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楊 桂
1 引言
全開全關(guān)閥門電動裝置按其控制配電方式分類有兩種：一體化方式，即電動裝置自帶換向接觸器；分離式，即電動裝置不配換向接觸器，由用戶另外設(shè)計提供。
對于一體化的閥門電動裝置，閥門電動頭處配供380/220VAC電源及換向交流接觸器CQK、CQG，熱繼電器RJ，小型斷路器KK需從用戶提供的配電箱中選取。對于分離式，上述設(shè)備均需安裝于用戶提供的配電箱內(nèi)。
圖1 全開全關(guān)閥門原理接線圖
2 全開全關(guān)閥門原理接線圖及安裝接線
全開全關(guān)閥門原理接線如圖1所示。
二種方案接線如表1所示。
表1 二種方案接線
由于分離式方案控制指令和閥門狀態(tài)反饋的接線均只從配電箱到DCS機柜，而DCS系統(tǒng)內(nèi)的DO和DI模件基本上是8通道以上的輸出或輸入，故布置在同一配電箱內(nèi)的閥門的控制指令電纜大都能夠合并，即2~4個閥門合并一條電纜，同理，對于其狀態(tài)反饋電纜也可以合并，相對于一體化方案的每個閥門用二條電纜來說，電纜數(shù)量減少。同時由于配電箱與DCS機柜的距離較近，可進一步減少電纜長度。
3 方案比較
目前大部分電廠均采用后一個方案，即配電箱提供控制回路的方式。這兩種方案究竟哪個更具有優(yōu)越性呢？
筆者以剛完成的韶關(guān)電廠#9機組200MW改造項目為例對上述兩種方案進行比較，該項目有電動閥門爐側(cè)140臺汽機側(cè)180臺共320臺。
3.1 經(jīng)濟性
(1) 配供電設(shè)備
2002年發(fā)電的廣州恒運D 廠的汽機主蒸汽電動門為揚州電力設(shè)備修造廠2SA系列產(chǎn)品，根據(jù)咨詢配電方式采用一體化與否的價格差約為5 000元/臺。
如320臺閥門全部改為方案一一體化的形式，需增加投資5 000元/臺×320臺＝160萬元。
目前，多數(shù)發(fā)電廠的閥門電動裝置配電箱采用GCR抽屜式，每臺GCR抽屜式配電箱可以為72個一體化閥門電動裝置提供電源，或為18~20個分離式閥門電動裝置提供換向接觸器控制配電回路。
按照方案一，需采用5塊GCR抽屜式配電柜給320個閥門配電。而方案二根據(jù)韶關(guān)電廠#9機組200MW改造項目需18塊GCR抽屜式配電柜，每個抽屜式配電柜約5萬元，即方案一比方案二可節(jié)省投資約65萬。
根據(jù)上述比較，一體化與分離式方案配供電設(shè)備價格差為：160萬元－65萬元＝95萬元
即方案一一體化方案比方案二分離式方案增加投資95萬元。
(2) 電纜價格差
二種方案所需材料如表2所示。
表2 二種方案接所需材料
說明：韶關(guān)電廠#9機組200MW改造項目中采用分離式配電方案，所以方案二中電纜長度與條數(shù)以該項目實際開列數(shù)量為例。由于閥門電動裝置數(shù)量不變，一體化方案中供電電源電纜KVV22-5X1.5長度與方案二中KVV22-10X1.5控制電纜長度相同，為23 880米，計算機電纜KVVP-4X1.0為供電電源電纜KVV22-5X1.5長度的2倍。
根據(jù)《電力建設(shè)裝置性材料綜合預(yù)算價格（2000年）》Z-771條熱控電纜預(yù)算價為14 449.12元/千米，方案二可節(jié)省電纜費用為：(71 640－32 115)米÷1 000×14 449.12元/千米＝571 101.468元。
(3) 電纜敷設(shè)價格差
