陳日光

摘 要：本文中，筆者將結(jié)合真實(shí)案例，對(duì)生活垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目中的電氣主接線設(shè)計(jì)進(jìn)行簡(jiǎn)要分析，希望能夠?qū)ψx者提供有價(jià)值的參考。

關(guān)鍵詞：生活垃圾；焚燒發(fā)電；電氣主接線

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.17.137

0 引言

據(jù)相關(guān)研究數(shù)據(jù)表明，采用焚燒的方式對(duì)生活垃圾進(jìn)行處理，具有著明顯無(wú)害化和減量化優(yōu)勢(shì)，比如：占地面積小、不會(huì)對(duì)地下水造成污染等，余熱還可以用在發(fā)電上。從這個(gè)角度看來(lái)，生活垃圾焚燒項(xiàng)目的應(yīng)用不僅具有著一定的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)具有明顯的環(huán)境效益和社會(huì)效益。到目前為止，焚燒生活垃圾發(fā)電已經(jīng)成為新能源開(kāi)發(fā)之后的一個(gè)熱點(diǎn)話(huà)題，已經(jīng)成為相關(guān)人員一個(gè)新的研究方向。

1 電氣主接線設(shè)計(jì)

現(xiàn)階段，采用機(jī)械爐排焚燒爐技術(shù)進(jìn)行焚燒是一些中大型城市用于生活垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目的主要方式，對(duì)于引進(jìn)的焚燒爐在垃圾處理容量上具有一定的標(biāo)準(zhǔn)，單臺(tái)每天能夠焚燒處理垃圾量在350～800噸之間，個(gè)別經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)的地區(qū)，會(huì)選擇每天處理量超過(guò)1千噸的焚燒爐。隨著垃圾分類(lèi)的開(kāi)展，進(jìn)廠生活垃圾的品質(zhì)如含水率、熱值等指標(biāo)的不斷提供，垃圾焚燒發(fā)電機(jī)組的容量也逐步向8000～20000千瓦發(fā)展。另由于生活垃圾發(fā)電項(xiàng)目基本處于城鄉(xiāng)結(jié)合區(qū)域，一般都是統(tǒng)一將垃圾收集在一起，然后通過(guò)汽車(chē)運(yùn)輸?shù)姆绞?，運(yùn)送到生活垃圾焚燒項(xiàng)目進(jìn)行處理。而垃圾場(chǎng)周?chē)碾娋W(wǎng)一般都電壓等級(jí)都是35kV和110kV，因此，生活垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目需要采用的電壓等級(jí)也應(yīng)該是在35kV和110kV[1]。

1.1 35kV和110kV電壓等級(jí)選擇

隨著時(shí)代的進(jìn)步，用電需求量也在逐漸增加，35千伏的電壓已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足人們生活上的用電需要，因此，為了能夠讓人們更好的生活，提供給人們滿(mǎn)足需求的用電量，110千伏的電壓已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，相比較而言，后者的用電安全性會(huì)更高，同時(shí)，從生活垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目的發(fā)展來(lái)看，110千伏能夠滿(mǎn)足后期的擴(kuò)建計(jì)劃。但是，對(duì)于一些較為經(jīng)濟(jì)發(fā)展并不是很好的地區(qū)，35千伏的電壓是更為經(jīng)濟(jì)的選擇，其原因在于，如果電壓增加，那么所需要的用電設(shè)備就需要增加，在經(jīng)濟(jì)上的投入也會(huì)更大。因此，在對(duì)電壓等級(jí)進(jìn)行選擇時(shí)，要根據(jù)具體項(xiàng)目的規(guī)模、長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展情況以及當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展水平，最終由當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)部門(mén)通過(guò)核實(shí)審查進(jìn)行決定。

1.2 高壓廠用電壓等級(jí)選擇

1000千瓦～20000千瓦發(fā)電機(jī)組是我國(guó)小機(jī)組電廠普遍采用的，能夠發(fā)出的電壓有兩種，分別為6.3千伏和10.5千伏，對(duì)于電廠用電的高壓段來(lái)講，兩種電壓都適用，具體要看工程的條件：

