摘要： 利用锌冶炼生产工艺外富裕的饱和蒸汽，采用低压饱和蒸汽发电技术进行发电是一种新型的先进技术。采用技术先进的饱和蒸汽补汽凝汽式汽轮发电机组，饱和蒸汽利用率高达95%以上，余热发电站电气设计有其独特的一些特点。

Abstract： Through using the rich saturated steam of zinc smelting production technology， adopting low pressure saturated steam power generation technology to generate electricity is a new type of advanced technology. If we adopt the saturated steam supplement and condensing steam turbonator with advanced technology， the saturated steam utilization rate will be above 95%， and the electrical design of waste heat power station has its unique characteristics.

关键词： 锌冶炼；饱和蒸汽；余热发电；电气设计技术

Key words： zinc smelting；saturated steam；cogeneration；electrical design technology

中图分类号：TM617 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）21-0042-02

1 项目概况

陕西东岭锌业有限责任公司是陕西东岭集团全资子公司，坐落于陕西省凤县，依托当地独特的铅锌矿产资源条件，采用国内成熟的火法竖罐炼锌生产工艺，每年产精锌10万吨。炼锌的过程中汽化冷却系统和余热锅炉产生大量饱和蒸汽，该部分蒸汽目前大部分未被利用，而被迫放散，既浪费能源，又污染环境。

经过数据统计除去用于生产工艺外，全厂可回收3.0MPa饱和余热蒸汽约60t/h，最多可超过70t/h，另外还有0.25MPa饱和蒸汽约17.5t/h。为了有效回收利用这些富余蒸汽，实现能源梯级利用，增加企业自发电量，进而达到节能降耗和提升企业整体经济运行质量，采用先进的饱和蒸汽发电技术使这部分余热蒸汽得到合理利用是十分必要和切实可行的。

2 主机设备特点

2.1 汽轮机 汽机为低参数补汽凝汽式RN13-2.5/0.25，额定主进汽压力2.5MPa（绝压），排汽压力0.008MPa，转速3000r/min，汽机补汽压力0.25MPa（绝压），额定发电功率13MW，最大发电功率15MW。

2.2 发电机 发电机为空气冷却式QF-15-2/6.3kV，额定功率13MW，转速3，000r/min，效率97.5%，出线电压6.3kV。发电机励磁系统采用微机型自并激静止励磁系统，设有定子、转子、轴承温度、进出风温度等报警，并与电站控制系统连锁。由发电机机端通过励磁变压器取得励磁电源，送至可控硅整流器。励磁系统由以下设备组成：①励磁变压器；②励磁调节器（AVR）；③可控硅整流器；④起励、灭磁及转子过电压保护屏等。

3 电站接入系统运行方式

电站是利用锌冶炼生产工艺过程中排放的低压高温饱和蒸汽进行发电，据此电站整体定位是采用以热定电的运行方式，有多少余热发多少电。发电机发出的电力通过6.3kV联络线接入东岭锌业35/6.3kV总降变电站6.3kV I段母线，进而与当地电力系统实现并网，但电站实施并网不上网的模式，所发电量全部用于东岭锌业全厂负荷。

4 电气主接线

电站采用6.3kV单母线接线方式，发电机通过真空断路器与6.3kV站用母线相连接，6.3kV站用母线经单回电缆联络线路与东岭锌业公司35/6.3kV总降变电站6.3kV I段母线连接。同时在发电机出口开关和余热电站侧的发电机联络线开关处设置并网同期点。电站投运时，先将35/6.3kV总降变电站601开关合闸，将系统电能倒送至余热电站6.3kV站用母线，再将631、641开关合闸，启动余热电站辅机设备。当发电机达到稳定运行状态时，通过微机自动准同期装置将611开关合闸，使发电机与电网进入同期并列运行，发电机通过601开关和6.3kV联络线将所发电能输送到东岭锌业35/6.3kV总降变电站6.3kV I段母线，供东岭锌业全厂冶炼设备用电。其主要特点：电站采用并网不上网，自发自用的并网模式，同时电站的受电与馈电共用同一回路，设备少，操作简单可靠，对原有35/6.3kV总降变电站不作大的变动。

5 发电机控制与保护系统

为了满足机组与系统同步并列的要求，电站装设一套微机自动准同期装置；同期接线采用单相同期，同期点的选择为发电机出口和电站侧联络线断路器。微机自动准同期装置安装于电子设备间的电气屏上，DCS控制台上还布置必要的监控元件如发电机主开关，灭磁开关跳闸按钮，油泵合闸按钮，消防水泵控制按钮等。发电机保护选型推荐采用微机型保护，配置的保护有：①发电机差动保护；②发电机负序电流及低电压闭锁过流保护；③发电机定子接地保护；④发电机对称过负荷保护；⑤发电机励磁回路接地保护：一点接地动作于信号，两点接地动作于跳闸；⑥励磁变压器速断过流保护；⑦励磁变压器过负荷保护；⑧失磁保护。

6 主要电力技术经济指标

年利用小时数 7200小时

年发电量 9.36×107kWh

厂区占地面积 0.44公倾

单位容量占地 367m2/MW

综合站用电率 10%

年减少二氧化碳排放 约7万吨

年节约标准煤 约3万吨

年可节约电费 4000多万元

7 主要结论及建议

7.1 主要结论 ①采用低压饱和蒸汽发电技术，充分利用现有被迫放散的余热蒸汽，同时采用闭式循环回收蒸汽冷凝水，实现了水资源的循环利用。②饱和蒸汽发电工程建成后，减少了废热对大气的污染，改善了厂区环境，有利于东岭锌业有限责任公司的可持续发展。③综合利用陕西东岭锌业技改工程指挥部凤县厂余热资源，实现能源梯级利用，增加企业自发电量，有利于陕西东岭锌业技改工程指挥部凤县厂节能降耗和提升整体经济运行质量，而且通过能源循环利用，可带来可观的节能效益、经济效益、环境效益和社会效益。

7.2 建议 余热电站一般装机容量都比较小，是企业自发自用的内部电站，属于分布式发电装置（Distributed

Generation简称DG）。常规DG发电机组并网后，会引起系统内潮流的变化，为了使这种变化处于可控的范围内，一般要对DG发电机组的容量进行合理限制。另外，由于DG机组的启、停机不受电力系统调度部门的控制，所以如果单台机组容量过大，启、停机时就会对周围的用户用电造成较大的影响。例如感应发电机需要从电力系统中获得无功支持才能正常运行，当它启动时会造成电压突然下降，而它运行时吸收大量无功，使得线路上的无功电流和无功损耗都会增加。而在冶炼行业，企业一般地处偏远地区，其配套余热利用发电系统的发电机组又都布置在冶炼工厂内部，发电机组容量占冶炼工厂全厂总变压器容量的比例一般也不超过25%，说明其对外部电网的影响是很小的，理论上和实践上也都充分证明了这一点，因此我们可认为余热发电机组的启、停机不受电力系统调度部门的控制也是可行的。

参考文献：

[1]GB50049-94.小型火力发电厂设计规范.

[2]罗玉和，丁力行，邓玉艳.水泥PC窑纯低温余热发电CDM项目案例分析.

[3]王宏娟.LVDT在国产汽轮机中的应用分析[J].机械工程师，2010，03.