淺談脫硫工程電氣設(shè)計(jì)

引言

設(shè)計(jì)工作在工程建設(shè)中起到關(guān)鍵性作用,做好設(shè)計(jì)工作,對(duì)工程質(zhì)量、進(jìn)度、成本投資和工程竣工后投產(chǎn)運(yùn)行的可靠性和經(jīng)濟(jì)性起到?jīng)Q定性作用。

1脫硫工程的電氣現(xiàn)狀分析

目前,脫硫島作為火力發(fā)電廠的一個(gè)重要單元,投資成本大,運(yùn)行費(fèi)用高,國(guó)產(chǎn)化水平較低。脫硫設(shè)備基本采用國(guó)外先進(jìn)設(shè)備,價(jià)格昂貴。個(gè)別火電廠在實(shí)際的脫硫中投入了大量資金,增加了電廠投資的整體成本。所以,必須保證設(shè)備的安全、高效、平穩(wěn)運(yùn)行,這些就成為了設(shè)計(jì)人員面臨的最關(guān)鍵任務(wù)。

而我國(guó)目前的各種規(guī)程規(guī)范中,對(duì)脫硫島中電氣設(shè)計(jì)的描述甚少,忽視了對(duì)脫硫設(shè)計(jì)中相關(guān)設(shè)備的負(fù)荷特征、性質(zhì)等的描述,不同于火力發(fā)電廠工程,沒(méi)有對(duì)內(nèi)部配置例如電機(jī)的性質(zhì)、類型做出明確的區(qū)分。

2脫硫工程的電氣系統(tǒng)

2.1高壓系統(tǒng)接口引接

脫硫工程中,高壓電源的接口通常采用兩種方案。

2.1.1新建工程

直接將脫硫島的高壓電源接在主廠房的高壓工作變。在初步設(shè)計(jì)階段,同時(shí)設(shè)計(jì)主廠房與脫硫的電氣部分,就可以增加高壓廠用變壓器容量,提高高壓廠用變壓器分裂繞組冗余。

方案優(yōu)勢(shì):(1)省一臺(tái)高壓脫硫變壓器:(2)節(jié)省A排外布置空間。

方案劣勢(shì):因受到技術(shù)條件限制,當(dāng)前國(guó)內(nèi)脫硫設(shè)備發(fā)展有限,而國(guó)外相關(guān)脫硫廠家設(shè)計(jì)的吸收塔各不相同,不同制造商的脫硫設(shè)備其耗電量也存在巨大差異。這就導(dǎo)致無(wú)法及時(shí)確定脫硫方案,為高廠變?nèi)萘康拇_定帶來(lái)了困惑,最終造成無(wú)法正確選擇高廠變,增加了成本投資。

2.1.2改造工程

脫硫改造工程屬于技術(shù)性、專業(yè)性強(qiáng)的一項(xiàng)工作。如果高壓廠用變壓器無(wú)法提供脫硫系統(tǒng)電負(fù)荷,只能單獨(dú)考慮重新設(shè)計(jì)脫硫高壓工作變,最終直接影響到脫硫工程的成本投入。

2.1.3方案比較

(1)技術(shù)層面:第一種方案,無(wú)論是設(shè)計(jì)方面、設(shè)備安裝還是運(yùn)行,機(jī)組都能正常地安全運(yùn)轉(zhuǎn),改造工作量也不大;和主廠房設(shè)計(jì)可以同時(shí)展開(kāi),而且設(shè)計(jì)相對(duì)簡(jiǎn)單、便于施工,沒(méi)有太多制約因素。第二種方案,一方面占用A排外場(chǎng)地的設(shè)置,另一方面也帶來(lái)設(shè)備改造與優(yōu)化任務(wù),例如發(fā)電機(jī)出口母線、主變壓器等。

(2)經(jīng)濟(jì)層面:第一種方案增加了一臺(tái)高壓間隔設(shè)備的投入費(fèi)用,且電源點(diǎn)處于計(jì)量點(diǎn)的外圍,需要考慮到并網(wǎng)費(fèi)。第二種方案則相反,其系統(tǒng)電源處于計(jì)量點(diǎn)以內(nèi),無(wú)需考慮并網(wǎng)費(fèi),控制了運(yùn)行成本,但需要考慮改造成本費(fèi)用。

2.2低壓系統(tǒng)

2.2.1380/220V低壓工作系統(tǒng)

此系統(tǒng)為直接接地系統(tǒng),分兩級(jí)供電模式:PC(動(dòng)力中心)及MCC(電動(dòng)機(jī)控制中心)超過(guò)75kw的電動(dòng)機(jī)回路以及各個(gè)MCC電源回路等都要由PC段來(lái)提供電源,剩下的負(fù)荷電源則可以接入附近的MCC,照明和檢修回路接入附近的MCC。

