PCCP生产中使用发电机组供电的难点及注意事项

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摘 要：根据南水北调PCCPE4000管道制造工程中发电机组供电的经验及以往经验，总结PCCP生产中使用发电机组供电的难点以及若使用发电机组供电时应注意的相关事项。
关键词：预应力钢筒混凝土管；供电；发电机组；难点；注意事项；南水北调
预应力钢筒混凝土管（PCCP）以其特有的新型组合结构优点，正越来越多地应用到我国输水工程中，目前已经成为我国铺设长距离、高工压、大管径输水管道的首推管材之一，被广泛应用于跨流域引水领域。跨流域引水工程野外施工非常多，为了降低运输成本，PCCP生产厂址也时常会选在离施工地较近的野外，由于受国家供电电网线路的限制，建在野外的生产厂区会存在大电网供电线路不能及时安装到位甚至整个生产期都无法使用大电网供电的情况，生产厂只能采用发电机组作为备用电源或者进行长期供电。
柴油发电机组因具有热效率高、起动迅速、结构紧凑、燃料存储方便、占地面积小、工程量小、维护方便等特点成为了工程中作为备用电源或应急电源的首选。
南水北调中线京石段奥运会应急供水工程在我国首次采用了Φ4000的超大口径PCCP，该工程中的三个PCCP制作标段均离管道敷设施工地点就近建厂，其中两个PCCP制造厂在建厂阶段及生产期的前五个月使用了柴油发电机组供电。通过发电机组在此工程中的应用以及以往国外大型工程的经验，作者总结了PCCP生产中使用发电机组供电的部分难点及注意事项：
1 发电机供电的难点
发电机组作为工业生产供电有很多弊端，在PCCP的生产中，存在着以下难点：
1.1 安装困难
发电机组相对变电室占地面积大，要有专用的机房场地，安装过程中必须解决固定传声及机体震动对环境的影响；发电机组运行时噪声很大，一般可达到105～130dB，在发电机组的场地选用及建设时要考虑解决柴油机的噪声污染。
1.2 储油、防火困难
使用发电机长期供电，需要配建储油设备，必须解决消防问题，而且因消防要求柴油发电机机房不能有过多的储油，这为运行的持续和安全管理带来了很多难题。
1.3 日常维修管理困难
发电机组运行时每月或每1000小时要进行定时保养，每次保养都需要停机，而且发电机组维护和使用要有一定的专业知识，一般PCCP企业都不具备这样的专业技术人员。
1.4 性能不稳
发电机组建立的供电网属于弱电网，电网消除谐波、缓冲瞬间大电流的能力弱，不能在复杂的用电情况下有效的维持频率和电压的稳定。在PCCP生产线中的所有设备中，差速式绕丝机最不适合采用发电机组供电，差速式绕丝机采用大功率直流电动机作为动力，电气控制系统由于采用硅可控整流的原因，工作过程中产生大量的高次谐波，会导致发电机组与绕丝机频繁的频率故障停机，造成设备的损坏及材料的浪费。
1.5 运行费用高
发电机组的设备购置费用、运行费用及保养费用都比较高，发电机组设备费用是大电网设备（10KV高压变配电设备）的1.5倍/KWH左右，直接运行费用是电网供电电费的2-3倍，每KVA每月的保养费用约1至2元。
在南水北调中线京石段奥运会应急供水工程中，PCCP的两个制造厂在前期五个月的生产中都使用了发电机组供电，PCCP生产每立方砼的用电成本增加了约3倍。
2 使用柴油发电机组供电的注意事项
若受条件限制，必须要采用发机电机组作为PCCP生产厂供电设备供电时，需要注意下以几方面：
2.1 机房设备布置
（1）机房设备布置应符合机组运行工艺要求，力求紧凑、经济合理、保证安全及便于维护。（2）机组之间、机组外廓至墙的距离应满足设备、就地操作、维护检修或布置辅助设备的需要。（3）与机组引接的电缆和水、油管线分别设置在机组两侧的地沟内，地沟净深一般为0.5-0.8米，并设置支架。（4）发电机对配电屏的引出线宜采用铜芯电缆或封闭式母线。当设电缆沟时，沟内应用排水和排油措施，电缆线路不宜与水、油管线交叉。
2.2 控制室的电气设备布置
（1）集装式发电机组或单台容量在500KW及以下者一般可不设控制室，多台机组且单台机组容量在500KW以上者宜设控制室。（2）控制室布置应便于观察、操作和调度，通风、采光良好、线路短、进出线方便。（3）控制室正面的最小操作通道宽度不宜小于1.5米，离墙安装时，屏后维护通道宜大于0.8米。
2.3 对有关专业的要求
（1）按柴油发电机组运行3-8小时设置日用燃油箱，油量超过消防有关规定时，应设储油间，储油间总储量不应超过12小时的需要量，储油间应采用防火墙和发电机间隔开，当必须在防火墙上开门时，应设置能自行关闭的甲级防火门，并向发电机间开启。（2）机房应做消音、隔声处理。机组基础应采用减振措施，应防止与房屋产生共振现象。（3）柴油发电机房应采用耐极限时间不低于2.00h的隔墙和1.50h的楼板与其他隔开。（4）发电机门、储油间宜做水泥压光地面，并应有止油、水渗入地面的措施。
2.4 对功能的要求
（1）考虑到制作PCCP的绕丝机是硅可控整流控制的负载，对于频率、电压和波形特性有严格的要求，作为PCCP厂的应急电源或临时电源宜选用三级以上的自动化柴油发电机组。（2）机组应急起动和快速加载时的机油压力、机油温度、冷却水温应符合产品技术条件的规定。（3）有过载、短路、过速度（或过频率）、冷却水温度过高、机油压力过低等保护装置。
2.5 合理地进行馈电分配
在馈电分配时，差速绕丝机尽量与功率因数高的设备接在同一台馈电柜下，以平衡谐波，例如螺杆式空压机、砼搅拌站等设备。
2.6 柴油发电机组容量的选择
应急电源的一般只设一台机线，其容量按搅拌站和绕丝机的负荷和电动机的容量等因素综合考虑而定。作为临时供电电源时，机组发电容量要比配电变压器容量大于30～35%，尽量使用两台较大的发电机组并联供电，已保证一台出现故障时，另一台能够应急生产。
总之，如果因不具备大电网供电、或者作为应急备用电源，发电机组是能够维持PCCP生产的，但在使用过程中一定要注意安全、合理安排和管理，才能即保证了生产，又能尽可能地降低运行成本，避免浪费、保证安全和产品的质量。
参考文献
[1] 苏石川.现代柴油发电机组的应用与管理（第2版）[M].化学工业出版社，2010.