和见证。供方必须在总装及出厂试验等工序开始前5天以文字通知需方，需方应在3需方有权对开关柜进行厂内及现场抽检，供方应积极配合。5．试验开关柜应按照有关国家标准和行业标准规定的项目、方法进行试验,并且各项试验结果应符合本技术条件书3.3条款的要求。5.1型式试验项目（提供经过型式试验的鉴定报告）5.1.1绝缘试验，包括雷电和操作冲击试验；1min工频耐压试验；人工污秽试验(包括凝露试验)机械试验，机械操作试验；常温下机械定性试验；端子静力试验5.15.1容性电流开合试验，包括空载架空线路；电缆的开合试验多组电容器并联下的开合电容器组试验（必要时）.2出厂试验项目5.2.15.2.25.2.35.2.4机械性能、机械操作及机械防止误操作装置或电气联锁装置功能的试验5.2.5现场验收试验项目机械操作试验...76.包装、运输6.1包装供方必须根据国家标准和需方的实际运输条件,将开关柜和所有零部件采用适合于铁路、公路和水路远途运输的包装箱进行包装好,并将全套安装使用维护说明书、产品合格证明书、产品外形出厂图、运输尺寸图、产品拆卸件一览表、装箱单、铭牌图或铭牌标志图以及备品备件一览表等应妥善包装防止受潮。大件和重件需在运输文件中附上尺寸图和重量,并提供起吊图纸和说明,包装箱上应有起吊标志。所需的备品备件及专用工具与仪器仪表应装在箱内,在箱上注明”专用工具”、”仪器仪表”,以与本体相区别;并标明”防尘”、“防潮”、“防止损坏”、“易碎”、“向上”、“勿倒”等字样，同主设备一并发运。包装箱应连续编号,不能有重号。包装箱外壁的文字与标志应耐受风吹日晒,不可因雨水冲刷而模糊不清,其内容应包括:(1)合同号;(2)收货单位名称及地址;(3)开关柜名称及型号;(4)毛重和开关柜总重;(5)包装箱外形尺寸;(6)制造厂名称;(7)包装箱储运指示标志:“向上”、“防潮”、“小心轻放”、“由此吊起”等字样。从供方发货至需方收到期间,设备应完好无损。凡因包装不良而造成一切损失应由供方自负。6.2运输供方负责将设备安全运抵需方指定的地点。设备从生产厂家至需方指定地点的运输和装卸全部由供方完成。装运货物时,需考虑便于现场卸货、搬运和安装。开关柜运输方式：公路汽车运输或由需、供双方协商确定。6.2.3在设备启运时,供方应以最快捷的方式通知需方以下内容(1)设备名称;(2)件数、件号、重量;(3)合同号;(4)货运单号;(5)达到港（站）;(6)设备发出日期。设备运抵后供方收到需方通知的五天内，供方必须派人免费进行现场指导安装、调试及操作培训，所需器械和仪表由供方自行解决，并保证设备的安装质量。7.供货范围供货范围详见商务标书。包括开关柜本体及其组件和附件、随机的备品备件(包括进口件)以及安装和检修所需的专用工具、仪器仪表和材料等。供方要确认其范围并提供详细供货清单以及第8条款中所列的技术文件。8.厂商应提供的技术文件在技术协议签订10天内,供方向需方提供最终版的用于设计、设备监造和检验、现场安装和调试以及运行维护方面的图纸、说明书和有关技术资料。这些图纸和文件资料必须经过有关程序批准并加盖工厂公章。8.1供方在签订合同后应提供的图纸（一式3份）：安装基础图:包括动静载荷分布及数值，接地点位置，进出线口位置，预埋基础位置要求等。开关柜一次接线图:包括一次设备型号技术参数等。按设计需要随时开展设计联络工作，提供设计所需的相关资料，以保证需方工期要求。柜内二次接线图，图纸必须经需方确认后方可安排生产。8.2设备交货时供方应提供的技术文件（中文版）产品合格证书，包括开关柜合格证书、主要组部件合格证书产品试验报告，包括开关柜出厂、型式和特殊试验报告、主要组部件试验报告开关柜使用说明书其他仪表的使用说明书运行、检修手册及其有关资料备品备件等清单装箱清单以上图纸、资料应随货提供9.