最新江泉集团发电工程225+130MW接入系统设计.docx
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最新江泉集团发电工程225+130MW接入系统设计
山东华盛江泉热电有限公司发电工程（2×25+1×30MW）可行性研究
接入系统设计
临沂正信工程勘察设计有限公司
工程设计证书乙级A237010832号
2013年08月临沂
目录
1设计依据及原则-1-
1.1设计依据-1-
2系统概况-1-
2.1临沂电网概况-1-
2.2罗庄电网现状-2-
3电力需求预测及电力平衡-3-
3.1电力负荷预测-3-
3.2电力平衡分析-5-
3.3建设必要性-7-
3.4在系统中的作用及地位-9-
4接入系统方案-9-
4.1临沂华盛江泉集团热电厂概况-9-
4.2电网概况-10-
4.3接入系统方案-11-
4.4系统短路水平计算-12-
4.5技术经济分析及投资估算-13-
5电气主接线及电气设备选择-13-
5.1主变选型-13-
5.2电气主接线-14-
6系统继电保护及安全自动装置配置部分-14-
6.1系统继电保护方案-14-
6.2安全自动装置配置方案-15-
6.3投资估算-15-
7调度自动化-15-
7.1调度关系-15-
7.2远动信息传输方式通道要求-16-
7.3调度自动化系统-16-
7.4远动信息-16-
7.5远动装置-17-
7.6电源系统-18-
7.7电量计费系统-18-
7.8投资估算-19-
8系统通信-20-
8.1系统通信现状-20-
8.2各专业通道的要求-20-
8.3业务需求-21-
8.4系统通信方案-21-
8.5投资估算-22-
9电厂接入系统规模及投资-23-
附件：
1、临沂市2012年35千伏及以上电网地理接线图
2、临沂三区2012年电网地理接线图
3、华盛江泉35kV电网图
4、接入系统方案示意图
5、煤气电厂电气主接线图
6、华盛江泉集团新建#6、7、8机组以及35千伏电网运行问题讨论会纪要
1设计依据及原则
1.1设计依据
（1）山东电网“十二五”规划及2020年远景展望
（2）临沂电网“十二五”发展规划及2030年远景展望
（3）山东华盛江泉热电有限公司发电项目接入系统工程设计合同
设计范围及依据
临沂华盛江泉集团能发电项目位于临沂市罗庄区沈泉庄内，规划装机三台（2×25+1×30MW），计划2014年建成投产。
本报告设计水平年选为2014年，短路电流展望至2020年。
本报告在《临沂电网“十二五”发展规划》的基础上，通过分析临沂电网负荷发展及华盛江泉集团有限公司供电特点，结合临沂电网规划，明确临沂华盛江泉集团发电项目在电力系统中的地位和作用，确定其合理的接入电压等级及接入系统方案。
为满足临沂华盛江泉集团发电机组2014年投产的需要，根据电网现状情况，经技术、经济比较，提出接入系统方案。
并根据接入系统方案，提出相应的系统继电保护、调度自动化及系统通信的方案设计，以确保电网安全稳定运行。
本报告主要遵循的技术规程规范有：
《电力系统安全稳定导则》（DL755－2001）
《火力发电厂设计技术规程》（DL5000－2000）
《大型电厂接入系统设计内容深度规定》（Q/GDW272-2009）
《继电保护和安全自动装置技术规程》（GB14285-2006）
《电力系统调度自动化系统设计内容深度规定》（DL/T5003-2005）
《电力系统通信系统设计内容深度规定》（DLGJ165-2003）
《电力系统通信设计技术规定》（DL/T5391-2007）
2系统概况
2.1临沂电网概况
临沂电网位于山东电网的东南部，供电范围为市内四区和九个县，总供电面积17191.21km2。
