一、概述
炼钢车间建有两套tLF精炼炉,两座LF精炼炉冶炼电源电压等级为35kV,分别由炼钢区域1#kV变电站和2#kV变电站提供,每座变电站为每台精炼炉设置有专用电源变压器1台,一对一供电。根据目前生产需要,炼钢车间精炼跨增设一套t双工位LF精炼炉(3#LF精炼炉)系统,新增精炼炉动力电源由炼钢车间原有供电系统提供,新增3#LF精炼炉变压器额定容量为kVA,变压器一次侧额定电压为35kV,需要为新增3#LF精炼炉提供35kV冶炼电源一回;同时,为了提高精炼炉冶炼电源可靠性,要求远期规划预留为1~3#精炼炉提供备用电源供电方案。
二、设计范围
1.新增3#LF精炼炉35kV冶炼电源方案及其动态无功补偿装置SVC系统设计;
2.原2#LF精炼炉及新增3#精炼炉增加备用35kV冶炼电源远期规划方案设计;
3.原1#LF精炼炉增加备用35kV冶炼电源远期规划方案设计。
三、电源改造方案
1.新增3#LF精炼炉冶炼电源方案
结合现场电源变电站条件,炼钢工程新增3#LF精炼炉35kV冶炼电源通过对宽厚板kV变电站及炼钢区域2#kV变电站扩容改造满足其供电需求,方案如下:
在宽厚板kV变电站增加/35kV50MVA变压器一台(4#主变),作为新建3#LF精炼炉冶炼电源变压器,主变压器一次侧电源引自宽厚板kV变电站kV系统预留的4#主变压器间隔;主变压器二次侧35kV系统按照变压器-线路组结构,设置变压器二次开关柜兼线路开关为新建3#LF精炼炉冶炼电源变压器提供35kV电源。
在炼钢区域2#kV变电站新建35kV配电室一座,配电室内设置35kV开关柜一组(II段母线),其进线电源由厚板kV变电站新上的4#主变压器提供,并设置一面馈线开关柜为新增3#LF精炼炉提供电源,同时设置动态无功补偿装置SVC系统一套,设备配置跟原2#LF精炼炉配置完全一致,来满足新增3#LF精炼炉正常生产供电需要。
由厚板kV变电站引出的至炼钢区域2#kV变电站的3#LF精炼炉35kV电源采用电缆敷设方式沿宽厚板及大公辅电缆隧道(通廊),至炼钢区域2#kV变电站附近再沿新开电缆沟敷设至新建35kV开关室即可;去新增3#LF精炼炉变压器的冶炼电源线路采用电缆敷设的方式,沿新设电缆沟敷设至原电缆隧道,再沿原电缆隧道敷设至精炼炉开关站,其中去新增3#LF精炼炉变压器的冶炼电源线路由精炼炉本体工程采用取电制方式,由3#炉精炼炉主体工程负责供货和敷设,电缆敷设设施以炼钢2#kV变电站围墙外1米为界,站内部分属于本工程范围,站外部分为精炼炉本体工程范围。
2.2#LF精炼炉/新增3#精炼炉备用电源远期规划预留方案
炼钢工程2#LF精炼炉冶炼电源是由炼钢区域2#kV变电站提供,配电设备包括一台/35kV50MVA主变压器、一组35kV配电开关柜,其中35kV系统为单母线主接线方式,共配置6面开关柜,备用开关柜位置一个;厚板kV变电站位于炼钢区域北侧,距离炼钢区域2#kV变电站约计0.4km,变电站设计规模为4x75MVA/35/10kV主变压器,目前安装3台主变压器,根据该项目实际运行负荷情况,该变电站变压器有足够的备用能力满足外供电需要。
结合现场电源变电站条件,考虑充分利用宽厚板kV变电站现有变配电设备资源,为炼钢工程原2#LF精炼炉和新增3#LF精炼炉提供一回路35kV备用电源,利用厚板kV变电站原有2#主变对应的35kV母线系统提供,目前宽厚板35kV系统II段母线现有一面35kV备用开关柜(10#),该开关柜断路器为A/31.5kA,CT变比为/5A,能够满足一台精炼炉用电需求,故该柜作为去炼钢区域2#变电站为2#、3#LF精炼炉供电的备用电源馈出线柜,可以有效节约工程项目投资费用。
在炼钢区域2#kV变电站3#LF精炼炉新建35kV配电室,预留出一组35kV开关设备(III段母线)位置,作为备用电源母线段,其电源即引自宽厚板35kV系统II段母线,备用电源母线与35kV系统II段母线(3#LF精炼炉电源母线)设置联络开关,形成单母线分段主接线结构,为新增3#LF精炼炉提供备用电源,同时备用电源母线设置一回馈出线开关柜,与炼钢区域2#kV变电站2#LF精炼炉35kV母线段(I段母线)设置联络线,作为2#LF精炼炉备用电源线路,2#LF精炼炉35kV系统I段母线需增加联络柜一面。
