略談火電廠無旁路煙氣脫硫脫硝系統電氣一次設計

馮守民

摘要：在城市化進程的推動之下，我國生態文明建設日益推進，脫硫系統在火力發電中占據著關鍵地位，尤其是火力發電廠的日常運作過程中，煙氣脫硫裝置需要和主機組同時投運工作。加強對煙氣中有害物質的處理，使其達到國家和行業相關標準，可以改善當前大氣環境，協調經濟發展與環境保護之間的關系。本文分析了有旁路煙氣脫硫電氣系統及無旁路煙氣脫硫電氣系統的特點，提出無旁路煙氣脫硫電氣系統的設計原則，探索無旁路煙氣脫硫電氣系統的設計方法。

關鍵詞：火力發電廠;無旁路;煙氣脫硫系統;電氣一次設計

Abstract： With the promotion of urbanization， the construction of ecological civilization in China is advancing day by day， and the desulfurization system occupies a key position in thermal power generation， especially in the daily operation of thermal power plants， the flue gas desulfurization unit needs to be put into operation at the same time as the main engine group. Strengthening the treatment of harmful substances in flue gas to meet the relevant national and industrial standards can improve the current atmospheric environment and coordinate the relationship between economic development and environmental protection. This paper analyzes the characteristics of FGD electrical system with bypass and without bypass， puts forward the design principle of FGD electrical system without bypass， and explores the design method of FGD electrical system without bypass.

0? 引言

由于火力發電會消耗大量的煤炭資源，因此會導致環境污染問題的出現。在工業化進程當中，大氣污染問題也更加嚴峻，已經成為限制社會發展的主要因素。我國正處于社會轉型的關鍵時期，做好大氣污染治理與經濟發展之間的有效協調，是落實綠色化發展理念的關鍵，有利于優化當前經濟增長模式。應該明確當前生態文明建設的基本要求，在生產工作中采取有效的節能減排措施，必須做好環保方面的管控工作，煙氣脫硫脫硝裝置需要和主機組同時投運工作。煙氣脫硫脫硝裝置在運行過程中必須要確保和主場房電氣系統的一致性，在最大范圍內滿足電路穩定性、安全性、可靠性的需求。前些年，火電廠煙氣脫硫脫硝裝置允許設置煙氣旁路，而現在已不許再設置旁路。因此，為確保火電廠煙氣排放達標，確保脫硫脫硝設備可靠穩定工作，加大對火電廠無旁路煙氣脫硫脫硝電氣系統的設計和研究工作，尤為重要。

1? 有、無旁路煙氣脫硫電氣系統對比

參照輔機電氣系統的設計規范，明確有旁路煙氣脫硫裝置電氣系統的運行原理及特點。當故障問題出現在系統運行過程中時，則會引發失電現象，為了能夠確保主機系統能夠穩定運作，應該對旁路擋進行開啟，保障無旁路煙氣的及時處理。應用無旁路煙氣脫硫裝置時，應該加強對電氣系統的嚴格檢查，防止出現嚴重的故障問題，同時與主機廠保持協同性。當故障問題出現在系統中時，往往會引起整個機組的停運。每臺機組在運作過程中需要用電高、低壓母線，單母線分段接線是一種常用的接線方式，能夠確保有旁路煙氣脫硫電氣系統的運行可靠性。必須要使用專用的快切裝置，實現自動切換，保證脫硫保安電源彼此之間能夠使用專用的快切裝置，進行自動轉換，在最大范圍內，保證供電系統穩定運作。在無旁路煙氣脫硫裝置使用時，如果未發生連鎖的系統停運，脫硫裝置離不開自帶的小輔機，它能夠提高供電的穩定性。