临沂电网最高电压等级为500kV，现已形成以500kV、220kV为主干的供电网络，并通过四回500kV线路（枣蒙Ⅰ、Ⅱ线、蒙照Ⅰ、Ⅱ线）与山东主网相连。
通过220kV十温Ⅰ、Ⅱ线、苍叶线、十岩线、河君线与枣庄电网相连，通过220kV贤穆线、莒水线、村九线、村锦线、稍锦线与日照电网相连，通过220kV河泉线、温泉线与泰安电网相连。
220kV苍山站、云蒙站、温水站由枣庄电网供电，220kV浚河站由泰安电网供电。
2012年，临沂电网拥有统调公用电厂3座，装机总容量2855MW，即临沂电厂（1120MW）、费县电厂（1300MW）、江泉热电（435MW）。
临沂电网现有500kV变电站1座，即沂蒙站，主变总容量3000MVA；境内500kV线路4回，枣庄～沂蒙Ⅰ、Ⅱ回、沂蒙～日照Ⅰ、Ⅱ回线路；220kV变电站23座，变电总容量7740MVA；220kV线路58回，约1541km。
2012年，临沂电网全社会用电量305.7亿kWh，全社会最大负荷4741MW，其中网供电量263.6亿kWh，网供最高负荷达到4308MW。
根据临沂电网“十二五”发展规划，预计2015年全社会用电量将达到432.1亿kWh、网供最大负荷达到6215.4MW，“十二五”期间递增率分别为12.11%和9.97%。
目前，临沂电网存在的问题有：
（1）220kV变电站容载比偏低，供电能力不足，部分地区电网建设滞后于经济发展。
（2）随着城区的大规模扩展和开发区的建设，用电负荷密度增长迅速，部分地区110kV和35kV变电站供电半径及供电质量不能满足要求。
临沂电网2012年电网地理接线图见附图1
2.2罗庄电网现状
罗庄区电网位于临沂三区电网的南中部，现已形成以220kV宝泉站（2×180MVA）、沈泉站（2×150MVA）、220kV城南站（2×180MVA）、220kV堰头站（2×240MVA）为主供电源，110kV线路为骨干的网络结构。
截至2012年底，罗庄区电网共有220kV变电站4座，变电总容量1500MVA；110kV变电站16座，变电总容量1099MVA；35kV变电站6座，变电总容量167.2MVA；220kV线路8条，线路长度约123km；110kV线路11条，线路长度约168.1km；35kV线路13条，线路长度约89km。
罗庄电网是临沂市城区电网的组成部分，境内220kV电网环网运行，通过220kV沈郯线、堰头～郯城线和郯城电网联系，通过220kV宝苍ⅠⅡ线和苍山电网联系；境内110kV电网均由220kV变电站提供电源，110kV电网均开环运行。
110kV电网三区内联系紧密，通过110kV张恒线和郯城电网联系，通过110kV宝恒青神线给苍山电网提供电源。
截止2012年底，罗庄区拥有统调公用电厂2座，装机容量1555MW，即临沂电厂（1120MW）、江泉热电（435MW）。
罗庄区属直供负荷，工业负荷占比较大，2012年全社会最高用电负荷为970MW，用电量76.38亿kWh，其中网供最高负荷为480MW，网供电量33.78亿kWh。
全区电量和负荷主要集中在周边工业企业。
罗庄区负荷高点发生在夏季和冬季，呈现双高峰。
夏季的7、8月和冬季的1、12月由于受制冷和取暖负荷投入的影响，负荷较高，冬季最大负荷高于夏季，而4、5、9月通常处于一年负荷的低点。
随着年尖峰负荷的突出，季不均衡系数有可能继续下降。
2012年底临沂三区电网地理接线示意图详见附图2
3电力需求预测及电力平衡
3.1电力负荷预测
3.1.1临沂市电力负荷预测
临沂市位于山东省的南部，现辖3区9县，2个开发区，总面积1.72万平方公里，人口1041万，是山东省人口最多、面积最大的城市。
临沂市商贸物流繁荣，交通四通八达，滨河景区绽放迷人风采，文化名城彰显时代魅力。