主件选用厂商范围9.1、真空断路器及操作机构：施耐德、ABB、西门子。9.2、二次端子：风凰端子。9.3、10kV电流互感器和电压互感器：大连第一互感器厂、天津纽泰克厂。9.4、10kV熔断器：西安熔断器厂。9.5、避雷器：武高所产品、西安神电电器、武汉博大科技集团公司。9.6、故障指示器：ABB、阿尔斯通、德国EKL。9.7、微型断路器（MCB）：施耐德、ABB、金钟默勒。10.附表附表1设备典型方案及报价表XGN2-12(Z)型高压开关柜典型方案及报价。序号开关柜名称主要配置元件方案接线图整柜报价(元)进口泡国产泡1电缆进、出线柜(配3CT)XGN口-10Z-07改12kV，630A，20kA(4s)，全工况“五防”柜，电缆进线，1100×1200×2650，包括：1组上旋转式隔离开关（带接地）：GN30-10D，630A，20kA(4s)；1组真空断路器：630A，20kA(4s)联体式，配电动、手动弹簧操作机构；3只电流互感器：LZZBJ-10，口/5A，0.5/10P10，15/15VA（互感器一次电流50~200A1组下旋转式隔离开关：GN30-10，630A或1250A，20kA3只电流表；1套带电显示装置：GSNAH-12；引下线：TMY-60×6。2电缆进出线、变压器馈线柜(配2CT)XGN口-10Z-0712kV，630A，20kA(4s)，全工况“五防”柜，电缆进线，1100×1200×2650，包括：1组上旋转式隔离开关（带接地）：GN30-10D，630A，20kA(4s)；1组真空断路器：630A，20kA(4s).联体式，配电动、手动弹簧操作机构；2只电流互感器：LZZBJ-10，口/5A，0.5/10P10，15/15VA；（互感器一次电流为50~200A1组下旋转式隔离开关：GN30-10，630A，20kA(4s)；2只电流表；1套带电显示装置：GSNAH-12；引下线：TMY-60×6。3PT柜XGN口-10-5312kV，630A，20kA(4s)，全工况“五防”柜，1100×1200×2650，包括：1组上旋转式隔离开关(带接地)：GN30-10D，630A，20kA(4s)；1组干式电压互感器(带消谐装置)：JDZ-103级500VA10/0.1kV；1组氧化锌避雷器：YH5WZ-17/45；3只高压熔断器：RN2-10/0.5；1只电压表；引下线：TMY-60×6。报价要求：（1）投标厂商需列清每面柜内设备材料清单，注明元件的品牌、型号、生产厂家等（另表列出）。（2）报价方案中不包括继电保护装置，继电保护装置由甲方进行二次招标。附表2设备主要部件来源表序号部件名称型号规格生产厂家型式实验报告编号备注1真空断路器（国产泡）2真空断路器（进口泡）3隔离开关带地刀4隔离开关无地刀5下接地开关6PT用熔断器7带电指示器8避雷器9PT10CT11电流表12电压表13电缆故障指示器（国产，非光纤型）14电缆故障指示器（国产，光纤型）15电缆故障指示器（进口，非光纤型）16电缆故障指示器（进口，光纤型）17发热管及温控仪18电动操作机构附表3随机备品备件及工具(包括进口件)清单序号设备名称型号规格单位数量价格(万元)生产厂家交货时间123456789101112131415161718192021222324附表4技术差异表序招标文件投标文件号条目简要内容条目简要内容1234567891011121314151617竖井型市政公路隧道自然通风技术研究进展第卷第期建筑热能通风空调..年月..文章编号:...竖井型市政公路隧道自然通风技术研究进展张雯婷童艳刘金祥南京工业大学城市建设与安全工程学院摘要:文章根据国内外大量文献资料对竖井型公路隧道自然通风技术的理论、实验及数值模拟等方面的研究现状进行了深入分析。