關(guān)于脫硫電氣設(shè)計的總結(jié)分析

徐德海 田馳

摘要：隨著社會環(huán)境保護意識的提升及國家法律法規(guī)的健全，電力行業(yè)（燃煤電廠、污泥耦合電廠、生物質(zhì)發(fā)電電廠等）和非電行業(yè)（鋼鐵、水泥、焦化、爐窯等）排放的大氣污染物的控制日益嚴(yán)格。大氣污染物的治理通常需要環(huán)保裝置，脫硫裝置在脫除二氧化硫污染物中廣泛應(yīng)用，針對脫硫進行電氣設(shè)計方面的總結(jié)分析。基于此，本文主要總結(jié)了脫硫裝置電氣系統(tǒng)以及電氣設(shè)計的相關(guān)內(nèi)容，旨在為相關(guān)領(lǐng)域的研究提供參考。

關(guān)鍵詞：脫硫;電氣設(shè)計;總結(jié)分析

一、脫硫電氣系統(tǒng)概述

脫硫電氣工作有脫硫用電接線、防雷接地、照明設(shè)計、電纜敷設(shè)等內(nèi)容。

脫硫的電氣系統(tǒng)設(shè)計依據(jù)通常為項目工程的技術(shù)協(xié)議及相關(guān)附件、針對項目工程，設(shè)計院或電氣成套商所提供的設(shè)計資料、工藝系統(tǒng)設(shè)計方案（負荷、控制要求等）、國家和行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、圖集等。

二、關(guān)于脫硫電氣設(shè)計對策分析

（一）高、低壓供配電系統(tǒng)

脫硫的供配電系統(tǒng)設(shè)計是指那些為滿足合同的要求、國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及各種特別要求的規(guī)范而進行的和電氣相關(guān)的設(shè)計。

脫硫高壓電氣系統(tǒng)的供電，通常有兩種方案，其一脫硫不考慮設(shè)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(tǒng)中。其二脫硫設(shè)置獨立的高壓段，電源從現(xiàn)有的廠內(nèi)高壓系統(tǒng)引接。前者投資少，不需要在廠區(qū)內(nèi)增加相應(yīng)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(qū)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(shè)計時根據(jù)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(shù)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(tǒng)設(shè)計時，10kV（6kV）高壓系統(tǒng)主要為脫硫高壓電動機及降壓變壓器提供電源，高壓系統(tǒng)設(shè)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(shè)計聯(lián)絡(luò)斷路器，兩進線斷路器與聯(lián)絡(luò)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(shè)計兩臺變壓器各帶一段母線，兩段母線之間設(shè)置母聯(lián)斷路器，正常分列運行，當(dāng)一路有故障時，可自動合母聯(lián)斷路器，實現(xiàn)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(shè)置無功補償，非電行業(yè)脫硫高壓段不考慮無功補償，由上級配電系統(tǒng)集中補償，低壓系統(tǒng)設(shè)置無功補償，補償后的功率因數(shù)均在0.95以上，無功補償?shù)碾娏魅狱c設(shè)置在進線和母聯(lián)之后面的主母線上。

脫硫電氣設(shè)計正常可不考慮諧波治理。當(dāng)諧波的設(shè)備較多且整體容量偏大，并經(jīng)計算其諧波含量超過國家標(biāo)準(zhǔn)的，可以考慮將這些產(chǎn)生諧波量大的設(shè)備集中設(shè)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(shù)量選擇結(jié)合工程的具體情況進行選擇，通常脫硫電氣設(shè)計選擇如下表1：

脫硫電氣設(shè)計應(yīng)保證電能的質(zhì)量，正常運行情況下，高低壓母線及用電設(shè)備端子處電壓應(yīng)按國家標(biāo)準(zhǔn)的偏差允許值（額定電壓的百分?jǐn)?shù)）進行驗算，額定頻率為50±0.5Hz。

（二）事故保安電源系統(tǒng)

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(nèi)的漿液不凝固，需要為攪拌器提供事故保安電源，設(shè)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(dāng)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(tǒng)一考慮，如沒有可考慮單獨設(shè)置柴發(fā)或設(shè)置EPS由電池供電。

（三）電氣設(shè)備的控制測量及保護

脫硫電氣設(shè)備的控制通常由自控設(shè)置的可編程控制系統(tǒng)控制，高、低壓系統(tǒng)的斷路器、脫硫變壓器、直流系統(tǒng)、UPS等通過自控的控制系統(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)

脫硫裝置的照明電源原則為AC220/380V三相五線制。室內(nèi)的照明燈為翹板開關(guān)操作，室外照明引入智能照明時控模塊分區(qū)控制，實現(xiàn)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(shè)置應(yīng)急照明，應(yīng)急照明電源取自事故保安段或自帶蓄電池的應(yīng)急燈（應(yīng)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(nèi)動力檢修電源箱可按檢修半徑30～50米考慮（沒有電氣設(shè)備的區(qū)域、棧橋以及特殊要求區(qū)域除外），檢修電源箱內(nèi)設(shè)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(shè)工業(yè)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(chǔ)接地體應(yīng)可靠聯(lián)接，脫硫綜合樓防雷按照建筑物防雷設(shè)計規(guī)范設(shè)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(shè)備接地線均采取銅導(dǎo)線與接地主線連接。

脫硫裝置設(shè)計獨立接地系統(tǒng)，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(tǒng)，并構(gòu)成等電位聯(lián)結(jié)，綜合接地電阻不大于1Ω。為防止靜電引入，所有出裝置界區(qū)的邊界內(nèi)側(cè)和始終端的地上工藝管道應(yīng)接地。

（七）電纜選擇及敷設(shè)

脫硫電纜芯線材料、芯數(shù)、絕緣水平、絕緣類型的選擇通常設(shè)計為下表4。

脫硫（特別是濕法脫硫）設(shè)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(nèi)。動力電纜和開關(guān)量信號電纜敷設(shè)在梯形橋架上，內(nèi)部設(shè)置隔板。連續(xù)變化信號的電纜敷設(shè)在槽型橋架里。

脫硫現(xiàn)場環(huán)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(tǒng)一為150mm，橋架的支架均采用鍍鋅鋼質(zhì)材料。

結(jié)束語：

隨著我國脫硫煙氣技術(shù)的快速發(fā)展，電氣設(shè)計應(yīng)以不同的脫硫工藝系統(tǒng)、最新的電氣設(shè)計理念和新技術(shù)應(yīng)用等滿足目前規(guī)定的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，進行不斷的總結(jié)，在有效結(jié)合脫硫設(shè)計準(zhǔn)則時發(fā)揮最大效能，真正實現(xiàn)脫硫電氣系統(tǒng)設(shè)計的價值與意義。

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