水泥厂电气初步设计方案.docx
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水泥厂电气初步设计方案
5.电气及生产过程自动化
设计范围：
生产厂区从石灰石破碎到水泥成品包装的各生产车间的供配电、车间电力拖动、生产过程自动化、建筑物的防雷及照明和通讯设计。
辅助生产车间的供配电、电力拖动、照明及防雷设计。
供配电
供电电源
本工程从区域变电各引一路35KV电源，满足全厂所有负荷的用电要求。
在烧成系统设一台300KVA柴油发电机组，此保安电源供回转窑、篦冷机一次风机、计算机系统等水泥厂一级负荷的设备保安及其它用电负荷的可靠供电
35KV双电源引至本工程新建变电站。
变电站内设一台35/10，10000KVA变压器，为全厂10KV配电站供电。
电压等级
变电站受电电压：
高压配电电压：
高压电动机电压：
10KV
低压配电电压：
低压电动机电压：
直流电动机电压：
440VDC
直流操作电源电压：
220VDC
照明电压：
220VAC
用电负荷：
装机容量：
9400KW
其中：
高压电动机：
5000KW
低压电动机：
4400KW
10KV配电系统
1、本工程共设二座10KV配电站，即生料粉磨配电站、水泥粉磨配电站。
2、配电站的接线方式
生料粉磨配电站、水泥粉磨配电站均由变电所配电站供电，采用10KV单回路进线，单母线不分段运行方式。
3、配电站均为户内式，采用综合保护器。
站内设高压中置抽屉式开关柜，以10KV向各自供电范围的10KV高压电动机和电力室的10/变压器供电。
功率因数补偿
在变电所配电站10KV侧设高压电容器补偿装置。
在生料磨和水泥磨主电机机旁装设静止式进相器补偿装置，以使补偿保持平衡。
各电力室设低压功率因数自动补偿装置。
经补偿后10KV母线上功率因数达以上。
车间电力室
（1）根据生产工艺流程、总图布置及负荷分布情况，本工程拟设原料粉磨电力室、窑头电力室、水泥粉磨电力室以及石灰石破碎控制室、窑尾控制室、辅助原料破碎控制室和水泥包装控制室。
各电力室的供电范围及地点
1）原料粉磨电力室：
位于废气处理底层
供配电范围：
石灰石破碎控制室、窑尾控制室、辅助原料控制室、原料调配库底、原料粉磨及废气处理车间、生料均化库顶。
石灰石破碎控制室供配电范围：
石灰石破碎及输送、石灰石预均化。
辅助原料控制室供配电范围：
辅助原料破碎及输送、原料调配库顶。
窑尾控制室：
位于窑尾底层，供配电范围：
生料均化库底、生料入窑喂料、窑尾。
2）窑头电力室：
位于窑头电收尘底层
供配电范围：
窑中、窑头及熟料输送、中控室、机修车间、原煤破碎、预均化及煤粉制备。
3）水泥粉磨电力室：
位于水泥磨车间旁
供配电范围：
水泥粉磨、水泥调配库底、水泥储存库顶、水泥包装控制室、熟料库底、石膏破碎、水泥调配库顶、循环泵房、水塔、污水站等。
水泥包装控制室供配电范围：
水泥储存库底、水泥包装。
供配电线路
（1）所有动力电缆及控制电缆均采用铜芯电缆。
10KV电力电缆采用YJV-10型交联聚氯乙烯电缆，低压电缆采用VV-1000铜芯全塑电缆。
控制电缆采用KVV-500铜芯控制电缆，导线一般采用BV-500铜芯塑料绝缘导线。
（2）厂区内电力室或控制室与车间之间的联系根据具体情况用电缆桥架、电缆直埋或电缆穿管相结合的方式，条件允许时尽可能采用电缆桥架方式。
（3）厂区道路照明：
厂内主要道路照明采用直埋配电线路。
防雷保护及接地系统
（1）按国家防雷规范设置防雷保护。
（2）接地系统：
