有限公司利用余热饱和蒸汽发电工程初步方案目 录1 总述部分 11.1 项目概况 11.4 装机方案 11.5 建设内容和范围 11.6 余热电站指标 22 总平面布置 32.1 设计依据 32.2建设内容 32.3 平面布置 32.4竖向布置 32.5 运输及道路 42.6 区域绿化 43 饱和蒸汽工艺方案 53.1 主要设计规范、标准、规定 53.2 转炉工艺 53.3 蓄热器 54 汽轮发电机系统 84.1 概述 84.2 汽轮发电机系统的论述 84.3 主机及辅机型式及规格 105 节能方案分析 125.1 用能标准和节能规范 125.2 能源供应情况及分析 125.3 能耗状况和能耗指标分析 126 电气 126.1 概述 126.2 电气主接线 136.3 短路电流计算及主要设备选择 146.4 厂用电接线及布置 156.5 电气设备的布置 166.6 直流系统 166.7 发电机励磁系统 176.8 电气二次线、继电保护及自动装置 176.9 交流不停电电源系统 196.10 电缆设施 196.11 过电压保护及接地 206.12 照明和检修网络 216.13 其他控制 216.14 通讯 217 自控 227.1 热工自动化设计范围 227.2 设计依据 227.3 主要设备及热力系统概况 227.4 热工自动化水平 227.5 控制系统总体结构 237.6 热工自动化功能 267.7 热工自动化设备选择 307.8 电源 321 总述部分1.1 项目概况钢铁有限责任公司拟在炼钢厂建设一套发电机装置，利用轧钢加热炉汽化冷却产生的低压蒸汽和炼钢厂转炉汽化冷却产生的低压蒸汽进行发电。
钢铁有限责任公司炼钢分两部分：炼钢厂现有4台转炉公称容量为50吨、2台转炉公称容量为120吨炼钢厂与轧钢厂所产生的饱和蒸汽汇集到蒸汽母管，产生压力0.4Mpa，64t/h饱和蒸汽目前除蒸汽用于冬季采暖和生活用汽外，其它季节蒸汽除约10%被利用外，其余都被放散处理造成严重的二次能源浪费本次方案主要考虑利用这部分低压饱和蒸汽发电1.4 装机方案按照“节约能源，保护环境”的原则，根据热电结合，以热定电的原则，本设计采用饱和蒸汽汽轮发电机组由于转炉周期性工作吹炼期产生蒸汽，非吹炼期不产生蒸汽，因此要设置容量足够大的蓄热系统，以保证供应参数波动比较平缓的饱和蒸汽，确保发电可靠因此本项目设2台150m3蒸汽蓄热器，使得总的蓄热容积达到300m3，通过蓄热器稳压和稳流后将转炉产生的饱和蒸汽以及轧钢车间加热炉产生的饱和蒸汽汇入分汽缸，再推动1套7500kW的饱和蒸汽汽轮机发电机组做功发电项目实施后，可充分利用转炉、轧钢加热炉产生的饱和蒸汽发电，降低生产工艺能耗，同时改变了饱和蒸汽排入大气而污染环境的状态，实现“节能减排”的最佳效果1.5 建设内容和范围（1） 饱和汽轮机发电机组配置设计； （2） 现有饱和蒸汽系统改造，将饱和蒸汽压力提高到0.55Mpa；（3） 蓄热系统设计，设置2台150m3的蒸汽蓄热器；（4） 凝汽器冷却方式采用带机力通风冷却塔的循环冷却方式，出力按4300t/h 的循环冷却水系统设计。
5） 主厂房内消防系统设计及电站内给排水设计；（6） 自控系统：汽轮发电机组、循环水站系统控制设计控制部分采用分散控制系统；（7） 电气系统：发电厂房高低压配电、照明防雷及接地；（8） 余热电站暖通空调设计（9） 余热发电采用“并网但不上网”原则，厂用电部分仅考虑本余热发电新增负荷；（10） 余热电站消防系统1.6 余热电站指标序号指 标 名 称单 位数 量备 注一生产规模饱和蒸汽t55二余热发电建设规模汽轮发电机组装机容量kW7500饱和机组三余热发电工艺饱和蒸汽发电系统四主要生产设备1汽轮机台12发电机套1五发电系统指标1额定功率kW75002计算平均发电功率kW60003年运行时间h5000冬季饱和蒸汽供暖，因此时间按照全年运行7个月计算4年最大发电量´104 kWh/a25005余热发电自用电率%76年最大供电量´104 kWh/a2325七劳动定员人102 总平面布置2.1 设计依据《工业企业总平面设计规范》（GB 50187-93）《钢铁冶金企业设计防火规范》（GB 50414-2007）《火力发电厂设计技术规程》（DL5000-2000）《小型火力发电厂设计规范》（GB50049-94）《工业企业煤气安全规程》（GB6222-86）《工业金属管道设计规范》（GB50316-2000）业主方面提供的现状图（电子版）（暂缺）其它适用的规章、规范、标准等。