在科学发展观的指引下，临沂按照“经济大市、商贸城市、文化名城、宜居城市”的战略目标，内增经济实力，外树城市形象，谱写出革命老区抢抓机遇、科学发展的壮丽篇章。
“九五”期间，临沂市国民经济持续快速发展，综合经济实力显著增强，产业结构调整取得明显进展。
2000年临沂市国内生产总值为554.6亿元，五期间年均增长12.2%。
2005年临沂市国内生产总值为938亿元，期间年均增长11%。
随着临沂市经济的快速发展，临沂电网负荷增长较快。
“十一五”期间，临沂市全社会用电量年平均增长为11.03%；全市最大电力负荷年平均增长为13.02%。
2010年，临沂电网全社会用电量234.4亿kWh，网供最高负荷达到3504MW。
2011年临沂市全社会用电量和最大负荷分别为273.49亿kWh和4650MW，同比分别增长16.67%和21.23%。
2012年临沂全年实现生产总值（GDP）3012.81亿元，增长8.75%。
其中第一产业增加值291.34亿元，增长4.42%；第二产业增加值1463.45亿元，增长5.89%；第三产业增加值1258.02亿元，增长13.4%。
第三产业所占比重同比提高1.71个百分点。
随着临沂市经济的快速发展，临沂电网负荷增长较快。
“十一五”期间，临沂市全社会用电量年平均增长为11.03%；全市最大电力负荷年平均增长为11.6%。
2012年临沂市全社会用电量和最大负荷分别为305.7亿kWh和4741MW，同比分别增长11.77%和1.96%。
预计2015年和2020年临沂市全社会用电量分别达到432.14亿kWh和705亿kWh，“十二五”和“十三五”期间平均年均增长13.01%和10.29%。
预计2015年和2020年网供最大负荷分别达到6215.4MW和9936.79MW，“十二五”和“十三五”期间平均年均增长9.97%和9.84%。
表3-1临沂市电量负荷预测表
单位：
亿kWhMW
2009
2010
“十一五”递增率
2011
2013
2015
“十二五”递增率
2020
“十三五”递增率
全社会用电量
209.3
234.4
11.03%
270
375
445
13.68%
590
5.8%
网供最大负荷
2941
3382
14.48%
4200
5700
6800
14.18%
9000
5.77%
3.1.2罗庄电力负荷预测
近年来罗庄区立足区域特点，坚持补位发展，以“三带、四城”为龙头的特色服务业亮点凸显。
沂河路、通达南路、东部滨河片区三个“十公里经济带”开发建设步伐加快，先后引进了万历皮革城、鲁南工业品批发城、茶博城、国际商品交易中心、格力精密机械制造、格兰德长丝等35个项目，总投资达230亿元。
罗庄区2005年完成生产总值102.3亿元；2009年完成生产总值201亿元，同比增长15.4%；预计2012年完成生产总值306亿元，同比增长13%。
罗庄区网供电量2012年为33.78亿kWh，根据罗庄区国民经济和社会发展规划以及历年负荷增长情况，预计2013年网供电量将达到35.17亿kWh、网供最高负荷达到520MW；2015年网供电量将达到38.04亿kWh、网供最高负荷达到580MW，“十二五”期间负荷增长率分别为5.21%：
表3-2罗庄区负荷预测
单位：
亿kWh、MW
年份
2012
2013
2014
2015
“十二五”递增率
2016
2017
2020
“十三五”递增率
全社会电量
76.38
77.9
78.67
79.45
81.03
81.84
86
全社会负荷
970
1020
1071
1125
1192
1251
1289
网供电量
33.78
35.17
36.58
38.04
41.54
44.15
47.28
负荷
480
520
550
580
630
670
710
3.2电力平衡分析
3.2.1临沂市电力平衡及分析