2? 無旁路煙氣脫硫電氣系統設計原則

對于無旁路煙氣脫硫電氣系統來說，它主要包括以下幾個方面的內容：保安電源系統、不間斷電源供電系統、低壓廠用配電系統、直流系統、高壓廠用配電系統等等。為了全面確保脫硫系統供電的穩定性，應該確保系統運行的自動化，提高脫硫系統的自動化程度，降低脫硫系統在運作過程中發生的安全事故。因此，應該采用中性點接地的方式，根據當前主體工程的建設要求，對無旁路煙氣脫硫系統進行合理設計。尤其是在進行用電等級上，需要確保脫硫裝置高壓電氣系統和低壓電機系統具有較高的穩定性，可以使用三相三線制脫硫系統。使用極速接地的供電方式，一旦隔離變壓器之后，作業人員能夠順利的接入保安電源，還能夠有效的降低各個單元和脫硫島之間的聯系。在確保各系統都能獨立運作的前提之下，實現機組穩定運作。在實踐工作當中，應該加強對上述原則的綜合考量，根據火力發電廠的生產要求開展設計工作。

3? 無旁路煙氣脫硫電氣系統設計內容

火力發電廠在日常工作時，為了滿足節能減排的電力環保需求。在煙氣脫硫技術的推動之下，不管是電氣系統設計、還是脫硫工藝、現有的規范技術標準等等，都需要凸顯火電廠煙氣脫硫電氣系統設計的價值。因此，需要對無旁路煙氣脫硫電機系統進行分析，滿足電機可靠、安全的需求。詳細如下：

3.1 高、低壓供電系統

在進行高低壓供電系統設計過程中，首先應該根據生產工作特點對電源引接方案加以優化，高壓廠用工作母線引接的方式應用于脫硫高壓工作電源當中，同時也可以借助于發電機出口完成設計。脫硫裝置的同步設置當中，引接方式選擇高壓廠用工作母線，脫硫高壓變壓器的使用也能滿足引接工作要求，應該確保其滿足技術規范及標準。除此之外，在對容量進行預留時，也可以應用高壓廠用工作變壓器，但是應該考慮到經濟因素。對于已建成的電廠來說，在進行脫硫裝置增設時，需要考慮到工作電壓機的備用容量。增容改造也是設計工作中的關鍵內容，應該對原電源方案進行合理評估，同時根據改造需要確定脫硫變壓器容量，確保機組脫硫裝置穩健運行。此外，也應該對電源方案的實際情況進行分析，在改造過程中應該防止對脫硫系統和機組等造成嚴重損壞，以保障電廠生產工作的順利實施。當電廠中具有較大的廠變容量時，則可以在主廠房的6kV工作段直接引入脫硫系統高壓電源。當電廠的廠變容量相對較小時，則需要對高壓脫硫變進行單獨設置，從高壓脫硫變對脫硫系統高壓電源進行引接，尤其是在很多老電廠當中，通常采用該引接方式。當廠用電無法符合脫硫負荷的要求時，應該適當增加高壓脫硫變的數量，從而增強其實際脫硫效果，避免對大氣環境造成嚴重污染。如果脫硫裝置和主體工程同步實施，那么應該對脫硫6kV段和主廠6kV段予以同步考慮，可以為十臺及以上單機的運行提供可靠保障。脫硫裝置應用于建好的電廠當中時，應該對熱穩定值和啟動電壓水平等進行分析，明確廠用開關設備和電動機的運行情況及性能，分析工作變壓器的容量情況，當上述條件都相對較好時，可以在脫硫高壓工作電源的引接中使用母線。編制脫硫低壓工作電源引接方案時，可以應用兩臺機組和一臺低壓工作變壓器，能夠在滿足供電要求的基礎上，達到互為備用的效果，增強系統運行可靠性，防止對生產連續性造成影響。當存在較大的低壓公用負荷時，則可以選擇兩臺低壓公用變壓器，確保能夠在當前負荷下高效運轉，防止故障問題的出現。兩臺低壓工作變壓器共同組成脫硫低壓380/220V系統，滿足脫硫低壓負荷供電需求，2000kVA為低壓變壓器的容量值，應該加強對脫硫低壓工作電源的合理設計，保障系統運行安全性與高效性。動力中心和電動機控制中心的應用，能夠實現脫硫低壓380/220V系統的兩級供電，在工作中可以進行手動或者自動模式的切換。