2.2建设内容本工程新建的主要设施有：建设一套7.5MW饱和蒸汽发电机组、2台150t/h蓄热器、配套循环水泵房及冷却塔、水处理站及配套供配电系统及自动化、工艺管道系统、饱和蒸汽管道改造及新建道路2.3 平面布置总平面布置在符合国家有关的规程、规范；满足工艺要求的前提下，充分利用现有场地，力求布置紧凑合理，工艺流程顺畅，占地面积尽可能减小，尽量降低投资费用，缩短建设周期汽轮发电机组布置在炼钢车间南侧，2台150t/h蓄热器布置在炼钢车间南侧水处理站，循环水泵站及冷却塔布置在电站的西侧2.4竖向布置工厂内已建有布局合理的雨水沟，工厂的雨水可排到附近雨水沟，故电站区域不再新建雨水沟，该区域的雨水汇入工厂已有的雨水排除系统2.5 运输及道路工厂内现已有纵横成网、互相贯通的道路，用于生产、消防和检修，主厂房周围增设环形消防车道，道路宽3米，各建筑物、构筑物之间距离满足防火间距的要求由于是利用饱和蒸汽发电，采用管道输送，无其他物资需运输但安装、施工所需场地紧张本工程的能源介质主要为水、电、汽等， 以上各种介质均采用管道或电缆输入根据消防及物料运输要求，在新建厂房四周设置环型道路，与厂区现有道路勾通。
新建及改建道路采用三渣基层和C30水泥混凝土面层本区域内各类建、构筑物均符合《钢铁冶金企业设计防火规范》(GB50414-2007)的要求，并在主要设施的周围均设置环形道路，与现有道路连接后，可以满足消防工作的要求2.6 区域绿化为减少工厂烟尘对环境的污染，减少噪声的影响，美化厂容，改善厂区生产环境，在厂区道路沿线地带植树、在埋设管线的地面和零散地段种植草皮、花卉等，厂区绿化用地率按20%考虑3 饱和蒸汽工艺方案3.1 主要设计规范、标准、规定——《小型火力发电厂设计规范》GB50049；——《火力发电厂设计技术规程》DL 5000；——《火力发电厂总图运输设计技术规定》DL/T5032；——《火力发电厂水工设计规范》DL/T5339；——《火力发电厂与变电所设计防火规范》GB50229；——《火力发电厂初步设计文件内容深度规定》DLGJ9；3.2 转炉工艺炼钢转炉在吹氧冶炼期产生大量高温烟气（1400-1600℃），经过汽化冷却烟道（烟道式余热锅炉）回收部分烟气余热，将烟气温度降至800-900℃，再进入转炉烟气净化回收系统汽化冷却烟道产生的饱和蒸汽一部分进入蒸汽蓄热器内，加热蓄热器中的热水，饱和蒸汽迅速冷凝、放热，蓄热器内部水升温；另一部分蒸汽经调压阀减压送入饱和蒸汽汽轮发电机组做功发电；转炉在非吹炼期，汽化冷却烟道汽包的蒸汽量逐渐减少，调压阀前的蒸汽压力不断下降，蓄热器内的饱和水减压而沸腾产生饱和蒸汽，饱和蒸汽经调压阀减压送入汽轮发电机组做功发电。
从而克服转炉间歇生产，导致饱和蒸汽参数波动剧烈难以工业化利用的难题，在不影响转炉炼钢生产的前提下，有效地利用转炉烟气显热资源进行发电，所产生的电能全部供钢铁厂自用，降低生产能耗和发电成本，具有巨大的经济和环境效益3.3 蓄热器（1）、蒸汽蓄热器是炼钢工程的主要热力设备，转炉汽化冷却产生间断性、波动性的蒸汽，通过蒸汽蓄热器，为峰值用汽的RH和转炉车间供应连续稳定的蒸汽同时由于蒸汽蓄热器蓄入转炉汽化冷却蒸汽，从而减少对蒸汽管网的冲击当转炉停止吹炼，汽化冷却不产生蒸汽时蓄热器可以平稳地向管网供应蒸汽2）、转炉汽化冷却产生蒸汽的特点是间断性和波动性间断性，表现在整个冶炼周期里，只有吹氧时间里才能有蒸汽产生在非吹氧时间里则无蒸汽产生波动性，表现在整个吹氧时间里，蒸发量忽高忽低，有着急剧的变化，这样的蒸汽是不易被充分利用的，装设蓄热器后就可以克服上述弊病，当汽化冷却蒸发量出现尖峰时，蓄热器把多余的蒸汽储存起来，平衡了尖峰，在非产汽时间里，它又可以把储存的蒸汽放来，从而使间断、波动的蒸汽源变成连续、稳定的蒸汽源3）、蓄热器在转炉吹氧时，锅筒内产生的多余蒸汽被引入，容器内的压力渐渐升高，蒸汽在蓄热器内将水加热，使蓄热器里水的热焓值升高到与引入蒸汽压力对应的饱和水焊值，此时蓄热器中的水位也由于蒸汽的凝结而升高，这样就进行了所谓的蓄热器的充热过程。
在转炉非吹氧期或蒸发量较小的瞬间，当用户继续用气时，蒸汽蓄热器内部的压差发生了变化，蓄热器水的原有热焊值比降压后相对应的饱和水焓值大，直接导致了蒸汽蓄热器内部水的闪击蒸发，产生与管网相同压力的蒸汽，称之为二次蒸汽经过两次汽水分离后，达到了热网要求的蒸汽品质向热网供气这时，蓄热器中水位开始降低进行放热过程（向外供气）（4）、总之，蒸汽蓄热器作为转炉余热锅炉的配套设备，因其采用定量调节后，就能将余热锅炉的在转炉吹炼期间产生的流量和压力波动幅度都很大的间断蒸汽变为连续稳定的汽源，以利于用户使用和本身锅炉的负荷稳定，从而获得显著的经济效益和社会效益3.3蓄热器规格：设备名称变压式蓄热器数 量台2规格/型号V=150m3充热压力MPa0.8~1.2充热温度℃188放热压力MPa0.5~0.65放热温度℃162 介 质饱和水，蒸汽介质特性无毒主要受压元件材料16MnR全容积m3150结构形式卧式安装位置室外4 汽轮发电机系统4.1 概述经热力计算，进汽机最大主蒸汽流量为57t/h（保证汽水分离器后的蒸汽干度为0.995考虑5%的汽水损失），计算发电输出最大功率为6000 kW，确定汽轮发电组装机容量为7500kW；以厂自耗电率为7%考虑，年供电量可达2325×104 kWh。