基于已取得的竖井型公路隧道自然通风技术研究成果,指出应改善目前国内竖井型隧道自然通风的研究方法,开展对在外界微环境影响下的竖井型隧道自然通风的研究,同时应分析在热压与风压耦合下的竖井型公路隧道气流运动规律,并建立评估体系,以完善竖井型市政公路隧道自然通风领域。关键词:竖井型公路隧道自然通风,?,,,?:.,...,.,:,污染气流从竖井顶部排出室外,而室外新鲜空气从隧引言道下部两端开口补入吲;火灾时,强烈的浮升效应促使热烟气从隧道顶部竖井开口排出。浅埋城市交通隧道为缓解日益增长的城市交通压力,许多城市开始利用多竖井进行自然通风排烟抛弃了机械通风排选择修建市内地下交通隧道,且数量逐渐增加。地下烟,能够改善城市交通状况、降低洞口污染物排放浓隧道的通风是隧道设计的重要方面,它除应考虑正常度、降低隧道的初投资与运营费用,体现了绿色环保的交通工况外,还应考虑洞内发生火灾等工况Ⅲ。理念。城市地下交通隧道具有浅埋短长度的特征顶部众所周知,自然通风排烟的推动力通常较弱,且距地面约,长度达到以上。当在隧道顶部受外界微环境影响较大,尽管该模式隧道已在实际工修建直接与地面连接的竖井群时,正常行车工况下车程中应用,研究者还是没有能够准确摸清热压与风压辆“活塞风”促使隧道内污染空气通过竖井排至室外,综合作用及外界微环境对隧道内流场的影响规律。当而新鲜空气亦能通过竖井进入隧道嘲;阻滞车况下,隧地建设主管部门与火灾消防机构仍对此持谨慎态度。道内部大量车辆积压,释热量可观,热压效应明显,热收稿日期:??作者简介:张雯婷~,女,硕士研究生;江苏省南京市中山北路号南京工业大学虹桥校区号信箱?:.基金项目:国家自然科学基金.;江苏省自然科学基金万方数据第卷第期张雯婷等:竖井型市政公路隧道自然通风技术研究进展隧道各分段气流状况相互关联。相关规范标准与存在问题国外国情不同于国内,未见过此类报道。国内现有《公路隧道通风照明设计规范..不包含该类隧道的设计方法。年中铁二院钟星灿提出图隧道各分段与竖井划分示意图采用隧道顶部多开口进行自然通风,首例程应用是成都红星路隧道,~年南京开通了三图中,隧道主体分段流速、分段流速条该类隧道,如图。工程中主要根据定性分析,按照/与竖井流速‰之间遵循质量守恒:%开口率确定竖井的开口面积。,,“?一爿,/,式中:。为竖井横截面积,。对于全隧道,交通风力与流动阻力损失相平衡:∑只∑△只,△,式中:只。为计算段的交通风力,,取决于车辆数、车曼辆类型、行车速度、气流速度嘲;心、只分别为计算图南京西安门隧道顶部开口段的自然风、交通风流动阻力损失,;为全长隧道计算段个数。年南京开展了《城市隧道竖井型自然通风技第个竖井底部节点处的压力只与从隧道出入术研究与应用》课题的研究,完成了城市隧道竖井型口算起到该处所有计算段交通风力与流动阻力平衡:自然通风与防排烟研究总报告、理论研究与模拟研究分报告、火灾实测分析报告、自然通风工况模型只。∑只∑△厶△兄实验分报告、模范马路应用分报告等。项目组后期编式中:为外界大气压力,;只。一只为竖井内气流流制的江苏省工程建设标准《城市隧道竖井型自然通风动阻力损失。设计》/.于年开始实施。该标以上三组守恒公式揭示了隧道内气流运动的基准提出正常况下隧道内气流受交通风力作用,阻滞本规律,可采用拟牛顿法求解稳定工况下的上述非线工况下受热压作用,分别给出了正常、阻滞工况下的性方程组。计算中取自然风速为定值,其大小按对通通风量计算,未涉及交通风力和热压耦合作用;未给风不利的情况来计算】。