临沂电网现有统调电厂3座，装机总容量2855MW，即临沂电厂（1120MW）、费县电厂（1300MW）、江泉热电（435MW）。
分别为临沂电厂（3×140MW+2×350MW）、费县电厂（2×650MW）、江泉热电135MW。
根据电源建设计划，临沂电厂于2011年、2012年分别投产1台350MW机组，并于2011年、2013年各关停1台140MW机组。
2009～2020年临沂电力平衡详见表3-3
表3-3临沂电网电力平衡表
单位：
MW
2010年
2011年
2012年
2015年
2020年
一、网供最大负荷
3382
4200
4800
6800
9000
二、电网统调装机
2135
2345
2695
2555
2555
1、临沂电厂
700
910
1260
1120
1120
2、费县电厂
1300
1300
1300
1300
1300
3、江泉热电
135
135
135
135
135
三、电力盈（+）亏（-）
1、机组满发
-1247
-1855
-2105
-4245
-6445
2、停一台最大机组
-1897
-2505
-2755
-4895
-7095
3、正常18%停机备用
-1674
-2324
-2644
-4756
-6956
注：
风电不参与电力平衡
由电力平衡可见，随着负荷的增长，临沂电网电力缺额逐渐增大。
2011年需从主网受电1855～2505MW，2012年需从主网受电2105～2755MW，到2015年需从主网受电4245～4895MW，2020年为6445～7095MW。
3.2.2罗庄电网电力平衡及分析
目前罗庄电网内接入220kV电压等级的变电站2座，变电总容量660MVA。
区域内有统调电厂1座，装机总容量700MW，公用小电厂4座，装机总容量93MW。
根据山东电网及临沂电网规划，2011年-2015年罗庄区电网将新增220kV主变容量540MVA。
其中2011年新建城南220kV变电站，新增220kV主变容量360MVA，2014年扩建宝泉220kV变电站，新增220kV主变容量180MVA。
2011年-2015年该区域新增机组712MW：
临沂电厂于2011年、2012年各投产1台350MW机组；2012年投产生物质电厂，装机总容量12MW。
2011年-2015年退役240MW机组：
临沂电厂于2011年、2013年临沂电厂各退役1台140MW机组。
根据负荷发展预测，2012年达到980MW，2015年达1280MW。
扣除接入110kV及以下机组容量和机组检修备用容量，预计2012年罗庄电网220kV降压负荷为760MW，2015年降压负荷为998MW。
经计算，2012年罗庄区电网220kV容载比为2.0（不考虑堰头站为1.3），2015年容载比为1.7。
由上可见，罗庄电网一直从电网供电，一直为受电区，“十一五”末期及“十二五”期间，随着地区负荷的增长，罗庄电网受电量逐渐增加。
在不考虑季节性电厂发电情况下，2015年罗庄电网需受电998MW。
因此，临沂烨华焦化能30MW机组所发电力主要在临沂地区内消纳。
3.3建设必要性
（1）符合相关法律及国家产业政策
中华人民共和国大气污染防治法实施细则第十九条规定“工业生产中产生的焦炉煤气、高炉煤气和稳定排放的煤矿瓦斯、合成氨驰放气等可燃性气体应当回收利用。
”
“国务院关于印发节能减排“十二五”规划的通知”国发〔2012〕40号指出“推动干熄焦、高炉煤气、转炉煤气和焦炉煤气等二次能源高效回收利用，鼓励烧结机余热发电，到2015年重点大中型企业余热余压利用率达到50%以上。
支持大中型钢铁企业建设能源管理中心。
”