因素一：廠內(nèi)用電的高壓備用電源以及保安電源。通常情況下，生活垃圾焚燒發(fā)發(fā)電項(xiàng)目中選擇的廠用高壓備用電壓或者保安電源，是除了并網(wǎng)線路外的一路中壓廠外電源。據(jù)相關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)表明，將6.3千伏的電壓應(yīng)用在10.5千伏電壓等級(jí)中已經(jīng)成為大眾型城市電網(wǎng)配置中的普遍選擇。

因素二：通過(guò)性?xún)r(jià)比進(jìn)行選擇。相比較6.3千伏的電壓來(lái)講，10.5千伏具有一定的優(yōu)勢(shì)，比如：短路電流小、帶負(fù)載能力強(qiáng)、用電的安全性也更高一些，對(duì)于功率較大的電動(dòng)機(jī)來(lái)講，優(yōu)勢(shì)會(huì)更加突出。但是在用電設(shè)備的變壓器、開(kāi)關(guān)柜等方面來(lái)講，兩種電壓之間的差距并不是很明顯，同時(shí)，該項(xiàng)目不需要用太多的高壓電動(dòng)機(jī)，高壓開(kāi)關(guān)柜的成本也不是特別高，總的來(lái)講，更實(shí)用于高壓電廠用電等級(jí)的是10.5千伏。

1.3 發(fā)電機(jī)出口斷路器及備用電源的選擇

由于大型機(jī)組發(fā)電機(jī)出口短路其的制造具有一定的難度，同時(shí)需要較高的經(jīng)濟(jì)成本和安全性，因此，在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，相關(guān)技術(shù)人員一直在不斷的對(duì)這個(gè)問(wèn)題展開(kāi)研究，看是否能夠生產(chǎn)出具有安全性、性?xún)r(jià)比高的發(fā)電機(jī)組。隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，這方面的技術(shù)也日漸成熟起來(lái)，到目前為止，很多發(fā)電機(jī)出口都開(kāi)始裝有斷路器。對(duì)于規(guī)模較小的發(fā)電機(jī)組來(lái)講，制造難度較低、成本也相對(duì)較小，不僅能夠使安全性和穩(wěn)定性得以提高，同時(shí)能夠有效的降低設(shè)置投資，可以直接從高壓配電裝置經(jīng)主變降壓倒送至廠用電解決機(jī)組啟動(dòng)和停機(jī)檢修的問(wèn)題。如果其建設(shè)項(xiàng)目只有一條上網(wǎng)線路，可以從實(shí)際情況的角度出發(fā)考慮，是否用需要引用廠外高壓用電設(shè)備。如果設(shè)有兩回出線，則可以互為備用。

2 工程實(shí)例分析

為了能夠更好的對(duì)上文做出解釋?zhuān)疚闹袑⒔Y(jié)合某地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展較好的城市為例，對(duì)該地區(qū)生活來(lái)及焚燒發(fā)電項(xiàng)目進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。該項(xiàng)目中，配備2臺(tái)單爐處理垃圾量為750噸/天的機(jī)械爐排爐及2臺(tái)18兆瓦汽輪發(fā)電機(jī)組。通過(guò)外網(wǎng)情況的了解，可以清楚的知道，通過(guò)一回35千瓦的線路，2臺(tái)18兆瓦發(fā)電機(jī)組在經(jīng)過(guò)主變升壓后進(jìn)入到電網(wǎng)，共有三種接線形式，即：第一，單母線接線。這種接線方式具有著一定的優(yōu)勢(shì)，比如：具有更強(qiáng)的供電靈活性、穩(wěn)定性最高。對(duì)于后期項(xiàng)目整改或者擴(kuò)建來(lái)講，有更好的適用性，但是，由于在初期的時(shí)候投入較高的成本，因此，在選用時(shí)，可以先考慮是否在未來(lái)具有擴(kuò)建的發(fā)展趨勢(shì)，以免花費(fèi)過(guò)高的成本。第二，擴(kuò)大電源線。雙繞組變壓器形式是本工程中采用的形式，有相關(guān)結(jié)果表明，10.5千伏的側(cè)短路電流水平可以將電路控制在25000安內(nèi)，因此，本次項(xiàng)目中采用10.5千伏對(duì)電流進(jìn)行抑制，發(fā)電機(jī)出口斷路器以及廠內(nèi)用到的設(shè)備均采用輕型設(shè)備。因此，無(wú)需設(shè)置分裂電抗器。當(dāng)然，6.3千伏的機(jī)組設(shè)備也可選擇使用，但是，需要在計(jì)算之后，對(duì)三繞組變壓器、電抗器等適當(dāng)?shù)奶砑樱ㄟ^(guò)這樣的方式控制電流水平。相比較單母線接線，這種方式更適合應(yīng)用于初期投資。第三，發(fā)電機(jī)-變電器-線路接線。與擴(kuò)大電源線方式相同，由于其技術(shù)經(jīng)濟(jì)不適用于擴(kuò)大工程，因此不需要對(duì)此加以考慮。

