略談火電廠無(wú)旁路煙氣脫硫脫硝系統(tǒng)電氣一次設(shè)計(jì)

馮守民

摘要：在城市化進(jìn)程的推動(dòng)之下，我國(guó)生態(tài)文明建設(shè)日益推進(jìn)，脫硫系統(tǒng)在火力發(fā)電中占據(jù)著關(guān)鍵地位，尤其是火力發(fā)電廠的日常運(yùn)作過(guò)程中，煙氣脫硫裝置需要和主機(jī)組同時(shí)投運(yùn)工作。加強(qiáng)對(duì)煙氣中有害物質(zhì)的處理，使其達(dá)到國(guó)家和行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，可以改善當(dāng)前大氣環(huán)境，協(xié)調(diào)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)之間的關(guān)系。本文分析了有旁路煙氣脫硫電氣系統(tǒng)及無(wú)旁路煙氣脫硫電氣系統(tǒng)的特點(diǎn)，提出無(wú)旁路煙氣脫硫電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則，探索無(wú)旁路煙氣脫硫電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。

關(guān)鍵詞：火力發(fā)電廠;無(wú)旁路;煙氣脫硫系統(tǒng);電氣一次設(shè)計(jì)

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(fā)電會(huì)消耗大量的煤炭資源，因此會(huì)導(dǎo)致環(huán)境污染問(wèn)題的出現(xiàn)。在工業(yè)化進(jìn)程當(dāng)中，大氣污染問(wèn)題也更加嚴(yán)峻，已經(jīng)成為限制社會(huì)發(fā)展的主要因素。我國(guó)正處于社會(huì)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時(shí)期，做好大氣污染治理與經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的有效協(xié)調(diào)，是落實(shí)綠色化發(fā)展理念的關(guān)鍵，有利于優(yōu)化當(dāng)前經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)模式。應(yīng)該明確當(dāng)前生態(tài)文明建設(shè)的基本要求，在生產(chǎn)工作中采取有效的節(jié)能減排措施，必須做好環(huán)保方面的管控工作，煙氣脫硫脫硝裝置需要和主機(jī)組同時(shí)投運(yùn)工作。煙氣脫硫脫硝裝置在運(yùn)行過(guò)程中必須要確保和主場(chǎng)房電氣系統(tǒng)的一致性，在最大范圍內(nèi)滿足電路穩(wěn)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(shè)置煙氣旁路，而現(xiàn)在已不許再設(shè)置旁路。因此，為確?；痣姀S煙氣排放達(dá)標(biāo)，確保脫硫脫硝設(shè)備可靠穩(wěn)定工作，加大對(duì)火電廠無(wú)旁路煙氣脫硫脫硝電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和研究工作，尤為重要。

1? 有、無(wú)旁路煙氣脫硫電氣系統(tǒng)對(duì)比

參照輔機(jī)電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)規(guī)范，明確有旁路煙氣脫硫裝置電氣系統(tǒng)的運(yùn)行原理及特點(diǎn)。當(dāng)故障問(wèn)題出現(xiàn)在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中時(shí)，則會(huì)引發(fā)失電現(xiàn)象，為了能夠確保主機(jī)系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運(yùn)作，應(yīng)該對(duì)旁路擋進(jìn)行開(kāi)啟，保障無(wú)旁路煙氣的及時(shí)處理。應(yīng)用無(wú)旁路煙氣脫硫裝置時(shí)，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)電氣系統(tǒng)的嚴(yán)格檢查，防止出現(xiàn)嚴(yán)重的故障問(wèn)題，同時(shí)與主機(jī)廠保持協(xié)同性。當(dāng)故障問(wèn)題出現(xiàn)在系統(tǒng)中時(shí)，往往會(huì)引起整個(gè)機(jī)組的停運(yùn)。每臺(tái)機(jī)組在運(yùn)作過(guò)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(tǒng)的運(yùn)行可靠性。必須要使用專用的快切裝置，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)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(jìn)行自動(dòng)轉(zhuǎn)換，在最大范圍內(nèi)，保證供電系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)作。在無(wú)旁路煙氣脫硫裝置使用時(shí)，如果未發(fā)生連鎖的系統(tǒng)停運(yùn)，脫硫裝置離不開(kāi)自帶的小輔機(jī)，它能夠提高供電的穩(wěn)定性。