由厚板kV变电站35kV系统II段母线引出的精炼炉备用电源线路采用电缆敷设方式沿宽厚板及大公辅电缆隧道(通廊),至炼钢区域2#kV变电站附近再沿新开电缆沟(与3#LF精炼炉电源线路共路由)敷设至新建35kV开关室即可;新建35kV开关室至2#LF精炼炉备用电源线路采用电缆沿站内电缆沟敷设。
以上方案为远期规划预留增设2#LF精炼炉/新增3#精炼炉备用电源方案,本工程暂不实施,但是炼钢区域2#kV变电站内相关建构筑物本工程一次建成,相关设备仅作位置预留,满足未来增加备用电源的条件。
3.1#LF精炼炉备用电源预留方案
炼纲工程1#LF精炼炉冶炼电源是由炼钢区域1#kV变电站提供,配电设备包括一台/35kV50MVA主变压器、一组35kV配电开关柜,其中35kV系统为单母线主接线方式,共配置6面开关柜,备用开关柜位置一个。
kV铸钢站位于炼钢区域1#kV变电站西北方向,站间距离约计0.24km,该变电站设计规模为4台//35kV主变压器,目前安装3台//35kVMVA主变压器,其中炼钢区域1#kV变电站外部kV电源引自kV铸钢站,kV铸钢变电站内35kV系统为单母线主接线方式,35kV系统III段母线设有备用开关柜一面(柜)。
在炼钢区域1#kV变电站35kV配电室备用开关柜位置增加一台进线开关柜,作为1#LF精炼炉35kV系统备用电源进线柜,由kV铸钢站35kV系统III段母线备用开关柜(柜)引接一回35kV电源,接入新增加备用进线柜即可,电源线路全线采用电缆敷设方式,沿kV铸钢站至炼钢区域1#kV变电站的主电缆隧道敷设,至变电站附近再通过电缆沟引入35kV开关柜地下电缆室接至备用进线柜。
以上方案为远期规划预留增设1#精炼炉备用电源方案,本工程暂不实施,相关设备仅作位置预留,满足未来增加备用电源的条件。
四、设备配置及平面布置
1.宽厚板kV变电站
炼钢工程3#LF精炼炉电源系统改造工程需要在厚板kV变电站增加的变配电设备包括一台/35kV50MVA主变压器、一组35kV开关配电设备(考虑设一断路器柜兼进线柜和馈出线柜、一PT柜),其中新增变压器在预留4#主变位置安装,35kV开关柜在35kV开关室备用位置南端布置,主变一次侧采用电缆,二次侧采用绝缘管母线连接,精炼炉备用电源开关柜规划利用原II段母线备用开关柜(10#柜,无需增加设备。
2.炼钢区域2#kV变电站
炼钢工程新增3#LF精炼炉冶炼电源及2#/3#精炼炉备用电源系统改造,在炼钢区域2#kV变电站增加的变配电设备包括一组35kV开关设备、35kV系统中性点设备以及3#LF精炼炉系统动态无功补偿装置(SVC)一套,其中35kV开关设备共13面,含2#LF精炼炉新增备用进线柜1面,除2#LF精炼炉新增备用进线柜在原35kV开关柜备用位置并柜安装外,其余12面35kV开关设备需要设置35kV开关室一间,配电室一次建成,本次工程新上35kV开关设备共7面,满足3#LF精炼炉生产用电需求,其余开关柜预留位置,设备未来跟随2#/3#精炼炉备用电源系统工程一并实施。以上配电设施均在炼钢区域2#kV变电站现有kV配电综合楼北侧新扩空地处集中布置,其中新设35kV开关室、35kV中性电设备室以及新增3#LF精炼炉冶炼电源动态无功补偿装置(SVC)的滤波分支设备均为室内布置,相应建筑物为二层结构;35kV系统SVC装置的TCR阀组及其控制设备室内布置,相应建筑物为单层结构,布置在上述建筑物南侧贴临设置,35kV系统SVC装置的TCR设备采用室外布置方案,周边设置钢丝网围栏。
3.炼钢区域1#kV变电站
炼钢工程1#LF精炼炉备用电源系统改造在炼钢区域1#kV变电站增加的配电设备为一台35kV进线开关柜,新增设备在1#LF精炼炉35kV系统开关柜备用位置与原开关柜并柜安装,本期工程仅作规划,无任何实施内容,未来跟随1#精炼炉备用电源系统工程一并实施。