根据提供的原始数据和基本设计参数，经过优化设计，热力参数汇总表4-1 热力参数汇总项目单位计算数据说明最大主蒸汽流量t/h64进汽机主汽流量t/h57保证汽水分离器后的蒸汽干度为0.995考虑5%的汽水损失汽机主汽压力Mpa(a)0.5汽机主汽温度℃155汽轮机排汽压力MPa0.008汽轮机相对内效率%80 计算发电输出最大功率kW6000汽轮机装机容量kW7500发电机装机容量kW7500年运行时间h5000年发电量×104kWh2500厂自用电率%7设计使用数据年供电量×104kWh23254.2 汽轮发电机系统的论述(1) 系统概述蒸汽母管的饱和蒸汽，经汽水分离器除去掉饱和蒸汽里的水分后，进电动隔离阀、主汽门、调节阀进入汽轮机膨胀做功后，排至凝汽器乏汽在凝汽器中凝结成水后，汇入热水井，然后由凝结水泵分别泵入转炉、轧钢生产线水箱循环使用循环冷却水泵将水池中冷却水打入凝汽器后，再排往冷却塔进行冷却，经过冷却的水最后回到水池循环利用发电机冷却介质为空气，冷却方式为闭式循环通风冷却2) 汽轮机热力系统本汽轮机热力系统主要由主蒸汽系统、轴封系统、疏水系统、凝结水系统、真空系统和循环水系统等组成。
1) 主蒸汽系统来自转炉、热轧线的新蒸汽经隔离阀至主汽门，再经调节阀进入汽轮机做功，做完工后的乏汽进入凝汽器凝结为水，经凝结水泵送回转炉、热轧生产线汽轮油泵、汽封加热器、均压箱所需新蒸汽的管道，连接在主蒸汽主汽阀前，为防止汽封加热器喷嘴堵塞，汽封加热器前蒸汽管道上装有滤汽器2) 轴封系统为了减少汽轮机汽缸两端轴封处的漏气损失，在轴伸出气缸的部位均装有轴封，分别由前汽封、后汽封和隔板汽封，汽封均采用高低齿型迷宫式3) 疏水系统在汽轮机启动、停机或低负荷运行时，要把主蒸汽管道及其分支管道、阀门等部件中集聚的凝结水迅速地排走，否则进入汽轮机通流部分，将会引起水击，另外会引起其它用汽设备和管道发生故障汽轮机本体疏水设计有：a. 自动主汽阀前疏水；b. 前后汽封疏水；c. 自动主汽阀杆疏水；d. 自动主汽阀后疏水、汽轮机前后汽缸、轴封供汽管疏水，引至疏水膨胀箱4) 凝结水系统凝汽器热井中的凝结水，由凝结水泵经汽封加热器送至转炉及热轧车间水箱汽轮机启动和低负荷运行时，为了保证有足够的凝结水量通过汽封加热器中的冷却器，并维持热井水位，在汽封加热器后的主凝结水管道上装设了一根再循环管，使一部分凝结水可以在凝汽器及汽封加热器之间循环，再循环水量的多少由再循环管道上的调节阀门来控制。
汽轮机启动时，凝汽器内无水，这时应由专设的除盐水管向凝汽器注水5) 真空系统汽轮机运行需要维持一定的真空，必须抽出凝汽器、凝结水泵等中的空气，它们之间均用管道相互联通，然后与射水抽气器连在一起，组成一个真空抽气系统6) 循环水系统凝汽器、冷油器以及发电机的空气冷却器必须不断地通过冷却水，以保证机组的正常工作，冷却水管道、循环水泵、补充用的工业水管道及冷却循环水的冷却设备总称为循环水系统3) 主厂房布置新炼钢厂房南侧4.3 主机及辅机型式及规格4.3.1 主要设备参数（1）汽轮机项 目参数型号N7.5—0.5型式凝汽式饱和蒸汽汽轮机额定功率7.5MW额定进汽量57t/h最大工况下主蒸汽流量：64t/h额定进汽压力0.5MPa（a）汽轮机主汽阀前蒸汽压力范围：0.5±0.1MPa（a）额定进汽温度152℃汽轮机主汽阀前蒸汽温度范围：155～168℃额定排汽压力0.008MPa额定转速3000r/min汽轮机台数1台（2）发电机项 目参数型号QF-7.5-2额定功率7.5MW额定功率因数0.85（滞后）额定频率50Hz额定转速3000rpm额定电压6．3kV冷却方式空内冷励磁系统静止可控硅发电机台数1台5 节能方案分析5.1 用能标准和节能规范节约能源是我国国民经济发展的长期基本国策。
作为单位产品能源消耗较大的钢铁制造业，对合理利用能源与节省消耗的意义将显得更为重要为此本项目设计本着成熟可靠、先进合理的原则，积极采取各种措施、并采用节能与节电的生产工艺技术和高效低耗的装备，以期获得较好的节能效果本项目设计基本原则是在不影响转炉、热轧生产线的前提下，最大限度地利用产生蒸汽的余热，利用现有的废热资源最大限度地转换为电能引用的相关设计规范如下：国家能耗标准（ZBQ01002—90）《火电厂节能与指标管理手册》5.2 能源供应情况及分析本工程为利用转炉、轧钢产生的饱和蒸汽建设的一座7.5MW汽轮发电机组，就工程本身而言，不消耗能源，是一个具有利废（充分利用废气余热）、环保（大量减排CO2）、节能三重效果的项目蒸汽余热条件为：压力在0.55Mpa（g）（蓄热器出口压力）饱和蒸汽64t/h，其中约10%蒸汽自用冬季全部饱和蒸汽供暖，一次每年供暖期4个月无饱和蒸汽发电5.3 能耗状况和能耗指标分析本项目为汽轮发电机组装机容量为7.5MW饱和蒸汽发电系统，发电功率按6000kW计算，年发电量达到2500×104kWh，扣除自用电后年供电量达到2325×104kWh，按2008年全国火电机组的平均供电煤耗为350g/kWh标准煤计算，年节约标准煤8138t，每年可减少CO2排放量19921t。