2? 無(wú)旁路煙氣脫硫電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

對(duì)于無(wú)旁路煙氣脫硫電氣系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，它主要包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：保安電源系統(tǒng)、不間斷電源供電系統(tǒng)、低壓廠用配電系統(tǒng)、直流系統(tǒng)、高壓廠用配電系統(tǒng)等等。為了全面確保脫硫系統(tǒng)供電的穩(wěn)定性，應(yīng)該確保系統(tǒng)運(yùn)行的自動(dòng)化，提高脫硫系統(tǒng)的自動(dòng)化程度，降低脫硫系統(tǒng)在運(yùn)作過(guò)程中發(fā)生的安全事故。因此，應(yīng)該采用中性點(diǎn)接地的方式，根據(jù)當(dāng)前主體工程的建設(shè)要求，對(duì)無(wú)旁路煙氣脫硫系統(tǒng)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。尤其是在進(jìn)行用電等級(jí)上，需要確保脫硫裝置高壓電氣系統(tǒng)和低壓電機(jī)系統(tǒng)具有較高的穩(wěn)定性，可以使用三相三線制脫硫系統(tǒng)。使用極速接地的供電方式，一旦隔離變壓器之后，作業(yè)人員能夠順利的接入保安電源，還能夠有效的降低各個(gè)單元和脫硫島之間的聯(lián)系。在確保各系統(tǒng)都能獨(dú)立運(yùn)作的前提之下，實(shí)現(xiàn)機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)作。在實(shí)踐工作當(dāng)中，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)上述原則的綜合考量，根據(jù)火力發(fā)電廠的生產(chǎn)要求開(kāi)展設(shè)計(jì)工作。

3? 無(wú)旁路煙氣脫硫電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容

火力發(fā)電廠在日常工作時(shí)，為了滿足節(jié)能減排的電力環(huán)保需求。在煙氣脫硫技術(shù)的推動(dòng)之下，不管是電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)、還是脫硫工藝、現(xiàn)有的規(guī)范技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等等，都需要凸顯火電廠煙氣脫硫電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)的價(jià)值。因此，需要對(duì)無(wú)旁路煙氣脫硫電機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行分析，滿足電機(jī)可靠、安全的需求。詳細(xì)如下：

3.1 高、低壓供電系統(tǒng)