五、电气辅助系统改造内容
原炼钢区域1#kV变电站、炼钢区域2#kV变电站、厚板kV变电站改造部分公用系统充分利用变电站原有系统,各设备和线路间隔配置相应微机综合保护测控装置,设备与各自原变电站综合自动化系统组网运行,满足变电站设备保护和智能监控功能,新增设备区域照明、防雷接地系统均在原有系统基础上予以增加和扩展,满足变电站安全运行维护要求。
由于原2#LF精炼炉SVC装置水-水冷却的外接循环水未设置,目前采用工业新水开环冷却运行方式,本次设计考虑新上3#LF精炼炉及原2#LF精炼炉SVC装置水-水冷却的外接循环水统筹考虑,统一由炼钢工程新增3#LF精炼炉冷却水循环水泵房提供一回路循环冷却水系统,满足2套SVC装置外循环冷却水需求。
六、炼钢区域2#站站区扩建及外围调整方案
为了满足新增配电设备布置要求,原炼钢区域2#kV变电站北侧围墙向北扩延,其中西侧围墙北延约9米,东侧围墙向北延约36米,原变电站北大门取消,扩出空间布置新增3#LF精炼炉供配电设备及动态无功补偿装置(SVC),同时在原变电站kV综合楼南边朝向沿海路开设主大门一座,站区道路与沿海路连通。
同时,在扩展变电站西侧围墙外还建一条南北向道路与原炼钢连铸水处理区域道路连通,原炼钢连铸区域排水沟(穿越扩建变电站区域部分)亦改道沿新建变电站围墙外侧排至沿海路排水沟即可。
扩展完成后站区道路和相应管沟以及其他配套系统设施进行相应调整和完善,满足变电站扩容改造后的正常运行的需要。
区域内其它未探明的地下管线根据现场情况,考虑迁径改造或进行合理避让及防护处理。
七、相关专业配套设施建设方案
1.仪表
(1)检测内容
生产过程参数的检测和控制仪表以满足生产要求为原则,并与工艺整体装备水平和工厂的自动化技术水平相适应。设置以下检测和控制项目:
·循环水流量测量;
·循环水压力测量;
·循环水温度测量;
(2)主要仪表设备选型
仪表选型原则是满足工艺过程检测及控制要求和适应工艺介质的特质,选用技术先进、安全可靠、便于维修且性能价格比合理的仪表设备。
温度测量。按温度范围选用热电阻。
压力测量。压力测量主要是对介质压力进行测量,压力变送器采用智能型产品,带现场指示表头。输出信号:4~20mA,2线制;防护等级:IP65。
流量测量。循环水流量测量选用电磁流量计。
(3)仪表设备在特殊环境及特殊介质测量时采用的技术措施
为了保障仪表检测过程的正常进行,延长仪表使用寿命,本设计中户外安装的现场仪表防护等级不低于IP65。
所有露天安装的变送器均加仪表保温(护)箱进行保护。仪表保温(护)箱、电缆桥架等选用耐腐蚀产品。
仪表及测量管路如需伴热时,采用电伴热。
(4)电缆选型、敷设及其防干扰措施
电缆选择。检测与控制信号选择阻燃+屏蔽控制电缆,动力电缆选择阻燃电缆。计算机电缆采用总屏蔽加分屏蔽电缆,控制电缆采用总屏蔽电缆。
电缆敷设。现场至控制室的电缆原则上沿桥架敷设,必要时应加钢管保护。电缆桥架支架、走向等设计将在施工图中考虑。所有电缆均穿镀锌钢管过渡至电缆桥架敷设,控制电缆和电力电缆尽量分层敷设,在同一桥架内控制电缆和电力电缆之间设金属隔板隔离。
2.电信
电信设施为本工程配套的火灾自动报警系统、供电及系统接地及本区域内所有的电信传输线路。
(1)火灾自动报警系统
为了保证安全生产,及时发现火情,及早控制火灾蔓延,减少火灾损失,在本次工程新增的35KV开关室、SVC装置等区域设置火灾自动报警模块,接入2#KV变电站现有的火灾报警系统。本区域火灾报警模块由探测器、手动报警按钮、声光报警器等组成。
在35KV开关室、SVC装置区、阀组室等安装智能光电感烟探测器;在室内电缆沟安装线型感温探测器;在各防火分区设有一定数量的手动报警按钮和声光报警器。根据保护对象不同,被保护区域火灾探测器配置见表。
(2)传输线路与接地
火灾自动报警模块接入2#KV变电站火灾报警系统,采用配线电缆穿金属管或封闭式线槽敷设方式,明敷时还应在金属管或金属线槽上采取防火保护措施。厂房内明敷设,建筑物内为暗敷设,室外大部沿电缆沟、电缆通廊或电缆隧道敷设,局部穿管直埋。