10KV系统为小电流接地系统。
380/220V低压配电系统采用TN-C-S接地系统。
各配电站及电力室均设置接地装置，通过电缆沟、电缆桥架的接地干线，将各处接地装置连接起来形成全厂接地网。
车间电力拖动
车间供电系统：
生料粉磨配电站、水泥粉磨配电站分别以10KV电源向各车间高压电动机和各车间电力室变压器供电。
主要生产车间由电力室向低压负荷和低压电动机放射式直接供电。
某些负荷较集中且距电力室较远的车间和非主要车间设控制室进行供配电，控制室电源引自电力室。
控制方式及控制水平
主要工艺流程生产线的设备采用计算机控制系统进行控制。
由原料配料至水泥入库，采用集散型计算机控制系统。
在厂区中央控制室对工艺生产线进行集中操作、监控、管理。
各车间电力室设现场控制站，完成各车间设备的起动顺序、连锁关系和设备保护等控制，即开关量的顺序逻辑控制。
由计算机控制的每台设备在机旁均设有按钮盒或控制箱，装有带统一钥匙的控制方式选择开关，进行控制方式选择。
有“集中”、“断开”、“机旁”三种控制方式，“机旁”方式优先。
在集中方式控制时，在中央控制室根据工艺流程和设备保护要求，对电动机组及用电设备，通过操作站键盘操作，按顺序逻辑关系进行开停控制，用电设备的备妥、运行、故障等状态可在中央控制室的操作站LED上显示。
各种故障及工艺参数可由打印机打印报表。
在机旁控制方式时，可在机旁进行单机的开停，以满足单机试车的要求。
在断开方式时，集中控制和机旁控制均无效，已保证检修人员的人身安全。
在故障时中央控制室和机旁均可进行紧急停车。
电动机型式及起动方式
电动机容量、型式及调速方案由工艺专业在设备选型及成套供货时确定。
高压电动机采用液体变阻器起动，低压绕线型电动机采用频敏变阻器起动；一些特殊设备的低压大型鼠笼电动机不满足直接起动条件时采用软起动器起动，其余鼠笼电动机一般直接起动。
直流电动机采用全数字可控硅直流传动装置调速；需调速的交流电动机采用全数字变频调速装置调速。
设备选型
各车间电力室作为低压配电中心，均采用户内型式。
电力变压器选用S11系列低损耗节能变压器，连接组标号：
D，yn11。
变压器进线开关选用FN2-10/400型负荷开关，配CS4操作机构。
低压开关柜选用GCS系列抽屉式开关柜和GGD柜，低压元器件如低压断路器、接触器、热继电器选用施耐德产品。
电气仪表的设置
每个配电点的进线柜上设置电压表，指示电源电压。
容量在55kW及以上的电动机或有特殊要求的电动机在控制柜装设电流表，并进入中控显示。
电气照明
照明电源引自电力室的照明用低压配电屏，电源为三相四线，照明电压为200V。
车间照明一般采用均匀照明和局部照明相结合，均匀照明为主，局部照明为辅。
办公楼、化验室、车间值班室、控制室，照明光源均采用荧光灯或白炽灯。
生产过程自动化
设计原则及控制方案
为使工艺生产线处于最佳运行状态，保证产品质量，节约能源，提高劳动生产率，本工程采用技术先进、性能可靠的集散型计算机控制系统，对全厂主要工艺流程的各车间进行集中监控管理，分散控制。
该系统由操作站、现场站、系统通讯网络组成。
操作站设置于中央控制室，操作站通过LED和键盘完成生产过程的监控和操作，包括组启动/组停止及紧急停车的操作，用电设备的备妥、运行、故障等状态的显示，生产过程参数的显示、设定、报警、记录和自动控制等，各种故障报警及各工艺参数可由打印机打印出报表。
现场控制站设置于各电力室，完成顺序逻辑控制的起动顺序和连锁关系，开关量和模拟量的数据采集、处理，PID回路的控制等。
计算机控制系统的配置