3.2 脫硫電氣系統接線方式

脫硫電機系統接線方式在設計時，第一，需要設計高壓系統接線方式，在高壓廠用工作母線當中完成高壓負荷的接入，滿足高壓母線段供電需求。當存在十臺及以上高壓負荷時，供電方式則可以借助于脫硫高壓母線段。脫硫高壓母線段未能在系統運行中應用時，在廠用工作母線段完成負荷的接入。如果高壓常使用的是公用母線段，則可以在公用母線段完成公用負荷的接入。為了確保高壓母線段的良好運行狀況，需要在每臺鍋爐設置備用電源，二路電源可以使用快切裝置。設備在進行自切換脫硫高壓工作時，應用工作母線AB段對備用電源進行引接處理[2]。與此同時，對于絕大部分的脫硫系統的公用部分來說，常見的公用部分有磨制系統、脫水系統等等。脫硫公用高壓母線段的應用，能夠滿足十臺及以上負荷工作要求，保障脫硫系統的良好運行狀況，實現對故障問題的有效預防，為發電廠創造巨大經濟效益。

脫硫低壓系統在進行接線時，低壓母線應用于脫硫系統當中，單母線接線是一種常用的類型，聯絡開關應用于低壓母線當中，增強系統的整體運行可靠性，同時保障切換的自動化控制。脫硫島在運作時一般使用的是動力中心和電機控制中心兩級供電的方式，嚴格的按照工藝設備的布置情況做好吸收塔區、石灰制漿區、石膏脫水區等等雙電源供電工作。尤其是對于75kW以上的電動機，在運作時所有的MCC電源，可以使用動力中心進行供電。當電動機在75kW以內時，則采用MCC供電的方式。兩段低壓工作母線應用于鍋爐當中，保障脫硫公用PC段的獨立性特點，使脫硫公用變壓器時低壓運行更加可靠，在供電時設置兩臺變壓器，能夠實現互為備用，防止意外事故的發生，同時提升供電高效性。值得注意的是，脫硫島低壓供電系統，可以采用三相四線制的方式進行直接的接地[3]。

3.3 脫硫裝置交流保安電源

中性點直接接地，是脫硫裝置交流保安電源的主要接地類型，事故保安MCC段的應用，可以為吸收塔和鍋爐的安全運行提供保障，做好脫硫裝置PC段的供電工作。脫硫保安段應用于吸收塔當中，在保安段的工作電源供電中借助于脫硫裝置PC段，保安備用電源的供電方式主要分為三種。如果主廠房保安電源滿足脫硫保安容量的技術需求，可以進行交流保安電源供電，不應該在機組柴油發電機引接脫硫保安電源。反之，主場房滿足不了脫硫保安容量的需求，可以在脫硫島中設置快速啟動的柴油發電機，在選擇柴油發電機時應該確保其具有良好性能，保障啟動的快速性。系統在進行設計時，還需要考慮到脫硫裝置的直流負荷以及UPS系統，尤其是新建的火電廠在進行煙氣脫硫裝置設計時，如果脫硫裝置的距離廠房較遠，可以設置單獨的脫硫直流系統。如果脫硫裝置較近，可以設置脫硫裝置直流負荷供電進行脫硫。在設計工作中可以單獨設置脫硫裝置的交流保安段，主廠和脫硫裝置在失去廠用電后能夠保障啟動的快速性，防止產生較大的意外事故。事故應急電源主要應用于不具備保安電源的主廠房當中，從主廠房實現引接，確保在緊急情況下能夠保障人們的生命財產安全。

參考文獻：

[1]姜全越.火力發電廠無旁路煙氣脫硫系統電氣一次設計[J].資源節約與環保，2019（10）：18-19.

[2]梁家玉.火力發電廠無旁路煙氣脫硫系統電氣一次設計[J].百科論壇電子雜志，2019（13）：364.

[3]林平.關于無旁路煙氣脫硫系統設計及運行研究探討[J].能源與環境，2018（4）：45，47.