如圖1、圖2所示，高壓廠內(nèi)使用的工作電源不需要設(shè)置單獨(dú)的發(fā)電機(jī)主母線，只需要按照?qǐng)D中所示，從主變低壓側(cè)引接，高壓用電采用單母線分段設(shè)計(jì)，兩段母線可以做互為備用。圖3的方案設(shè)計(jì)時(shí)采用單母線分段設(shè)計(jì)的方式設(shè)置發(fā)電機(jī)電壓母線，高壓廠用電源直接引自發(fā)電機(jī)出口母線。

由上面三個(gè)圖可知，單個(gè)方案各有優(yōu)缺點(diǎn)，其中，圖1、圖2方案的優(yōu)點(diǎn)是供電安全性更高，主要是由于高壓電動(dòng)機(jī)與發(fā)電機(jī)出口并沒(méi)有連接上。對(duì)于高壓配電設(shè)備布置的靈活性來(lái)講，也更能滿(mǎn)足檢修需要，但是，缺點(diǎn)在于需要增加經(jīng)濟(jì)成本，主要是由于需要增加兩臺(tái)開(kāi)關(guān)柜設(shè)備。而圖三的方案的優(yōu)點(diǎn)在于發(fā)電機(jī)與主變間可以實(shí)現(xiàn)價(jià)差供電，造價(jià)也比較低，供電較為靈活，但是，缺點(diǎn)在于布置局限性大。如果單方面的從經(jīng)濟(jì)性來(lái)看，圖3應(yīng)該是最合適的設(shè)計(jì)方式。

在本工程建設(shè)中，發(fā)電機(jī)出口設(shè)置斷路器，建設(shè)出線回路為一回，綜合考慮本工程的設(shè)備水平由于電源方案，保安電源可選用廠外專(zhuān)用電源引接或者通過(guò)在廠內(nèi)設(shè)置柴油機(jī)發(fā)電裝置都可以，也各有優(yōu)缺點(diǎn)。廠外引接專(zhuān)用電源具有響應(yīng)速度快、穩(wěn)定性高的優(yōu)點(diǎn)，但是缺點(diǎn)是會(huì)受到經(jīng)費(fèi)和政策等客觀因素的限制。而柴油機(jī)發(fā)電的優(yōu)點(diǎn)是不需要考慮前者的客觀因素，但是投資也相對(duì)較大，消防要求較多。因此，在選擇方案時(shí)，需要根據(jù)具體的情況做具體分析。

3 結(jié)束語(yǔ)

生活垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目不僅可以有效的解決生活垃圾，同時(shí)還能夠?qū)ζ溥M(jìn)行充分的利用，節(jié)省了很多能源。為了能夠更好的完成生活垃圾焚燒項(xiàng)目，需要從多方面考慮，在保證其安全可靠運(yùn)行的前提下，節(jié)省經(jīng)濟(jì)成本，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，更好的達(dá)到目的。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊建楠.生活垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目電氣主接線設(shè)計(jì)[J].電力勘測(cè)設(shè)計(jì)，2017（03）：62-64.