6 电气6.1 概述6.1.1 设计范围（1） 余热电站发电机及其辅助设备；（2） 余热电站发电机出线端设备，包括发电机出口避雷器、PT、发电机出口断路器；（3） 余热电站全厂高低压配电系统，包括厂用变压器、高压开关柜、低压开关柜；（4） 余热电站电缆托架和电缆；（5） 余热电站照明和检修系统；（6） 余热电站事故照明系统（7） 余热电站防雷和接地6.1.2 接口余热电站与厂区6KV母线衔接6.1.3 设计依据（1）《小型火力发电厂设计规范》（GB 50049-94）（2）《火力发电厂厂用电设计技术规定》（DL/T5153-2002）（3）《导体和电器选择设计技术规定》（DL5222-2005）（4）《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》（DL/T620-1997）（5）《3~16KV高压配电装置设计规范》（GB50060-92） （6）《火力发电厂和变电站照明设计技术规定》（DL/T 5390-2007）以及相关的国家标准和相关技术规定6.1.4 余热发电工程的作用本期工程汽轮发电机组，利用饱和蒸汽进行发电，发出的电能全部用于生产线用电6.2 电气主接线本工程电气一次接线系统较为简单，考虑选用单母线接线，本项目设置发电机母线一段，发电机出口6.3KV直接接于电站母线，然后通过联络线接于厂区站6KV母线，并入系统。
余热电站与电力系统并网运行，并网但不上网，全部电量供生产线自用6.2.1 发电机主要技术参数汽轮发电机容量： 7.5MW电压： 6.3KV频率： 50Hz相数： 3相转速： 3000r/min效率： 96.8%功率因数： 0.86.2.2 发电机回路中性点接线方式 汽轮发电机与系统的连接采用动力电缆接线，6KV系统为小电流接地系统，根据《电力设备过电压保护设计技术规定》，本工程发电机中性点采用不接地方式，发电机中性点装设阀型避雷器6.2.3 接入系统本工程接入系统的设计请业主方委托当地供电部门完成6.2.4 启动电源本期余热发电系统启动电源引自厂内6KV系统6.3 短路电流计算及主要设备选择6.3.1 短路电流计算由于目前缺乏短路电流计算的必需参数，故无法进行准确短路电流计算也无法进行中压配电设备的热稳定及动稳定校验，待委托当地电力设计院进行接入系统设计后，再进行短路电流计算和配电设备动、热稳定校验6.3.2 主接线运行方式发电机采用单母线方式接入厂内6KV母线6.3.3 主要设备选择由于无短路电流计算参数，根据同类型机组设计经验，暂选择所有6KV高压断路器的开断电流为31.5kA，额定动稳定电流80kA，额定电压为12kV，开关柜形式为KYN28A-12型铠装移开式户内交流金属封闭开关设备，电流互感器、电压互感器、过电压保护器等电器元件均按此额定动稳定电流及电压等级进行选型。
6.4 厂用电接线及布置6.4.1 厂用电接线方式本期工程设一段6KV发电机高压母线；两段380V低压厂用母线低压厂用母线电源由电站6KV母线经厂用变压器的低压侧引接低压厂用电系统为中性点直接接地系统，照明和动力共用本工程设厂用变压器两台，采用暗备用方式，正常运行时，两台变压器各带部分负荷，当一台变压器故障时，另一台变压器能带全部380V低压负荷运行，切换逻辑可由DCS实现另由厂区就近生产线380V保安段引接一路保安电源，当两台变压器全部停运时，投入保安电源380V低压室布置在负荷较集中的汽机房，汽机房及循环水泵房电动机电源直接取自低压开关室，从主厂房低压室引接电源6.4.2 电动机控制1、所有用电设备均设有机旁控制按钮盒该控制按钮盒有钥匙控制方式选择开关，选择机旁、集中、设备检修按钮主要用于机旁试车2、低压大中型电机（75kW以上）采用软启动器启动给水泵、凝结水泵电机均采用变频控制，其他电动机采用直接启动3、重要电动机均采用电动机保护装置，可以就地显示电流，也可将电流信号送至DCS系统，便于后台监视6.4.3 厂用配电设备选型6.4.3.1厂用变压器根据计算选择本期工程厂用变压器容量为1000kVA（两台）。
厂用变压器采用干式变压器6.4.3.2低压电动机低压电动机选用全国知名品牌大型企业产品6.4.3.3低压开关柜及元器件低压开关柜选用MNS抽屉式低压开关柜，断路器、接触器、中间继电器、热继电器、变频器及软启动器等低压元件均采用品牌产品 电气室及控制室内设备防护等级为IP30，车间内安装设备为IP546.5 电气设备的布置 6.5.1 高、低压室的布置高、低压配电间布置在主厂房0.000m平面低压开关柜与低压厂用变压器相邻布置6.5.2 发电机小间发电机小间在汽轮发电机下方，发电机配套励磁变压器、中性点侧电流互感器以及避雷器均布置在出线小间发电机出线采用电缆与高压配电装置相连6.5.3 厂用变压器厂用变压器安装于主厂房0.000米高、低压室，高压侧采用电缆与高压成套装置连接，低压侧为标准横排侧出线与低压柜母排拼接6.6 直流系统6.6.1 直流系统的接线方式（1）本工程直流系统设一组直流220V阀控式密封铅酸蓄电池组，为汽轮发电机组的控制、开关分合闸、测量、信号、继电保护、自动装置、直流油泵等控制负荷及动力负荷提供电源；安装于冶金站的与余热电站联络的高压开关柜，直流操作电源由总降高压室提供。