在進(jìn)行高低壓供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，首先應(yīng)該根據(jù)生產(chǎn)工作特點(diǎn)對(duì)電源引接方案加以優(yōu)化，高壓廠用工作母線引接的方式應(yīng)用于脫硫高壓工作電源當(dāng)中，同時(shí)也可以借助于發(fā)電機(jī)出口完成設(shè)計(jì)。脫硫裝置的同步設(shè)置當(dāng)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(yīng)該確保其滿足技術(shù)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)。除此之外，在對(duì)容量進(jìn)行預(yù)留時(shí)，也可以應(yīng)用高壓廠用工作變壓器，但是應(yīng)該考慮到經(jīng)濟(jì)因素。對(duì)于已建成的電廠來(lái)說(shuō)，在進(jìn)行脫硫裝置增設(shè)時(shí)，需要考慮到工作電壓機(jī)的備用容量。增容改造也是設(shè)計(jì)工作中的關(guān)鍵內(nèi)容，應(yīng)該對(duì)原電源方案進(jìn)行合理評(píng)估，同時(shí)根據(jù)改造需要確定脫硫變壓器容量，確保機(jī)組脫硫裝置穩(wěn)健運(yùn)行。此外，也應(yīng)該對(duì)電源方案的實(shí)際情況進(jìn)行分析，在改造過(guò)程中應(yīng)該防止對(duì)脫硫系統(tǒng)和機(jī)組等造成嚴(yán)重?fù)p壞，以保障電廠生產(chǎn)工作的順利實(shí)施。當(dāng)電廠中具有較大的廠變?nèi)萘繒r(shí)，則可以在主廠房的6kV工作段直接引入脫硫系統(tǒng)高壓電源。當(dāng)電廠的廠變?nèi)萘肯鄬?duì)較小時(shí)，則需要對(duì)高壓脫硫變進(jìn)行單獨(dú)設(shè)置，從高壓脫硫變對(duì)脫硫系統(tǒng)高壓電源進(jìn)行引接，尤其是在很多老電廠當(dāng)中，通常采用該引接方式。當(dāng)廠用電無(wú)法符合脫硫負(fù)荷的要求時(shí)，應(yīng)該適當(dāng)增加高壓脫硫變的數(shù)量，從而增強(qiáng)其實(shí)際脫硫效果，避免對(duì)大氣環(huán)境造成嚴(yán)重污染。如果脫硫裝置和主體工程同步實(shí)施，那么應(yīng)該對(duì)脫硫6kV段和主廠6kV段予以同步考慮，可以為十臺(tái)及以上單機(jī)的運(yùn)行提供可靠保障。脫硫裝置應(yīng)用于建好的電廠當(dāng)中時(shí)，應(yīng)該對(duì)熱穩(wěn)定值和啟動(dòng)電壓水平等進(jìn)行分析，明確廠用開(kāi)關(guān)設(shè)備和電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行情況及性能，分析工作變壓器的容量情況，當(dāng)上述條件都相對(duì)較好時(shí)，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(shí)，可以應(yīng)用兩臺(tái)機(jī)組和一臺(tái)低壓工作變壓器，能夠在滿足供電要求的基礎(chǔ)上，達(dá)到互為備用的效果，增強(qiáng)系統(tǒng)運(yùn)行可靠性，防止對(duì)生產(chǎn)連續(xù)性造成影響。當(dāng)存在較大的低壓公用負(fù)荷時(shí)，則可以選擇兩臺(tái)低壓公用變壓器，確保能夠在當(dāng)前負(fù)荷下高效運(yùn)轉(zhuǎn)，防止故障問(wèn)題的出現(xiàn)。兩臺(tái)低壓工作變壓器共同組成脫硫低壓380/220V系統(tǒng)，滿足脫硫低壓負(fù)荷供電需求，2000kVA為低壓變壓器的容量值，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)脫硫低壓工作電源的合理設(shè)計(jì)，保障系統(tǒng)運(yùn)行安全性與高效性。動(dòng)力中心和電動(dòng)機(jī)控制中心的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)脫硫低壓380/220V系統(tǒng)的兩級(jí)供電，在工作中可以進(jìn)行手動(dòng)或者自動(dòng)模式的切換。

3.2 脫硫電氣系統(tǒng)接線方式

脫硫電機(jī)系統(tǒng)接線方式在設(shè)計(jì)時(shí)，第一，需要設(shè)計(jì)高壓系統(tǒng)接線方式，在高壓廠用工作母線當(dāng)中完成高壓負(fù)荷的接入，滿足高壓母線段供電需求。當(dāng)存在十臺(tái)及以上高壓負(fù)荷時(shí)，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(tǒng)運(yùn)行中應(yīng)用時(shí)，在廠用工作母線段完成負(fù)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(fù)荷的接入。為了確保高壓母線段的良好運(yùn)行狀況，需要在每臺(tái)鍋爐設(shè)置備用電源，二路電源可以使用快切裝置。設(shè)備在進(jìn)行自切換脫硫高壓工作時(shí)，應(yīng)用工作母線AB段對(duì)備用電源進(jìn)行引接處理[2]。與此同時(shí)，對(duì)于絕大部分的脫硫系統(tǒng)的公用部分來(lái)說(shuō)，常見(jiàn)的公用部分有磨制系統(tǒng)、脫水系統(tǒng)等等。脫硫公用高壓母線段的應(yīng)用，能夠滿足十臺(tái)及以上負(fù)荷工作要求，保障脫硫系統(tǒng)的良好運(yùn)行狀況，實(shí)現(xiàn)對(duì)故障問(wèn)題的有效預(yù)防，為發(fā)電廠創(chuàng)造巨大經(jīng)濟(jì)效益。