中华人民共和国发展和改革委员会于2005年12月2日以第40号文的形式发布了《产业结构调整指导目录（2005年本）》（以下简称《目录》），在《目录》中明确指出了“燃气蒸汽联合循环发电”、“城市集中供热建设和改造工程”“高炉、转炉、焦炉煤气回收及综合利用”属于国家鼓励投资建设的。
发改产业[2006J328号]《国家发展改革委关于加快焦化行业结构调整的指导意见的通知》中明确指出:
“要推行焦化行业清洁生产，支持节能、环保和资源综合利用技术改造。
我国焦化企业中节能、环保和资源综合利用的投资比例与国外发达国家的差距很大，技改任务重。
应大力推行焦化行业清洁生产，鼓励符合国家产业政策要求的大中型焦化企业进行干法熄焦、煤气脱硫脱氰、煤气综合利用、废水处理等重大节能环保项目建设。
”
《山东省焦化行业“十一五”结构调整意见》中提出，要提高焦化行业的装备水平，“新建或改扩建焦炉，原则上要同步配套建设干熄焦装置”，同时提出，十一五期间要重点调整山东省焦化行业的技术结构，“焦化企业要积极采用型煤炼焦等高新技术，并同步配备干熄焦及先进化产回收设施。
鼓励符合国家准入标准的焦化企业积极开发采用焦炉气及煤焦油深加工、煤调湿、水处理分级利用、余热利用、废渣废液利用等新技术，淘汰落后工艺技术装备，拉长增值产业链，推动节能环保，发展循环经济。
”
本项目是利用高炉煤气、干熄焦工艺进行发电，使资源得到节约综合利用，符合国家基本国策及产业政策。
可见，建设本项目符合国家产业政策，是非常必要的。
（2）节能减排的需要
炼钢的副产品――高炉煤气，含有大量的CO等可燃有毒气体，不能直接对空排放，如果点燃后排放，即污染环境，又浪费能源，不利于能源的综合利用。
高炉煤气热值相对较低，不宜做为其它生产的动力，建设纯烧高煤煤气的发电机组，可以对低品质的能源再次充分利用，又有利于环境保护。
传统炼焦工艺将产生的热量排放到空中而浪费掉，而干熄焦工艺技术则是将炼焦产生的热量以蒸汽的形式进行回收利用，因此可以节约大量的能源。
同传统炼焦相比，该工艺可回收利用80%的显热，每1t焦炭回收的热量约为1.35GJ。
而传统炼焦没有任何能源回收利用。
（3）环保的需要
拟建工程高炉煤气发电工程充分利用生产过程中产生大量的高炉煤气作为锅炉的燃料，不仅有效的利用了能源，降低企业的生产成本，符合国家循环经济的发展要求。
干熄焦的环保指标优于湿熄焦，拟建工程干熄焦发电工程用干熄焦工艺替代原有的湿熄焦工艺，有着良好的环境效益。
传统炼焦过程中产生大量的酚、氰化合物和硫化合物等有害物质，随蒸汽排放到空中，严重污染大气；干熄焦采用惰性循环气体在密闭的干熄炉内对红焦进行冷却，可以免除对周围设备的腐蚀和对大气的污染。
此外由于采用焦罐定位接焦，焦炉出焦的粉尘污染也更易于控制。
；
综上，本项目建成后各类污染物都可以得到有效控制，项目的建设还有着良好的环境效益，项目的建设符合环境保护的要求。
3.4在系统中的作用及地位
临沂华盛江泉集团发电机组所发电力主要在临沂电网消纳，在系统中主要满足地区部分符合用电的需求，提高本地电网的安全稳定性。
4接入系统方案
4.1临沂华盛江泉集团热电厂概况
4.1.1电厂项目概况
项目建设分两部分，即高炉煤气发电工程和干熄焦发电工程。
高炉煤气发电将钢铁生产过程中产生的煤气送至电厂煤气干管，经过电动调节阀、电动碟阀、速关阀和流量监测装置接往各燃烧器的支管。
空气经送风机加压送往空气预热器，经空气去热气加热后的热风送往各燃烧器，在燃烧器里与高炉煤气混合后送入炉膛燃烧，利用其产生的热量做功发电从而实现对低品质的能源再次充分利用。
主要建设内容为建设两套高温高压汽轮发电机发电机组。
包括2×25MW高温高压汽轮发电机组配2台130t/h高温高压纯烧高炉煤气锅炉。
干熄焦发电则主要对熄焦工艺进行改造，由原有湿法熄焦工艺改为干熄焦工艺，并利用回收的热量进行发电，以达到节能的目的，主要内容为建设2套干熄焦装置及发电机组。