2）本项目直流系统接线为单母线，辐射状供电，设一套带冗余的高频充电装置3）直流系统设置微机直流系统绝缘检测装置，可检测直流系统的绝缘情况6.6.2 直流220V蓄电池组、充电设备选择根据计算，本期工程选择电池为200AH，12V全密封免维护铅酸电池18只，选择三台额定电流为20A充电浮充装置，二用一备，输出电压调节范围190V～260V的高频充电设备6.6.3 直流系统设备的布置220V蓄电池屏、直流馈线屏布置在+7.0m层中控室内6.7 发电机励磁系统 发电机采用交流可控硅自并励励磁方式，采用微机励磁控制装置励磁装置由发电机厂家配套提供，励磁屏布置在主厂房7.00米层中控室6.8 电气二次线、继电保护及自动装置6.8.1 电气二次设计电气二次设计范围主要有：汽轮发电机组的电气控制、测量、保护和主厂房部分的电气系统及设备，主要包括380/220V配电系统的控制、测量、保护；高压厂用变压器系统的电气控制、测量、保护；直流220V系统；交流不停电电源系统；主厂房内的中央电气盘柜至各附属辅助车间电气盘柜的控制、联锁电缆；各附属、辅助车间的电气二次控制、测量、保护的设计6.8.2 继电保护装置（1）汽轮发电机、厂用变压器高、低压侧、与总降联络开关均采用微机型继电保护。
保护柜布置在主厂房7.0米层中控室2）继电保护配置（a）汽轮发电机继电保护配置—发电机纵联差动保护—发电机复合电压过流保护—发电机定子过负荷保护—发电机定子接地保护（电流型）—失磁保护—转子接地保护（b）厂用变压器高压侧继电保护配置—变压器高压侧电流速断保护—变压器高压侧电流过电流保护—变压器过负荷保护—低压侧零序过电流保护—变压器温度保护（c）电站侧联络开关保护配置—光纤差动保护—三段式功率方向过电流保护（其他保护根据供电局提供的接入系统方案的要求配置）6.8.3 监视和控制本工程主要电气设备采用在中控室集中监控方式，集中监控设备布置在主厂房内中控室设有三种控制方式：电脑软操、保护屏手操、开关柜就地操作本工程采用全微机集散实时监控系统，主要设备的操作及监视均在微机上完成集中控制室电气设备的监控采用全微机集散实时监控系统，正常操作采用显示器及键盘进行软手操，常规测量及事故报警等均由实时监控系统实现，除在操作员站的操作外，还设保护屏硬手操控制屏上设置少量重要测量表计和报警信号在实时监控系统监控的主要电气设备有：—汽轮发电机及其励磁系统—与总降联络线—厂用变压器—同期系统装置—0.4kV厂用电源系统—直流系统（仅监视）微机发电机保护装置、厂用变压器保护装置、线路保护装置、微机励磁系统、微机同期装置、开关柜智能显示装置、通讯装置和后台监控系统一起组成发电厂综合自动化系统。
6.9 交流不停电电源系统 （1）为保证一些交流负荷的可靠供电，本工程设置一套380/220V交流不停电电源系统（UPS） （2）UPS由整流器、逆变器、逆止二极管、静态转换开关、手动旁路开关、配电屏等组成正常运行时通过整流器向UPS供直流电，经逆变器转换为工频交流电，再经静态开关给UPS负荷供电；当整流器故障或失去交流电源，由电站直流220V蓄电池不间断向UPS供直流电；当逆变器故障时，自动切换至旁路电源供电6.10 电缆设施6.10.1 6KV及380V电缆选用原则6KV电缆选用YJV铜芯交联聚乙烯电缆380V电缆均采用C级阻燃铜芯交联聚乙烯电缆控制电缆选用阻燃型聚氯乙烯绝缘控制电缆6.10.2 敷设方式汽机房内6KV及380V电缆采用电缆沟和桥架相结合的敷设方式，厂区各车间的电缆连接尽量利用厂区综合管架，局部采用电缆沟6.10.3 电缆防火措施主厂房内架空电缆与热体管路保持足够距离，控制电缆不小于0.5m，动力电缆不小于1m电缆沟进出主厂房、主控制楼、配电装置室时，建筑物外墙处应设置防火墙，电缆沟内每100米处也应设置防火墙架空敷设时，在汽机房与控制室连接处、电缆交叉处，设阻火措施。
