火力發(fā)電廠濕式電除塵電氣系統(tǒng)的優(yōu)化設計

劉晨

摘 要：本文從近幾年濕式電除塵工程中的電氣及相關(guān)控制設計的優(yōu)化和實用進行研究和探索，對設計質(zhì)量的提高及火電廠的經(jīng)濟運行有積極的意義。

關(guān)鍵詞：濕式電除塵；電氣設計；電氣系統(tǒng)

中圖分類號：TM621 文獻標識碼：A

當前國家和社會對環(huán)境保護要求不斷提高，特別是大氣環(huán)境的保護，因此對火力發(fā)電廠的煙塵排放的要求也提升了一個新的高度。濕式電除塵技術(shù)在這種背景下實現(xiàn)了廣泛的應用，為達到節(jié)能減排的目的，筆者在電氣設計中對相關(guān)電氣系統(tǒng)進行優(yōu)化。

1.濕式電除塵技術(shù)概況

濕式電除塵器（Wet Eleetrostatic Pre-eipitator，簡稱WESP）擁有控制復合污染物的強大功能，它對微細的粉塵及煙氣中酸霧等的收集都是比較理想的。在國內(nèi)，該技術(shù)處于迅速發(fā)展階段，現(xiàn)已有很多濕式電除塵器應用于國內(nèi)燃煤電廠中，主要用于控制因新增脫硝設施和濕法脫硫設施而產(chǎn)生的煙氣煙羽及酸霧問題。濕式電除塵設施的主要除塵設備是恒流高壓直流電源。恒流高壓直流電源由恒流變換器和升壓整流系統(tǒng)組成，其基本原理電網(wǎng)輸入的交流正弦電壓，通過恒流變換器，轉(zhuǎn)換為交流正弦電流，經(jīng)升壓、整流后成為恒流高壓直流電源給電場供電。所謂恒流是指其電路特性，而并不是說系統(tǒng)的輸出電流無法改變。目前主要的高壓電源裝置有兩種形式，一種是工頻恒流高壓直流電源，一種是高頻恒流高壓直流電源。

2.高壓直流電源供電設計

（1）動力部分設計

濕式電除塵的工頻恒流高壓直流電源與高頻恒流高壓直流電源在供電方式上有一定的區(qū)別，工頻恒流高壓直流電源廠家通常會自帶電控柜，需要與配電室低壓柜并柜供電。而高頻恒流高壓直流電源的供電通常由電廠的PC段或MCC段的回路來直接供電，控制系統(tǒng)與高頻恒流高壓直流電源通常為一個整體放置在濕式電除塵的現(xiàn)場。

（2）控制部分設計

隨著自動化技術(shù)的不斷發(fā)展，火力發(fā)電廠中越來越多的設備開始采用DCS控制，實現(xiàn)了遠程在線監(jiān)測和控制，極大地降低了人力成本。濕式電除塵的高壓直流電源也適應這一發(fā)展趨勢，實現(xiàn)遠程的狀態(tài)監(jiān)測和控制。高壓直流電源需要的I/O測點有：備妥信號反饋、運行信號反饋、綜合報警信號反饋、油溫上限信號反饋、油溫上上限信號反饋、一次電壓反饋、一次電流反饋、二次電壓反饋、二次電流反饋、二次電流調(diào)節(jié)、啟動指令信號、停止指令信號、事故停止指令信號、變壓器溫度信號等。其中重要的指令和狀態(tài)信號應采用硬接線的方式連接到DCS。其余信號可采用光纖通信。此外，高壓直流電源的隔離開關(guān)柜應與濕式電除塵平臺的人孔門進行安全連鎖，通過在人孔門處設置電磁鎖來實現(xiàn)安全的檢修和運行。

3.低壓設備供電設計

濕式電除塵設施主要包含熱風吹掃系統(tǒng)、絕緣加熱系統(tǒng)、霧化系統(tǒng)、沖洗系統(tǒng)等設備，通常由新增的濕除380VPC段來供電。熱風吹掃系統(tǒng)包括密封風機和空氣加熱器，可采用現(xiàn)場安放就地柜來配電控制。絕緣加熱系統(tǒng)主要包括絕緣子保溫桶內(nèi)的電加熱器，功率較小，可由PC段配電柜直接供電，也可現(xiàn)場安置就地柜。例如華電國際萊城電廠3號機組濕式電除塵即采用現(xiàn)場安置就地柜的形式對絕緣加熱系統(tǒng)進行控制，節(jié)省PC段配電柜的空間。霧化系統(tǒng)主要包括霧化水泵及電動門等，霧化水泵一般為變頻控制，需要配備變頻器，宜采用就地柜配電控制的方案進行設計。沖洗系統(tǒng)主要包括沖洗水泵，一般可能會利用原有脫硫系統(tǒng)中的沖洗水泵。檢修配電箱宜放置在設備較集中的平臺和放置高壓電源的平臺上。

4.照明系統(tǒng)設計

濕式除塵器本體平臺上的照明燈具宜采用防水防塵防腐蝕燈具，光源宜采用節(jié)能型LED燈或金鹵燈，采用立管式安裝，固定在濕式除塵器本體平臺的欄桿側(cè)。照明配電箱宜放置在濕式電除塵的底部或中間的平臺上，內(nèi)部設置光控開關(guān)或時控開關(guān)，以達到節(jié)能的目的。局部層高低于2.2m的平臺宜設置安全低壓照明，采用24V或12V電源供電。在人孔門位置宜設置安全變壓器箱，作為移動巡檢提供安全電源，宜采用24V或12V供電，目前國內(nèi)發(fā)電廠普遍采用額定二次電壓12V的安全變壓器箱。

5.電纜敷設設計

濕式電除塵工程設計中電纜一般采用阻燃型電纜，個別要求較高的地方還應采用耐火電纜。由于濕式除塵器本體一般比較高，電纜主要的敷設方式應以橋架為主，動力電纜與控制電纜分層布置。橋架敷設時有很大一部分是垂直敷設，每隔2m做一次固定。不得用鐵絲直接捆扎電纜，宜采用尼龍扎帶或擠塑金屬扎帶。電動機和明裝的照明箱、檢修箱、吊車開關(guān)、事故按鈕等設備的電纜端頭應采用阻燃型金塑軟管進行保護。

6.電纜防火設計

由于電廠防火要求較高，橋架宜采用托盤式橋架，并設置阻火段。阻火段除在橋架底部設置耐火隔板外，還應在電纜上方密實堆放阻火包，然后在阻火包上方設置耐火隔板。另外，在鋼制橋架外表面應涂刷鋼構(gòu)防火涂料兩遍，涂料厚度不小于1mm。在阻火段兩側(cè)不小于1m區(qū)域的電纜均涂刷防火涂料，涂刷厚度不小于1mm。所有電纜進入盤、柜、屏、臺、箱的孔洞的分支處均宜采用有機和無機防火堵料相結(jié)合填充，有機堵料宜在電纜周圍填充并適當預留。

7.防雷接地設計

濕式電除塵本體殼體與接地網(wǎng)連接點不得少于6個，接地電阻不大于1Ω。濕式電除塵整流變壓器接地端和濕式電除塵本體上的其他設備、管道等均需可靠接地。

結(jié)語

在環(huán)保要求日益提高的今天，通過對濕式電除塵電氣系統(tǒng)的優(yōu)化設計，實現(xiàn)環(huán)保設施的經(jīng)濟和安全運行，為治理大氣污染盡一份力。

參考文獻

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[2] JB/T 11074-2011，電除塵用恒流高壓直流電源[S].