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《川气东送普光天然气净化厂详细工程设计电气工程总结》（中国石化工程建设公司电气副总－王树国）

川气东送普光天然气净化厂

详细工程设计

电气工程总结

王树国

（详情见附件）

一.项目背景
     
1．项目背景:

  本项目为国家重点工程，净化厂年处理高含硫天然气为120亿方，
规模为亚洲最大，世界第二，建设地点在四川达州。

2．工程执行时间：
    2006.03~2007.01  可行性研究                                                              
    2007.02~2007.12  基础工程设计
    2008.01~2008.12  详细工程设计 
    2010年4月整个工程已全部投产，进入商业运行。
二.项目工程概况
     
项目名称 中国石化股份有限公司中原油田分公司普光气田天然气净化厂
地理位置 中国四川省宣汉县普光镇
生产规模 2x300x104m3/d天然气净化第一联合装置
2x300x104m3/d天然气净化第二联合装置
2x300x104m3/d 天然气净化第三联合装置
2x300x104m3/d天然气净化第四联合装置
2x300x104m3/d天然气净化第五联合装置
2x300x104m3/d天然气净化第六联合装置
2x300x104m3/d 天然气净化第七联合装置（预留）
2x300x104m3/d 天然气净化第八联合装置（预留）
35/6kV变电所（一），35/6kV变电所（二），
动力站及全厂系统、公用工程等配套单元。
工艺线路及专利技术来源 BV公司提供普光天然气净化厂工艺包
占地面积 1525676平方米
变电所占地面积 35/6kV变电所（一）：72m×21m（二层）；
35/6kV变电所（二）：72m×21m（二层）；
6kV变电所 10座（二层），占地面积约为：5900m2
6/0.4kV变电所 8座（二层），占地面积约为：1750m2
设计时间 2006年5月-2009年12月
上级变电所35kV母线最大运行方式下归算正序阻抗标幺值 0.115
上级变电所35kV母线最小运行方式下归算正序阻抗标幺值 0.193

三.工程用电负荷情况
普光天然气净化厂全厂总用电负荷：正常工况时，总负荷为64810kW；开工工况时总负荷为88835kW（按3个联合装置及循环水厂为开工负荷，其余为正常负荷计）。各变电所用电负荷统计结果见下表。

四.设计原则：
（1）净化厂共设220kV/35kV总变电站一座，35kV/6.3kV区域变电所二座,高低压变电所十八座。区域变平面布置图及供电系统图如附图所示。
35kV、10kV、6kV、380V系统均采用双电源供电，各电压等级系统均为单母线分段，正常为分段运行方式，每段母线均设置备用电源自动投入装置。变电所内设置微机保护及监控系统。  
（2）净化厂以35kV为主要供电电压，以220kV总变电所的35kV配电装置集中向厂内的35/6kV变电所(一) SS-791、35/6kV变电所(二) SS-792供电。每路35kV电源均能满足负荷等级的要求。    

（3）净化厂动力站设置一台以汽定电的20MW抽凝式汽轮机发电机组，发出的电力通过1台25MVA升压变压器升压后，接入净化厂界区外220kV总变电所的35kV母线上。正常工况下，20MW抽凝式汽轮机发电机组可发13000kW。
（4）35/6kV变电所(一)SS-791、35/6kV变电所(二)SS-792的变压器容量的选择：
 正常工况时，每台主变压器容量原则上按负荷率不超过50%考虑，满足所供电装置（或单元）全部一、二级用电负荷要求； 开工工况时，每台主变压器容量原则上按负荷率＜100% 考虑，每两台主变压器满足所供电装置（或单元）全部一、二级用电负荷要求，且不考虑一回电源检修或故障失电的可能。联合装置的每回电源进线电缆均按照开工负荷的80%考虑。

（5）变电所布置原则：
①　35/6kV变电所(一)SS-791、35/6kV变电所(二)SS-792布置：
• 变电所为双层建筑物，上层设置6kV、35kV配电室、消弧接地装置室、机柜室、电容器室等功能房间，下层为电缆夹层；
• 35／6.3kV变压器为户内高式布置，变压器高压侧出线采用35kV电缆，6kV侧出线采用空气加强绝缘的母线桥；
• 6kV侧每段设电容补偿装置；