对易受外部火灾影响的汽轮机头部的邻近部位的电缆区段，在电缆上涂刷防火涂料控制室、开关室、计算机室等通往电缆夹层、穿越楼板、墙壁、柜、盘等处的所有电缆孔洞和盘面之间的缝隙（含电缆穿墙套管与电缆之间缝隙）必须采用防火堵料封堵靠近高温管道、阀门等热体的电缆要做好隔热措施，靠近带油设备的电缆沟盖板要做好密封6.11 过电压保护及接地6.11.1 过电压保护（1）雷电过电压保护根据《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》DL/T620-1997的有关要求及电厂的实际情况，本工程主厂房、循环泵房及锅炉水处理车间屋面敷设避雷带防止直击雷，并利用柱内主钢筋作为防雷引下线与厂区接地网相连2）侵入雷电波保护为防止雷电侵入波，在高压母线上安装有氧化锌避雷器保护同时采用在发电机出口装设阀型避雷器、（3）内过电压保护采用在配电装置装设过电压吸收装置作为内部过电压保护，同时采用避雷器作为内部过电压的后备保护6.11.2 接地本工程配电系统为小电流接地系统，0.4kV低压系统中性点直接接地，采用高压和低压设备共用接地装置，根据规范接地电阻要求R≤120/I≤10，其中I为流经接地装置的入地短路电流本工程强电及防雷共用电力接地系统，电力接地网由水平接地体和垂直接地极组成。
垂直接地极采用Ф50镀锌钢管，长度为2.5m；接地体应防止腐蚀，满足接地系统30年的运行寿命6.12 照明和检修网络本期余热发电工程照明系统分为正常照明网络及事故照明网络正常运行时，正常照明网络及事故照明网络均由低压室PC直接供电，交流失电后，事故照明由直流电源提供另外，在余热电站局部设置安全照明，各主要通道及出入口设置应急指示灯，以供疏散时使用汽机房、锅炉水处理车间照明采用高压汞灯和白炽灯照明相结合的方式，控制室、高低压室均采用荧光灯本期工程电站主厂房、循环水泵房及锅炉水处理车间检修电源均由低压室PC供电6.13 其他控制辅助车间电气设备的控制一般采用就地硬接线控制方式6.14 通讯工程设计控制室对一套汽轮发电机组进行生产管理，余热电站以一回6kV线路接入系统，本设计范围仅负责厂内通信7 自控7.1 热工自动化设计范围1、余热发电厂自动化系统的整体规划；2、汽轮发电机组及其辅助系统，以及化学水处理系统的仪表与控制设计7.2 设计依据1）《火力发电厂电子计算机监视系统设计技术规定》2）《电力建设施工及验收技术规范（热工仪表及控制装置篇）》3）《设备检验和考核验收标准》4）《电力建设安全施工管理规定》7.3 主要设备及热力系统概况7.3.1 主要设备概况◎ 一台汽轮发电机组◎ 凝结水泵两台◎ 循环冷却水系统一套7.3.2 热力系统概况1） 饱和蒸汽经过蓄热器、电动主汽门进入蒸汽母管，然后经过导汽管、汽机主汽门进入蒸汽轮机做功；2） 凝结水系统设有两台100%容量的凝结水泵，一台运行，一台备用；3） 凝结水由凝结水泵送到除氧器除氧后再由给水泵送往转炉、热轧生产线；4） 汽轮机轴封系统的供汽来自蓄热器后的饱和蒸汽。
7.4 热工自动化水平7.4.1 控制方式采用汽轮发电机组集中控制方式设置一个控制室7.4.2 自动化水平本工程机组电气、自动化各设一套控制系统，均布置在主控室，DCS系统配置两台操作员站和一台工程师站，，在主控室内对机组进行运行管理，由三名主操作员和三名辅助操作员来完成除启动、停止阶段的部分准备工作需辅助运行人员在就地协助检查外，机组的启动、停止、正常运行和异常工况处理均可在集中控制室完成每套机组设一套分散控制系统，以彩色LCD、键盘、鼠标为单元机组主要监视和控制手段，主控室内还配置常规仪表盘、设置工业电视、重要的仪表和一些必要的常规光字牌等，同时在DCS操作台上还配置了停汽轮机、灭磁分闸和解列发电机及重要辅机的紧急操作按钮，以保证机组在紧急情况下安全停机化学水处理设置就地控制室，化水控制系统采用PLC控制系统，由化水设备厂家配套提供，在化学就地控制室内完成化学水处理系统的控制7.4.3 控制室的布置主控室布置在主厂房，工程师室、电子设备间布置在主控室，主控室下面为电缆夹层主控室内布置、操作员站、打印机，电子设备间内布置电气保护柜、同期柜、励磁柜、DCS机柜、汽轮机后备保护柜、汽轮机本体检测保护装置、汽轮机电液调速装置、UPS电源柜等。
7.5 控制系统总体结构7.5.1 控制系统总体构成 一套机组控制系统包括：分散控制系统、汽机控制系统、常规仪表与控制设备以及就地仪表与控制设备等分散控制系统是整个单元机组的主要监视和控制设备，包括集中控制室的操作站和控制柜及I/O柜，它与其他控制系统以及作为后备和补充的常规仪表、就地仪表有机的构成了机组整体控制系统7.5.1.1 分散控制系统（DCS）DCS主要用于实现锅炉、汽轮发电机组及其辅助系统的监视和控制，DCS的功能包括数据采集与处理系统（DAS）、模拟量控制系统（MCS）、顺序控制系统（SCS）的控制本期分散控制系统配置3台CRT显示键盘和鼠标，作为运行人员的主要监视操作手段7.5.1.2 汽机控制系统汽机的控制系统主要实现汽轮机正常运行时的调节和事故状况下的保护，采用油压和电气相结合的方法，汽机的油压控制部分由汽轮机厂家配套提供，DCS提供电气保护连锁及运行时数据的监视7.5.2 通讯接口DCS系统内部通讯采用冗余高速通讯网络，采用冗余实时通讯网络和开放式信息通讯网络双层独立结构，确保内部通讯的可靠性和高速支持TCP/IP等网络通讯协议，可接入全厂管理网络，以实现全厂智能管理。