但研究者们也意识到春夏之出在外界风流、风压、温度、周围环境等凶素影响下,隧交和秋冬之交的地面风流变换频繁,压力紊乱,同时与道内气流运动的计算方法;提出可在竖井处安装通风地下隧道的温差较小,将直接影响到此项研究是否有机,紧急状况下辅助自然通风,选型参照传统公路隧其应用价值。如何将变换的外界风流、风压纳入到一:道,但风机的开启形成混合通风,隧道内部原有流场述数学模型中,是目前亟待解决的问题,可借鉴已有的必将改变。自然风对深埋隧道流场影响的研究思路与手段。.阻滞工况理论研究现状当隧道内车辆运动速度小于/时,视为交通阻滞。阻滞工况下,大量车辆散发的热量使隧道内.正常运营工况部环境的空气温度上升,导致隧道内空气被加热膨胀,钟星灿等】首先分析了交通风力在开孑处形成的空气容重随之减小。在顶部设有开孔的隧道中,当其压力及其作用过程。胡春艳【建立了隧道各段和各个内外环境存在空气容重差时,产生相应的热压浮升效通风孑气体流动方程及浓度分布的一维数学模应,形成隧道由内向外的自然通风。由于阻滞工况下型。童艳【】考虑由外界自然风产生的洞内风速,建立并滞留在隧道内的车辆较多,其热压作用成为隧道内自求解了隧道各段风速方程组与污染物扩散微分方程然通风的主导因素【】。组,采用试验结果进行了验证;研究了多因素多条件热压△取决于隧道内部的空气密度与外界环境对隧道内气流流场与污染物浓度分布的影响】。他们空气密度之差,即:认为:正常交通状况下,隧道任一分段的气流均受到衄?一成其它分段气流与车况的影响,不能孤立地确定。整个万方数据建筑热能通风空调.实体火灾试验式中:为重力加速度,/;为高差,;。为外界环实体火灾试验准确度高,但代价大较难实施。境空气密度,/;,。为隧道内部空气密度,/。年南京业大学在南京西安门隧道内实施了次火.火灾工况灾实体试验陋】,见冈,火源点分别位于竖井下方、暗自然排炯的推动力通常较弱,且受外界微环境影埋段中部、最长暗埋段中部,采用油盆火陟∞】,拖动盖响较大。火灾过程极其复杂,未能有理论解,目前仅有板控制燃烧面积,最大释热率.。采用热电偶记录炯气温度,烟气取样装置采集不成功。记录了一些近火源处的公式。对于水平排烟口,人们通常将其炯气流动视为纯压差驱动流,采用伯努利方程便可烟气下沉速度、前锋蔓延距离及竖井底部的回流现象。对流动过程进行简化求解;..分析了浓度沿隧道纵向衰减的规律方程,并建立了与温度衰减之间的关系?】。试验研究现状图隧道内燃烧的火源.通风模型实验.火灾模型实验早在年,..等人¨】搭建了/缩小解放军理大学在:小尺寸模型隧道内进比尺的隧道模型实验台,将汽车形状物体放置在移动行火灾实验,研究了两型相似规律,考察了多种.况带上,依靠移动带在模型隧道内通行。结果表明汽车下的烟气排除效果,模型试验表明:外界环境温差对火速度对机械通风隧道内气流的影响要高于汽车间距灾发展影响较大;下风侧烟气下沉速度与水平扩散速与尺寸。度明显大于上风侧,开孑段烟气沉降比较慢;离火源最交通风是形成浅埋顶部多开口自然通风隧道内近的两个开口为主要排烟口,排炯量占总量的%~气流的主要原因。钟星灿、童艳四认为实现竖井型自%。上述结果与隧道原型实验结果吻合较好。然通风隧道风流相似的前提是车流相似,风流不能被风机吹风所取代,需要研制模型车辆使其在模型隧道数值模拟现状内依次通行,建立了正常行车况下自然通风模型试验的相似准则,参与搭建了模型隧道与车辆轨道,见采用计算机技术对隧道流场进行数值模拟是目图,将遥控玩具汽车按序放置于轨道,由遥控器集中前广泛有效的研究手段。控制行驶,开展了多组行车工况测试,获取了有效的葛家美【利用模拟软件,采用数值计算方法气流数据,与理论计算结果符合较好。研究了城市公路隧道采用顶部开孑的自然通风方式时隧道内的气流运动和污染物扩散的问题。结果表明在开孑面积不变的情况下,与多个通风孑集巾布置时相比单个通风孑均匀布置时隧道内通风换气效果较差,隧道沿程排放污染物能力也较弱。