所内设置微机监控单元和通讯机，将采集的本所数据和下级变电所上传来的数据通过光纤以太网络送至220kV总变电所监控系统总站。
• 变电所按无人值守、定期巡检设置。
②  6kV及以下变电所
• 在生产装置或公用工程各单元内按需要设置6kV及以下变电所，供本单元或附近单元内高低压用电负荷。
• 各6kV及以下变电所双路电源引自上级35/6kV变电所6kV不同段母线。6kV、380V侧均采用单母线分段接线，分列运行，分段开关设自投。
• 6kV及以下变电所根据具体情况设置电缆沟或电缆夹层。
• 6/0.4kV变压器选用干式变压器，户内布置。
• 6/0.4kV变压器高压侧出线采用6kV电缆，低压侧出线可采用封闭母线或电缆引入二种方式。
（6）对于一级负荷中的特别重要负荷，增设应急电源。DCS仪表电源由交流220VAC UPS供电；电气设备继电保护由220VDC由直流电源装置供电；事故照明，由AC EPS供电。鉴于本厂的特殊重要性，仪表DCS AC UPS、DC电源等均为冗余设计。其中仪表DCS AC UPS不间断电源均为双机热备份。DC电源均为双电双充双电池组，为了节约投资，均采用12VDC蓄电池。区别通常的石化炼油厂，应工艺专业的要求，重要场所的UPS不间断电源的应急时间为60分钟。按照石化规范，UPS不间断电源的应急时间为30分钟。但对于本净化厂，考虑到工艺紧急停车的特殊要求，保证人员疏散、火炬紧急放空要求，在双电源均失电的情况下，应保证重要场所UPS的应急时间为60分钟。重要场所包括：空分空压站（734单元）、火炬单元（735单元）、中心控制室（781单元）等。

（7）防爆区划分原则
净化厂硫磺成型（200）单元既属于气体危险区域，同时也属于可燃粉尘区域。气体危险区域遵循GB50058-92《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》。可燃粉尘区域划分遵循美国标准NFPA499-2004《Classification of combustible dust and of hazardous(classified) locations for electrical installations in chemical process area》。气体/粉尘双重危险区域中电气设备的设计、安装等需同时满足GB50058-92、GB3836

《爆炸性气体环境用电气设备》、GB12476.1-2000、GB12476.2-2006、GB12476.3-2007《可燃性粉尘环境用电气设备》。除上述单元外，净化厂其他单元室外区域基本为气体危险区域，遵循GB50058-92、GB3836等。

五.负荷分配原则：

界区内的高压用电负荷由6kV(10kV)配电装置直供；220/380V的负荷由低压配电装置放射式直配，按负荷分配均匀及减少供电距离的原则分配在低压配电装置不同的母线段上。一备一用的用电负荷分配在不同母线段。考虑到供电半径，本工程160kW及以上的电动机的电压等级采用6kV。

六. 工程计算

本工程使用EDSA计算软件进行了潮流计算、短路计算、电压降计算、电动机再起动计算等。为了保证计算的可靠性，本工程采用计算软件完毕后通过手算校验的方式来进行校验，准确无误后可方作为工程计算的根据。

七.节能
本工程在节能方面采取如下措施：
1）部分工艺机泵（包括部分空冷电机）采用变频调速器，大部分需要变频的机泵采用变频电机；
2）采用高效节能变压器；
3）所有的气体放电灯尽量采用电子镇流器，或者电感镇流器增设电容补偿措施，以提高灯具的功率因数，减少损耗。

4）室外照明采用智能照明电脑控制装置。一方面通过室外光线变化及电脑定时来控制灯具的起停时间；另一方面在灯具的实际工作中，根据用电波峰、波谷变化实时控制灯具的节能工作电压，达到节能效果。
5）优化供配电结构，减少供配电线路长度以降低线路损耗。