（1）现场控制站：
#1站：
设于生料磨电力室内。
控制废气处理、生料粉磨、生料均化库顶。
#2站：
设于窑头电力室内。
控制烧成窑头及熟料输送至熟料储存库、煤予均化库、原煤破碎及输送、煤粉制备等。
#3站：
设于水泥磨电力室内。
控制水泥粉磨及水泥储存库顶等。
（2）远程站：
在原料配料控制室设原料配料远程站，由生料粉磨电力室的操作站完成对原料配料的集中通讯。
在水泥调配控制室设水泥调配远程站，由水泥粉磨电力室的操作站完成对水泥包装的集中通讯。
（3）操作员站及工程师站：
在厂区中央控制室设6台操作站，其中一台兼作工程师站。
操作员站由主机、LED、键盘及打印机等组成，其功能为：
1）具有动态参数的工艺流程图的显示
2）电动机等成组设备的起动、停止操作及运行状态的显示
3）过程参数的趋势曲线和记录
4）控制回路过程参数的给定
5）PID调节回路参数的详细显示及参数的设定
6）报警状态及显示
（4）系统通讯网络
系统通讯网络连接操作站和过程控制站及与外部计算机通讯的接口，其功能为：
完成操作站与过程控制站之间的数据传输，完成各过程控制站之间的数据传输，各操作站之间的数据传输。
其它自动化装置
（1）线扫描型胴体测温装置：
包括红扫描头、计算机及外部设备和应用软件等，对窑胴体表面温度和轮带间隙进行监视控制，并以三维图形的形式在LED上显示。
（2）工业电视系统：
在窑头、篦冷机设置专用看火工业电视装置；
（3）气体分析：
在废气处理电收尘入口装设CO分析仪，以便提高操作水平及防止设备事故。
（4）工艺工况的检测：
根据工艺生产过程的需要，在生产工艺线上设置温度、压力、流量、料位、速度等检测装置，并将信号送入计算机系统，以便完成对生产状况的监视。
自动化设备选型：
（1）温度仪表：
热电阻选用Pt100铂热电阻，保护管ф20；热电偶选用K型热电偶，保护管ф20。
（2）现场温度指示仪：
选用数字式指示报警仪。
（3）压力/差压变送器：
选用系列智能型压力/差压变送器。
（4）料位计：
选用雷达料位计。
（5）计算机模块选用：
DI：
DO：
无源触点
AI：
4～AO:
4～
（6）UPS电源选型：
三相供电，单相馈电。
自控线路及接地
一次检测元件变送器至各现场站之间的连接导线及直流信号线均采用JYVP多芯护套双绞屏蔽电缆，交流及开关量信号线选用KVV型多芯控制电缆，热电偶至现场站的连接导线选用屏蔽及外护套的高温补偿导线。
电缆线路应尽量敷设在电缆沟或有盖的电缆桥架内，并与电力电缆分设，当条件不具备需靠近电力电缆时，要用隔板隔开，出电缆沟和桥架后穿钢管敷设。
做好自动化系统的专用接地装置，各现场站和控制室分别设置屏蔽接地体，并用专用电缆与中控室屏蔽接地母线连接。
信号电缆屏蔽层在箱盘一端接至屏蔽接地母线上。
计算机系统的接地按制造厂的要求设置。
仪表箱盘的金属外壳应单独接至电气接地保护母线上。
电气投资投资估算表单位：
万元
序号
设备名称
数量（台）
设备费
合计
1
变电所（不含进线线路）
1
180
180
1
变压器
4
18
72
2
水电阻
4
14
3
低压柜
52
4
电缆
550
5
工业电视
2
6
12
6
压力变送器
60
27
7
热电偶、阻（料位计）
24
8
桥架
600
24
9
DCS系统
1
45
180
10
窑主柜
1
6
6
11
进相器
4
3
12
12
土建
80
13
施工费
55
14
高压柜
14
7
98
15
照明
1
12
12
16
钢材
15
17
CO分析仪
1
13
合计
升级会员 