1套125t/h干熄焦装置，1套75t/h干熄焦装置。
2套干熄焦系统共配备30MW发电机组一台。
4.1.2主要设备技术参数
名称
干熄焦（#8机）
煤气发电（#6、#7机）
发电机
型号：
QF-30-2
QF-25-2
额定有功功率（MW）
30
25
额定电压（KV）
10.5
10.5
额定功率因数
0.80
0.85
额定容量（MVA）
37.5
35.3
额定电流（A）
2062
1941
锅炉
蒸发量（T/H）
130
主蒸汽压力（MPA）
9.81
9.81
主蒸汽温度（℃）
540
540
4.2电网概况
4.2.1罗庄电网概况
根据山东电网“十二五”规划及临沂电网“十二五”发展规划，在“十二五”期间，罗庄区陆续投产220kV堰头站，临沂宝临、沈临220kV线路改造及宝泉－电解铝－沈泉220kV新建线路工程，随着新建输变电工程的建设，临沂220kV网络进一步得到加强。
临沂电网的供电能力及网架结构将明显加强。
4.2.2临沂华盛江泉集团电网现状
目前，华盛江泉集团在运5台机组，其中#1、#2、#3为135兆瓦机组，#4、#5为25兆瓦机组，该5台机组全部通过华宇35kV高配（#1、#2、#3机组）及35千伏江鑫钢铁站（#4、#5机组）接入并网。
在运35千伏变电站5座，安装9台变压器，主变总容量192兆瓦。
目前江泉新建35千伏变电站4座，既35千伏煤气电厂升压站、高炉变电站、制氧变电站、烧结变电站，安装11台变压器，主变总容量516兆瓦。
同期配套建设发电机3台，其中高炉煤气2×25兆瓦发电机组编号为#6、#7，干熄焦1×30兆瓦发电机组编号为#8。
华盛江泉35kV电网接线示意图见附图3。
35kV煤气电厂升压站35kV母线单母线五分段接线；升压变3×40MVA，#6、#7、#8机组分别接入升压站35kVⅣ母线、Ⅲ母线、Ⅱ母线。
35kV煤气电厂升压站与江泉热电35kV侧通过3条线路进行联络，分别为35kV电煤Ⅰ线、电煤Ⅱ线、电煤Ⅲ线。
根据《华盛江泉集团新建#6、7、8机组以及35千伏电网运行问题讨论会纪要》要求，“为保证电网安全运行，在沈泉～高炉双回35千伏线路（沈高I、II线）建成投运后，华盛江泉集团应采用切实可靠的措施，确保双回线路只作为供电线路运行，严禁作为机组并网通道使用。
任何情况下，35千伏高炉变电站35千伏煤高Ⅰ、Ⅱ线与35千伏沈高Ⅰ、Ⅱ线互为冷备用，即35千伏煤高Ⅰ、Ⅱ线3101、3201开关运行时35千伏沈高Ⅰ、Ⅱ线3202、3302开关冷备用，或者35千伏沈高Ⅰ、Ⅱ线3202、3302开关运行时35千伏煤高Ⅰ、Ⅱ线3103、3202开关冷备用。
”
纪要表明明确：
35千伏电煤Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ线为本期新建#6、7、8机组并网通道，任何情况下，35千伏华盛江泉煤气电厂升压站其余35千伏出线均不作为机组并网通道。
《华盛江泉集团新建#6、7、8机组以及35千伏电网运行问题讨论会纪要》详见附件6。
4.3接入系统方案
临沂华盛江泉集团热电厂（2×25+1×30MW）厂址位于罗庄境内，规划装机2×25+1×30MW，本期一次上齐，工程2014年建成投产。
根据前述发电装机规划规模及周边电网现状及发展情况，电厂周边的35kV煤气电厂升压站主变容量为3×40MVA，依据就近接入，就地消纳的原则，需要选择35kV电压等级接入，本工程接入系统方案如下：
电厂本期新建#6机组（25MW）、#7机组（25MW）、#8机组（30MW）共3台机组，出口电压为10.5kV，发电机组经升压变升压至35kV后以电缆分别接入
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