八.工程的先进性和可靠性
1、本工程在电气设备的先进性和可靠性方面有以下特点：电气设备选型尽可能选用国内名优产品及在石化行业有多年业绩、成熟经验的产品。重要关键的场所选用进口名牌或者合资产品。例如本工程6kV开关柜的断路器及电机综合保护器均采用进口断路器及综保。重要装置的低压开关柜采用合资品牌。
2、变电所内设置独立后台，功能强大，并可将数据上传至总变电所。综保、后台通讯采用开放协议及光纤通讯，抗干扰能力强。
3、直流屏设计采用双电，双充，双电池组，UPS设
计采用双机热备份，实践证明还是非常必要的。

4、35kV为经消弧线圈接地系统，6kV系统为不接地系统，设置小电流接地选线装置，经过实践事故的检验效果良好。
5、对进线及重要机组采用独立故障录波器，并使用独立通道上传数据，增加了事故情况下的分析功能。
九.附图1:全厂平面布置图
九.附图2:全厂供电系统单线图
九.附图3: 791变电所供电单线图
九.附图4: 792变电所供电单线图
九.附图5: 791变电所及其子站SCADA系统示意图
九.附图6: 792变电所及其子站SCADA系统示意图
九.附图7: 区域变总变电站网络拓扑示意图
九.附图8: 791变电所平面布置图
九.附图9: 792变电所平面布置图
九.附图10: 动力站(831单元)发电机系统图
十.存在问题及改进措施
①设计遗漏：由于本项目的设计没有相似的装置可以参照，导致建筑、电信专业后期改动很大。
如全厂为了加强管理及H2S泄露时人员的快速疏散，增设了2#警卫室及电动门，而且2#警卫室所处的位置均离附近的变电所很远（约为600米），同时电信专业的应急疏散系统增加了很多用电点，且用电负荷也比最初增加很多，这些变化最终都导致电气专业后期设计修改工作量大大增加。与此同时，暖通专业、储运专业互提资料更改很大，也导致电气专业现场设计变更增加。
②专业之间交叉：电气专业桥架和电缆、照明灯具先于配管专业施工，当配管施工时，出现多处与电气桥架碰撞，照明灯具与管线出现碰撞的问题。主要原因是与配管专业会签时可能没问题，但后配管专业变动后未通知电气专业；还有就是由于时间紧，项目急于发图，主体专业图纸尚未完成，便草签发图，施工时相关专业也未核查图纸。

十一.EPC项目作为专业负责人的几点体会
① 对于EPC项目，由于是总承包方对业主单点负责，对专业负责人要求更高，要求的知识面更宽，既要精通本专业的工程技术包括设计规范、产品的制造规范，又要对工程施工、采购服务工作负责，包括精通工程各种验收规范。
作为专业负责人，既要从事本专业的工程设计方面，又要从事本专业的工程管理工作。要合理安排控制设计进度与质量，使之即满足合同规定的要求又能满足采购及现场施工方面的要求。这就要求协调好本专业设计、采购服务工作，使设计、采购、施工要求都能满足项目合同及进度要求。

②采购服务方面，坚持既要节约项目资金又要满足规范、合同的原则。询价书的技术要求既要满足工程规范、产品制造规范，标准要合理，适当，满足业主要求，又要为工程节省投资。
③施工方面，设计及采购工作要求满足施工要求，工程质量及施工进度都要保证
十一.EPC项目作为专业负责人的几点体会
作为一名专业负责人，有幸参加了二十一世纪国家五大工程之一同时作为中石化一号项目的川气东送工程的设计。而作为川气东送的核心装置--天然气净化项目是我国首套国内自主知识产权的大型天然气净化项目。通过参加项目的基础工程设计、详细工程设计、现场服务等过程，不仅提高了自己的技术水平，也培养了EPC总包项目的管理能力。同时，作为首套国内自主知识产权的大型天然气净化项目也锻炼了一批人才，为后续类似项目积累了丰富、宝贵的经验。