脫硫低壓系統(tǒng)在進(jìn)行接線時(shí)，低壓母線應(yīng)用于脫硫系統(tǒng)當(dāng)中，單母線接線是一種常用的類(lèi)型，聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)應(yīng)用于低壓母線當(dāng)中，增強(qiáng)系統(tǒng)的整體運(yùn)行可靠性，同時(shí)保障切換的自動(dòng)化控制。脫硫島在運(yùn)作時(shí)一般使用的是動(dòng)力中心和電機(jī)控制中心兩級(jí)供電的方式，嚴(yán)格的按照工藝設(shè)備的布置情況做好吸收塔區(qū)、石灰制漿區(qū)、石膏脫水區(qū)等等雙電源供電工作。尤其是對(duì)于75kW以上的電動(dòng)機(jī)，在運(yùn)作時(shí)所有的MCC電源，可以使用動(dòng)力中心進(jìn)行供電。當(dāng)電動(dòng)機(jī)在75kW以內(nèi)時(shí)，則采用MCC供電的方式。兩段低壓工作母線應(yīng)用于鍋爐當(dāng)中，保障脫硫公用PC段的獨(dú)立性特點(diǎn)，使脫硫公用變壓器時(shí)低壓運(yùn)行更加可靠，在供電時(shí)設(shè)置兩臺(tái)變壓器，能夠?qū)崿F(xiàn)互為備用，防止意外事故的發(fā)生，同時(shí)提升供電高效性。值得注意的是，脫硫島低壓供電系統(tǒng)，可以采用三相四線制的方式進(jìn)行直接的接地[3]。

3.3 脫硫裝置交流保安電源

中性點(diǎn)直接接地，是脫硫裝置交流保安電源的主要接地類(lèi)型，事故保安MCC段的應(yīng)用，可以為吸收塔和鍋爐的安全運(yùn)行提供保障，做好脫硫裝置PC段的供電工作。脫硫保安段應(yīng)用于吸收塔當(dāng)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(shù)需求，可以進(jìn)行交流保安電源供電，不應(yīng)該在機(jī)組柴油發(fā)電機(jī)引接脫硫保安電源。反之，主場(chǎng)房滿足不了脫硫保安容量的需求，可以在脫硫島中設(shè)置快速啟動(dòng)的柴油發(fā)電機(jī)，在選擇柴油發(fā)電機(jī)時(shí)應(yīng)該確保其具有良好性能，保障啟動(dòng)的快速性。系統(tǒng)在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，還需要考慮到脫硫裝置的直流負(fù)荷以及UPS系統(tǒng)，尤其是新建的火電廠在進(jìn)行煙氣脫硫裝置設(shè)計(jì)時(shí)，如果脫硫裝置的距離廠房較遠(yuǎn)，可以設(shè)置單獨(dú)的脫硫直流系統(tǒng)。如果脫硫裝置較近，可以設(shè)置脫硫裝置直流負(fù)荷供電進(jìn)行脫硫。在設(shè)計(jì)工作中可以單獨(dú)設(shè)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(dòng)的快速性，防止產(chǎn)生較大的意外事故。事故應(yīng)急電源主要應(yīng)用于不具備保安電源的主廠房當(dāng)中，從主廠房實(shí)現(xiàn)引接，確保在緊急情況下能夠保障人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。

參考文獻(xiàn)：

[1]姜全越.火力發(fā)電廠無(wú)旁路煙氣脫硫系統(tǒng)電氣一次設(shè)計(jì)[J].資源節(jié)約與環(huán)保，2019（10）：18-19.

[2]梁家玉.火力發(fā)電廠無(wú)旁路煙氣脫硫系統(tǒng)電氣一次設(shè)計(jì)[J].百科論壇電子雜志，2019（13）：364.

[3]林平.關(guān)于無(wú)旁路煙氣脫硫系統(tǒng)設(shè)計(jì)及運(yùn)行研究探討[J].能源與環(huán)境，2018（4）：45，47.