關于脫硫電氣設計的總結分析

徐德海 田馳

摘要：隨著社會環境保護意識的提升及國家法律法規的健全，電力行業（燃煤電廠、污泥耦合電廠、生物質發電電廠等）和非電行業（鋼鐵、水泥、焦化、爐窯等）排放的大氣污染物的控制日益嚴格。大氣污染物的治理通常需要環保裝置，脫硫裝置在脫除二氧化硫污染物中廣泛應用，針對脫硫進行電氣設計方面的總結分析?；诖?，本文主要總結了脫硫裝置電氣系統以及電氣設計的相關內容，旨在為相關領域的研究提供參考。

關鍵詞：脫硫;電氣設計;總結分析

一、脫硫電氣系統概述

脫硫電氣工作有脫硫用電接線、防雷接地、照明設計、電纜敷設等內容。

脫硫的電氣系統設計依據通常為項目工程的技術協議及相關附件、針對項目工程，設計院或電氣成套商所提供的設計資料、工藝系統設計方案（負荷、控制要求等）、國家和行業的標準規范、圖集等。

二、關于脫硫電氣設計對策分析

（一）高、低壓供配電系統

脫硫的供配電系統設計是指那些為滿足合同的要求、國家標準、行業標準及各種特別要求的規范而進行的和電氣相關的設計。

脫硫高壓電氣系統的供電，通常有兩種方案，其一脫硫不考慮設置獨立的高壓段，脫硫高壓負荷采用并柜的方式接入已有的高壓廠用電系統中。其二脫硫設置獨立的高壓段，電源從現有的廠內高壓系統引接。前者投資少，不需要在廠區內增加相應的6kV配電間，接線簡潔明快，但高壓電纜相對較多。后者可以將脫硫負荷與機組本身負荷區分開，便于后期的維護檢修，高壓電纜較少，但投資較多。脫硫電源引接設計時根據項目具體情況進行合理選擇。

脫硫通常隨主裝置同步投入運行，絕大多數工程確定脫硫的工藝用電負荷等級為二級或一級。在脫硫電氣系統設計時，10kV（6kV）高壓系統主要為脫硫高壓電動機及降壓變壓器提供電源，高壓系統設兩段高壓母線A，B段，AB兩段均采用單母線接線辦法。為確保供電的可靠性與安全性，在脫硫高壓A段與B段中設計聯絡斷路器，兩進線斷路器與聯絡斷路器均采用為三取二原則，以先斷后合進行，可確保AB兩段可以正常供電。脫硫低壓配電電壓為220/330V，接地型式為TN-S，設計兩臺變壓器各帶一段母線，兩段母線之間設置母聯斷路器，正常分列運行，當一路有故障時，可自動合母聯斷路器，實現一臺變壓器帶全部負荷。主接線圖以下圖1所示。

電廠脫硫通常不設置無功補償，非電行業脫硫高壓段不考慮無功補償，由上級配電系統集中補償，低壓系統設置無功補償，補償后的功率因數均在0.95以上，無功補償的電流取樣點設置在進線和母聯之后面的主母線上。

脫硫電氣設計正?？刹豢紤]諧波治理。當諧波的設備較多且整體容量偏大，并經計算其諧波含量超過國家標準的，可以考慮將這些產生諧波量大的設備集中設置在某1～2個獨立引出的特殊供電段上采用有源濾波器集中治理。

脫硫裝置電氣的電壓、頻率及線芯數量選擇結合工程的具體情況進行選擇，通常脫硫電氣設計選擇如下表1：

脫硫電氣設計應保證電能的質量，正常運行情況下，高低壓母線及用電設備端子處電壓應按國家標準的偏差允許值（額定電壓的百分數）進行驗算，額定頻率為50±0.5Hz。

（二）事故保安電源系統

干法或半干法脫硫通常不考慮事故保安電源，濕法脫硫為了保證脫硫停電后吸收塔和漿液箱內的漿液不凝固，需要為攪拌器提供事故保安電源，設專門的220/380VAC保安段。保安段正常情況下由脫硫低壓段提供電源，當脫硫低壓段電壓不正常，引起保安段母線電壓失壓時，由ATS切換至全廠的保安段供電，全廠的保安電源通常由客戶統一考慮，如沒有可考慮單獨設置柴發或設置EPS由電池供電。

（三）電氣設備的控制測量及保護

脫硫電氣設備的控制通常由自控設置的可編程控制系統控制，高、低壓系統的斷路器、脫硫變壓器、直流系統、UPS等通過自控的控制系統采集，操作電腦上顯示。對于有特殊要求的客戶電氣量信號接入全廠的電氣后臺統一管理。

脫硫電氣繼電保護通常按照基本配置如下表2：

（五）照明及檢修系統

脫硫裝置的照明電源原則為AC220/380V三相五線制。室內的照明燈為翹板開關操作，室外照明引入智能照明時控模塊分區控制，實現通過識別周圍暗度達到一定程度時自動亮燈。

脫硫的配電室、機柜間、控制室、電纜夾層（如有）等需設置應急照明，應急照明電源取自事故保安段或自帶蓄電池的應急燈（應急時間大于1h）。

照明的燈具和照度通常選型如下表3：

工藝裝置內動力檢修電源箱可按檢修半徑30～50米考慮（沒有電氣設備的區域、棧橋以及特殊要求區域除外），檢修電源箱內設置1回進線和至少3回出線，進線采用漏電保護功能的斷路器，箱外設工業用航空插座并配插頭。

（六）防雷接地

脫硫塔通常為鋼本體，防雷利用鋼本體作防雷接閃器，脫硫塔本體與基礎接地體應可靠聯接，脫硫綜合樓防雷按照建筑物防雷設計規范設計。

脫硫變電所四周接地采取-60x6鍍鋅扁鋼，其他接地干線采取-50x5鍍鋅扁鋼，接地支線采取-40x4鍍鋅扁鋼。接地極盡可能使用自然接地體，如不滿足接地電阻，采用補打接地極（長度2.5mD50熱鍍鋅鋼管或L50x5鍍鋅角鋼）。用電設備接地線均采取銅導線與接地主線連接。

脫硫裝置設計獨立接地系統，防雷接地、防靜電接地以及保護接地等接地共用一套接地系統，并構成等電位聯結，綜合接地電阻不大于1Ω。為防止靜電引入，所有出裝置界區的邊界內側和始終端的地上工藝管道應接地。

（七）電纜選擇及敷設

脫硫電纜芯線材料、芯數、絕緣水平、絕緣類型的選擇通常設計為下表4。

脫硫（特別是濕法脫硫）設計電纜通道時，盡量考慮架空橋架的方式，避免有腐蝕性液體進入到電纜通道內。動力電纜和開關量信號電纜敷設在梯形橋架上，內部設置隔板。連續變化信號的電纜敷設在槽型橋架里。

脫硫現場環境有一定的腐蝕性，通常橋架選用鋁合金橋架或玻璃鋼橋架，橋架的寬度通常為200mm，400mm，800mm，高度統一為150mm，橋架的支架均采用鍍鋅鋼質材料。

結束語：

隨著我國脫硫煙氣技術的快速發展，電氣設計應以不同的脫硫工藝系統、最新的電氣設計理念和新技術應用等滿足目前規定的規范標準，進行不斷的總結，在有效結合脫硫設計準則時發揮最大效能，真正實現脫硫電氣系統設計的價值與意義。

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