由于上述電纜截面在10.5~20.5 mm2之間，根據(jù)中國電力企業(yè)聯(lián)合會2002年2月21日發(fā)布的《電力建設(shè)工程預(yù)算定額》電纜敷設(shè)YD8-44每100米電纜敷設(shè)基價為231.83元，方案二可節(jié)省電纜敷設(shè)費用為：(71 640-32 115)米÷100米×231.83元＝91 630.80元。
(4) 電纜橋架價格差
根據(jù)表1所列數(shù)據(jù)，方案一比方案二電纜條數(shù)約多440條，由于控制電纜在橋架的填充率一般取50%~70%，根據(jù)工程經(jīng)驗和增加的電纜在韶關(guān)電廠#9機組200MW改造項目所占份額比例，最少需增加20萬電纜橋架投資。
(5) 土建建筑價格差
韶關(guān)電廠#9機組鍋爐熱力控制配電箱由于鍋爐房環(huán)境差，配電箱布置在電子設(shè)備室內(nèi)。汽機熱力配電箱一般布置在主廠房內(nèi)。由于電子設(shè)備室面積的減少并不能一定減少廠房的征地和建筑面積，方案一的優(yōu)點并不能明顯反映，故可不做比較。
綜合上述所述，方案一比方案二增加投資約為：2.1.1＋2.1.2＋2.1.3＋2.1.4＝95萬元＋57.1101468萬元＋9.16308萬元＋20萬＝181.2732268萬元。
從經(jīng)濟性比較，即方案二（分離式方案）比方案一（一體化方案）更具有優(yōu)勢，可以節(jié)省投資180多萬元。并且由于電纜和電纜橋架的數(shù)量大幅減少，施工時間從而縮短，為機組的提前投入運行提供了可能，而機組的提前商業(yè)運行所帶來的巨大經(jīng)濟效益和社會效益，在電力供應(yīng)緊張的今天，更不是幾百萬元所能衡量的。
3.2 檢修和可維護性
根據(jù)發(fā)電廠的管路布置，閥門電動頭經(jīng)常布置得比較分散，有時在半空中，需要通過爬梯上下，檢修平臺較小，有些惡劣情況僅能勉強容下1人，甚至連爬梯也沒有。電廠管路里的蒸汽為高溫介質(zhì)，其管路上的閥門電動頭所處環(huán)境溫度較高，對安裝在電動頭內(nèi)的電子元器件的正常工作和壽命又是一種嚴峻的考驗。一旦發(fā)生電子部件故障，需要維護人員到現(xiàn)場對其維修和更換，停運時間較長，維護人員的工作條件艱苦。
由配電箱配供控制電路的閥門，由于其控制電路的電子元器件布置在GCR抽屜內(nèi)，環(huán)境條件較好，減緩了電子元器件的老化，降低了閥門故障發(fā)生的幾率。并且抽屜式控制回路是模塊化設(shè)計，一旦發(fā)生故障，只要將故障的抽屜抽出，用同一容量的備用抽屜替換即可，維護時間很短，故障的抽屜可以由維護人員帶回條件較好的班房進行維修，有利于提高設(shè)備可控性和機組的自動化投入率，降低運行和維護人員的工作壓力，得到了各個電廠的認可。
3.3 靈活性
由于一體化電動裝置是隨閥門配供，故接線設(shè)計是典型的，用戶不可以修改、增減功能，例如它一般不設(shè)過力矩報警回路，因此，當出現(xiàn)開向/關(guān)向過力矩時，不能在DCS系統(tǒng)中報警。分離式可根據(jù)用戶要求增減，則可以設(shè)計該回路（將LB布置在配電箱內(nèi)），實現(xiàn)過力矩故障報警。
4 結(jié)論
由于發(fā)電廠的閥門數(shù)量較多，根據(jù)以上比較可知，無論是經(jīng)濟性、檢修性、可維護性還是靈活性均是分離式由配電箱配供控制電路比一體化（即電動裝置自帶換向接觸器）的方案優(yōu)越，因此，發(fā)電廠設(shè)計中全開全關(guān)閥門電動裝置選用分離式的電動頭是合理的。
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號