图模型隧道与车辆轨道火灾的发生与发展极其复杂,采用场模拟可以较细致地描述其特性。等人【开展的隧道火灾通”】指出当通风房间包含有传热问题风研究表明:模型相对于模型,可以更好地时,模型与原型很难获得相同的数和模拟热分层及烟气回流现象,但对炯气温度的模拟结数,可能的方法是采用不同密度的流体以模拟果同样高于试验数据,尤其是在火源附近。针对南京热浮力流。隧道内车辆阻滞时,热压效应明显高于交西安门隧道实体火灾:等人呷】运用模通风压四。开展阻滞况模型试验时四,不再令汽车运型,利用软件,模拟了火源上游与下游的炯气温动,以白炽灯代替汽车发热,设置发生装置,测试度,研究了顶部开口的排烟效果,与实测数据符合较风速与浓度,并折算成浓度,结果表明:暗埋段长好;茅靳丰等人采用模型,利用软件,研究了度具有临界值,当大于临界长度时,暗埋段不能满足环境温度【~、火灾强度【~、外界风速和风向【灿】对隧通风要求。万方数据第卷第期张雯婷等:竖井型市政公路隧道自然通风技术研究进展.道烟气速度场、温度场与浓度场的影响,指出:暗埋段Ⅱ顶部烟气浓度随着烟气远离火源成指数衰减,进入竖,,一:井段后随远离火源成线性衰减,且梯度增大;暗埋段.内烟气纵向温度分布服从指数衰减,在竖井段服从线,,.?性衰减;火灾强度越大,烟气温降梯度也越大;自然风?【.对火灾初期烟气流场影响较大。,,:?钟星灿,龚延风,童艳.公路隧道自然通风模型实验相似性研究.暖通空调,,:?研究展望】童艳,施明恒,茅靳风,等.竖井型公路隧道自然通风过程的实验研究【暖通空调,,:?虽然竖井型自然通风市政公路隧道在国内逐渐.】:发展,但是目前对它的研究还不够深入,当地建设主管部门和消防机构还对此持谨慎态度。需要进一步研?,,:?苏荣华.竖井型自然通风公路隧道风压热压耦合下的气流运动究解决的问题包括:规律研究【.南京:南京工业大学,大量车辆在隧道内聚集,汽车排放的废热在隧【朱培根,梅健,涂江峰,等.竖井型城市隧道阻滞交通状况下自然道内外形成热压,同时隧道内部与外部地面环境温度通风模型试验研究.流体机械,,:?差进一步促成热压的形成,研究正常行驶、阻滞过程,.中热压与风压耦合作用下的气流流场。在隧道运营期间,通风竖井与外界连通,外界,,:?.气温随季节发生周期性变化,这些都对隧道内部的流,,场造成影响,研究地面风流、风压、温度、周围建筑对隧【】.,,:道纯自然流动的影响,不利的地面环境下隧道开口通?风换气效果。.,】,,?建立城市交通隧道开口自然通风潜力评估指】?标体系,指导今后城市地下空间的合理开发与利用。,,:?.,,,参考文献】,,:?【】中华人民共和国交通部.公路隧道通风照明设计规范.胡隆华.隧道火灾烟气蔓延的热物理特性研究.合肥:中国科一.北京:中国标准出版丰十,学技术大学,钟星灿,高慧翔,龚波.交通风力自然通风作用原理探析铁道工程学报,,:?【茅靳丰,黄玉良,朱培根,等.火灾工况下城市隧道自然通风模型实验】解放军理?大学学报自然科学版,,:?】钟星灿,曾臻.自然通风公路隧道有害气体浓度分布.铁道工葛家美,毕海权.顶部开孔组合方式对城市公路隧道自然通风程报,,:?的影响制冷与空调,,:【】胡春艳.市政公路隧道顶部开孔自然通风研究.成都:西南,,,交通大学,.?】童艳,苏荣华,龚延风.竖井型自然通风公路隧道气流与污染物,,:?分布的影响因素研究建筑科学,,:】茅靳丰,马晓光,周俊,等.不同环境温度和火灾强度对自然通风【童艳.竖井型市政公路隧道自然通风排烟理论与试验研究【.南京:东南大学,竖井型隧道火灾烟气浓度场的影响分析】.制冷与空调,,:尤鸿波.特长隧道自然风影响因素及计算方法研究.成都:西南交通大学,茅靳丰,宋威,周俊,等.环境温度和火灾强度对自然通风隧道火灾温度场的