7.5.3 常规仪表及后备手操常规仪表与控制设备装设的原则是：当分散控制系统故障时，确保汽轮机安全停机；当分散控制系统部分故障时，能保证短时间安全运行本工程设置少量常规仪表和后备操作手段，并根据汽轮机组的特点，在操作台上设有停汽机、停发电机及交流油泵等操作控制按钮，以保证机组在紧急情况下安全快速停机操作台上设置的常规后备操作手段有：l 手动紧急停汽轮机l 手动紧急停发电机l 手动灭磁开关分闸l 交流润滑油泵l 直流事故油泵l 设置少量的光字牌以实现常规报警功能7.5.4 控制系统可靠性I、DCS系统可靠性设计主要考虑如下几个方面a）系统可用率大于或等于99.9%b）抗干扰共模电压不小于250V，共模抑制比不小于90dB差模电压不小于60V，差模抑制比不小于60dBc）备用容量l 控制CPU的负荷率不大于60%，操作员站CPU负荷率不大于40%l 内部存储器占有容量不大于50%，外部存储器占有容量不大于40%l I/O点裕量20%l I/O模块槽的裕量不小于10%l 通讯总线的负荷率不大于30%（对以态网总线不大于20%）l 操作员站允许最大标签量至少为系统总I/O点数的200%d）为保证控制系统的可靠运行，分散控制系统的供电、接地、以及输入、输出线路的屏蔽与敷设将按照分散控制系统的要求设计。
e）通讯系统冗余设置（包括冗余通讯总线及接口模件）以保证任一数据通讯总线故障时不影响通讯系统的正常工作f）每个操作员站配置一个LCD，控制室内的所有操作员站应组态相同，可互为备用g）连接到数据通讯系统上的任一系统或设备故障，将不会导致通讯系统瘫痪或影响其它联网系统和设备的工作h）DCS的控制器模件冗余配置，当工作的处理器模件发生故障，系统能自动的以无扰方式快速切换至与其冗余的处理模件，并在操作员站报警i）控制系统将有完善的系统自诊断功能，当系统发生故障时，提醒运行人员注意并采取相应措施控制系统的诊断功能将至模件级j）当分散控制系统发生全局性或重大故障时，为确保极重要的设备安全，将设置独立DCS的常规后备操作手段，手动紧急停机、停发电机、交流润滑油泵及真空破坏门等II、DCS系统采用两路电源供电，一路来自UPS电源，另一路来自电气厂用低压厂用母线在一路电源故障时自动切换到另一路，以保证任何一路电源的故障均不会导致系统的任一部分失电7.6 热工自动化功能7.6.1 数据采集系统（DAS）7.6.1.1 DCS的数据采集和处理系统 数据采集系统至少应该完成以下功能I 过程变量的采集和处理1）采集工艺系统各种参数、设备状态等信号2）输入信号的正确性判断、数字滤波、非线性校正、参数补偿、故障检查及工程单位变换处理；3）参数计算，包括和、差、平均、最高、最低、累计、变化率、热焓等；4）具有显示、制表记录、历史数据存储和检索以及性能计算等功能。
II 显示1）能显示DCS内所有的输入、输出点和参数；2）能提供对机组运行工况画面的开窗显示、滚动画面和图象缩放显示；3）能显示机组和设备运行时的操作指导；4）显示类型主要包括功能组显示、细节显示、成组显示、棒状图显示、趋势显示、Help显示、系统状态显示及模拟图显示等III报警1） LCD报警功能允许对每一个模拟量和开关量报警状态指定为特定优先级；2） 所有带报警限值的模拟量输入信号和计算变量均分别设置“报警死区”，减少频繁报警；3）设备停运及设备启动时，有模拟量和数字量信号的“报警闭锁功能”，启动结束后“报警闭锁”功能将自动解除；4）能对所有输入信号和计算变量提供可变的报警限值IV 记录、打印报表主要包括定期制表打印、跳闸追忆记录、事件顺序记录、运行人员记录等1）运行人员操作记录2）变量趋势记录3）参数越限和报警记录4）事故顺序记录5）事故追忆记录6）设备运行累计记录7）设备状态记录8）设备性能记录9）定期记录（包括小时、班报表、日、月、年定期报表）10）画面拷贝V 性能计算1）简单计算如差、和、积、商、开方、平均、累计等；2）性能计算3）效率计算4）锅炉效率及机组净热耗率VI 历史数据存储和检索7.6.1.2 重要指示参数1）汽机转速2）发电机功率3）发电机频率7.6.2 自动调节系统（MCS）汽轮机的主要参数自动调节均在分散控制系统（DCS）中实现。
自动调节项目如下：1）蓄热器水位调节2）除氧器水位调节3）凝汽器水位调节4）汽轮机转速自动调节7.6.3 顺序控制系统（SCS）顺序控制系统的主要任务是按机组主要运行方式、以及有关热力设备系统的状态、参数、对机组的主要辅机以及相关的阀门进行程序启动、停止控制控制将按照子功能组和驱动分级控制方式操作员能够通过操作员对SCS中的单个设备进行启、停或开、关操作，也可以通过操作员站对子功能组中相关的一组设备进行顺序启、停同时SCS中还考虑设置系统及单个设备的连锁和保护功能组的相关设备状态、启动允许条件、操作顺序和运行方式均可在LCD上显示机组将设置下列功能组控制系统：1）汽机主汽系统子功能组2）凝结水系统子功能组3）凝汽器真空系统子功能组4）循环水系统子功能组5）汽机油系统子功能组7.6.4 汽机控制系统7.6.4.1 汽轮机控制系统汽轮机的控制系统采用电液控制，由汽轮机供货厂家成套提供，主要任务是自动控制汽机转速、负荷、压力，能对汽机从盘车开始，冲转、暖机、升速至额定转速、正常运行进行控制和调节DCS主要对系统的重要参数进行监视，并配合油压系统对汽轮机进行控制7.6.4.2 汽机本体检测保护系统（TSI）汽机本体检测保护系统通过对汽机本体运行中重要参数的检测来监视汽机行状况，并可以把检测到的信号传给分散控制系统（DCS），在参数达到停机值时，DCS发出紧急停机命令，来保护汽轮机本体安全。