所有电信线路穿墙穿孔处均用防火堵料封堵。
电信设备采用共用接地系统,与仪表自动化设备共用接地,接地电阻均不大于1欧姆。
3.暖通
本设计为新建35kV开关室及阀组室、水冷室的通风设施。
新建35kV开关室及阀组室、水冷室设置机械通风,排除余热。通风室内设计温度不大于35℃,换气次数每小时不小于6次。与火灾报警器设施连锁,发生火灾时火灾报警器反馈信号关闭风机。
新建35kV开关室、新设35kV中性电设备室设置事故通风,事故通风与常用风机共用,事故通风时增设两台风机。风机与报警器连锁,报警时开启增设的两台事故通风机,事故通风时换气次数每小时不小于12次。通风机选用T35-11型。
4.给排水
本次设计包括新建的kV变电站及给排水构筑物及车间内、外部相关的给排水管网。
工程所需的生产新水及消防水分别取自公辅的生产及消防给水管网。排水采用分流制,生产排水及雨水排水分别接至厂区的生产和雨水排水管网。
(1)循环水系统
共两套SVC装置,装置采用水-水冷却方式,总循环水量为50m3/h,压力为0.25~0.40MPa。因附近同时需要同步建设3#LF精炼炉循环冷却水系统,且用水制度一致。为运行及管理方便,本工程不再新设循环冷却水系统,本工程的用水由3#LF精炼炉循环冷却水系统提供,回水并入3#LF精炼炉循环冷却水系统回水主管道。但在取水主管道上设流量及压力计量。
(2)生产新水系统
主要为区域的地坪洒水等,用水压力一般要求在0.30MPa以下,水量约1.5m3/h。炼钢厂区供水干管水压能够满足要求。水源接自炼钢区域的外部公辅生产新水供水管网上。
5.消防
根据《建筑设计防火规范》和《消防给水及消火栓系统技术规范》规定,区域室外消防水量15L/s,同时发生火灾次数1起;火灾延续时间3小时。
室外消防给水管网与生产新水管网合建,呈环状布置,在满足保护半径米、间距不超过米的要求下设置室外地上式消火栓。目前现有的消防管网能够满足消防要求,不在新设室外消火栓。
新设建(构)筑物为丁、戊类,根据《钢铁冶金企业设计防火标准》(GB-)第8.2.1条规定,建筑物可以不设室内消火栓系统。
另外,按照《建筑灭火器配置设计规范》(GB-5)的规定,根据防护对象的布置特点、火灾类型及火灾危险分级,在新建的SVC装置区、35kV开关室配备一定数量的手提式磷酸铵盐干粉灭火器。共设置8具,每只重装量为5kg。
6.土建
土建设计主要包括新增3#LF精炼炉电源工程、原1#LF精炼炉备用电源工程。
本区域已进行强夯置换地基处理,地基承载力特征值不小于kPa。
主要建构筑物:
主要包括35kV开关室及SVC装置设备室、阀组室、电缆沟等。
1)35kV开关室及SVC装置设备室
35kV开关室及SVC装置设备室轴线长22.5m,宽21.0m,二层,建筑面积约为m2,层高均为6.6m。一层布置有35kV中性点设备室、设备仓库、SVC装置设备基础,二层布置35kV开关室、SVC装置设备基础。墙体采用加气砼砌块围护墙体,水泥砂浆或地砖楼地面,内墙采用一般抹灰涂料,铝合金窗,乙级或丙级防火门。火灾危险性类别为丁类,耐火等级为二级。钢筋混凝土框架结构,基础采用钢筋砼独立基础,内掺入防腐阻锈剂,掺加量为胶凝材料重量的4.0%,水胶比≤0.4,设基础梁。
2)阀组室及室外设备基础
阀组室轴线长12.5m,宽7.2m,一层,建筑面积约为90m2,层高5.4m。墙体采用加气砼砌块围护墙体,水泥砂浆地面,内墙及顶棚采用一般抹灰涂料,铝合金窗,钢门。火灾危险性类别为戊类,耐火等级为四级。钢筋混凝土框架结构,基础采用钢筋砼独立基础,内掺入防腐阻锈剂,掺加量为胶凝材料重量的4.0%,水胶比≤0.4,设基础梁。
室外设备基础采用钢筋砼基础,内掺入防腐阻锈剂,掺加量为胶凝材料重量的4.0%,水胶比≤0.4。设备区域内地面采用水泥砂浆硬化地面,周围设钢丝网防护围栏。
3)电缆沟
电缆沟采用C30防水钢筋混凝土结构,抗渗等级P6,内掺入防腐阻锈剂,掺加量为胶凝材料重量的4.0%,水胶比≤0.4。
八、投资概算
本工程投资概算为.2万元。