汽机本体监测系统（TSI）由汽机供货厂家成套提供包括下列检测内容：1）轴向位移2）轴承盖振动3）汽机转速4）胀差5）汽缸膨胀6）油动机行程指示7.6.5 热工保护和报警7.6.5.1 热工保护I 汽机紧急跳闸系统汽机紧急跳闸系统由DCS内部实现此系统为汽机在危险工况下提供紧急跳闸保护，主要保护跳闸项目有：1）汽轮机转速超过危急保安器动作转速2）凝汽器真空低于给定的极限值3）润滑油压下降超过极限值4）转子轴向位移超过极限值5）轴承振动超过极限值6）汽缸胀差超过极限值7）手动停机8）轴瓦温度和轴承回油温度超过极限值9）发电机主保护动作10）汽轮机要求的其他保护项目II 发电机保护发电机保护包括下列内容：1）汽轮机跳闸2）发电机主保护动作3）发电机厂家要求的其他保护项目7.6.5.2 热工报警I 本工程热工报警包括常规光字牌报警和数据采集系统报警功能II DCS的全部报警项目在LCD上显示，并在打印机上打印III DCS中的报警项目包括：1）工艺系统热工参数偏离正常运行范围2）热工保护动作及主要辅故障3）辅机系统故障IV常规报警项目包括1）最重要的工艺系统热工参数偏离正常运行范围2）重要的辅机故障3）热工监控系统故障4）热工电源故障5）机组保护跳闸原因7.7 热工自动化设备选择7.7.1 分散控制系统7.7.1.1 操作员站配置人机接口设备本工程人机接口配置如下：操作员站（主机） 2套工程师站 1套操作员站显示器（LCD 22"） 2套工程师站显示器（LCD 22"） 1套打印机 1台7.7.1.2 DCS的选型原则1）技术成熟，适合电站特点；2）性能价格比好；3）采用国内电站行业使用较多，较可靠的国内品牌。
7.7.3 主要仪表及设备选型1）汽机安全监控仪表由汽轮机厂家提供2）重要阀门的执行机构选用名牌产品3）压力、差压变送器选用智能系列变送器4）用于保护、连锁的过程开关选用美国UE进口产品7.8 火灾自动报警及消防联动系统本工程火灾自动报警系统采用总线制可寻址开关量式火灾探测报警系统（带不停电电源装置），在火灾初期，能够将燃烧产生的烟雾、热量等物理量，通过火灾探测器变成电信号，传输到火灾报警控制器，并同时显示出火灾发生的部位，记录火灾发生的时间a) 火灾探测设置区域1) 主控制室2) 电子设备间3) 电缆夹层4) 高低压配电室5) 汽轮机油箱6) 汽机房架空电缆b) 探测方式各区域探测方式详见表8-1安装在保护区的探测器不断的向所监视的现场发出巡检信号，监视现场的烟雾浓度、温度等，并不断反馈给报警控制器，控制器将接到的信号与内存的正常整定值比较、判断确定火灾当发生火灾时候，发出声光报警，显示火灾区域或楼层房号的地址编码，并打印报警时间、地址等同时向火灾现场发出警铃报警，在火灾发生楼层的上下相邻层或火灾区域的相邻区域也同时发出报警信号，以显示火灾区域火灾自动报警系统设置自动和手动两种触发装置。
各类火灾探测器是自动触发装置，而在各疏散通道、楼梯口等处设置的手动火灾报警按钮是手动触发装置，具有应急情况下，人工手动报警的功能每个防火分区设置一只手动火灾报警按钮从一个防火分区内的任何位置到最邻近的一个手动火灾报警按钮的距离，不应大于30m手动火灾报警按钮设置在主要出入口处，部位明显且便于操作安装在墙上时其底边距地高度在1.3~1.5m，且标志明显手动火灾报警按钮与设在主控制室内集中报警器连接，且单独占用一个部位号当控制器收到探测器、手动报警开关所发来的火警信号及发生设备故障时，均可在报警器中报警，且显示故障类型及编码在故障报警或已处理火警时，若发生火警则报火警，而当火警清除后又自动报原有的故障系统中的时钟走时通过软件编程实现，具有相应的存储单元，记忆事故发生时间为了提高报警系统的可靠性，控制器设置检查功能，可定期或不定期进行模拟火警检查表8-1 火灾探测区域及探测方式建筑物和设备火灾探测器类型主控制室感烟型电子设备间感烟型电缆夹层感烟型高低压配电室感烟型汽轮机油箱感温型或感光型汽机房架空电缆处线型定温型7.8 电源7.8.1 AC380/220V1) 汽机就地配电箱两路，取自厂用电低压母线；2) 主厂房内电动阀门两路，取自厂用电低压母线。
7.8.2 AC220V电源1) 控制室DCS电源柜两路，一路接自UPS，另一路接自厂用电低压母线；2) 控制室AC220V电源两路，取自厂用电低压母线；3) 电动调节阀电源，取自热控电源箱。