脫硫島設(shè)置兩臺(tái)互為備用的干式工作變壓器。PC段采用單母線分段接線,即380V脫硫動(dòng)力中心PCA、PCB段,兩段母線設(shè)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)。

脫硫島設(shè)公用系統(tǒng)MCC,MCC段均采用雙回路供電,由脫硫PCA段及PCB段各引一回電源。

2.2.2保安電源

為確保在整個(gè)脫硫系統(tǒng)失電后能安全停機(jī),保障設(shè)備安全,脫硫島內(nèi)設(shè)專用的保安MCC段,脫硫島內(nèi)保安負(fù)荷由脫硫島內(nèi)保安MCC段供電。按照《火力發(fā)電廠廠用電設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》(DL/T5153一2002)的要求,保安MCC段三路進(jìn)線,一路引自主廠房保安段,另兩路分別引自脫硫PCA段、PCB段,脫硫島保安負(fù)荷分別接于脫硫保安段上,保安段正常時(shí)由380V脫硫PCA段或B段供電,當(dāng)正常電源失電后,由相應(yīng)的主廠房保安段繼續(xù)供電。

2.3直流和不停電電源(UPS)

脫硫島一般設(shè)一套交流不停電電源(UPS),為該脫硫島的DCS或PLC及重要負(fù)荷提供不間斷電源,確保此類負(fù)荷在正常電源斷電后,能繼續(xù)連續(xù)工作超過(guò)0.5s。

設(shè)計(jì)UPS時(shí),要考慮UPS正常工作時(shí)的負(fù)荷不能小于h06,備用的饋線回路大于等于306。

目前UPS設(shè)備的設(shè)計(jì),已經(jīng)可以自帶蓄電池,因此,根據(jù)工程的實(shí)際需要,UPS的直流電源可由脫硫系統(tǒng)直流系統(tǒng)提供,也可自帶蓄電池。

2.4控制與保護(hù)測(cè)量

脫硫島控制室內(nèi)發(fā)出的信號(hào)直接被傳輸給脫硫系統(tǒng)DCS或PLC,測(cè)量點(diǎn)按《電力裝置電測(cè)量?jī)x表裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》(%B/T500h3一2017)配置。

脫硫電氣系統(tǒng)備用電源切換,采用先斷再合的方式,防止誤操作。電氣量傳輸?shù)紻CS后,DCS系統(tǒng)自行收集數(shù)據(jù)、定時(shí)打印數(shù)據(jù)表等,實(shí)現(xiàn)電氣信號(hào)的動(dòng)態(tài)調(diào)控。

2.5繼電保護(hù)

低壓廠用系統(tǒng)及電動(dòng)機(jī)分別配有繼電器,實(shí)現(xiàn)自我保護(hù)功能。繼電保護(hù)按《火力發(fā)電廠廠用電設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》(DL/T5153一2002)配置,基本配置如表1所示。

2.6照明系統(tǒng)

(1)此系統(tǒng)包括兩大相互獨(dú)立的子系統(tǒng):交流正常照明、交流事故照明。

(2)正常照明選擇380/220V電壓,三相四線制,TG-C-S系統(tǒng),根據(jù)情況設(shè)置事故照明,通常其電源接在保安段,或者選擇應(yīng)急燈,但應(yīng)急時(shí)間要不低于1s。

(3)照明方式、照明設(shè)備等都要達(dá)到國(guó)家規(guī)程規(guī)范要求。

2.7檢修電源系統(tǒng)

(1)結(jié)合項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn),吸收塔設(shè)置檢修電源箱。檢修箱內(nèi)的

每個(gè)回路要求配置漏電保護(hù)器,以防漏電,電壓通常為380V。(2)可以選擇最近的PC供電,也可以選擇MCC供電。(3)吸收塔的檢修電壓通常是12V,吸收塔平臺(tái)和人孔周

邊要安裝小于12V的檢修箱或照明插座箱。

2.8防雷接地系統(tǒng)

(1)防雷保護(hù)。主體工程進(jìn)行全廠防雷設(shè)計(jì)時(shí),已充分考慮全廠建構(gòu)筑物防雷擊問(wèn)題,在火電廠內(nèi)的最高層建筑煙囪上安裝避雷針,可以保護(hù)全廠構(gòu)筑物免于雷擊。脫硫系統(tǒng)內(nèi)的構(gòu)筑物一般為低層、鋼結(jié)構(gòu)或鋼混建構(gòu)筑物,完全在煙囪防雷保護(hù)范圍內(nèi),因此,脫硫系統(tǒng)不需再做獨(dú)立避雷針。

(2)接地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也要滿足國(guó)標(biāo)、電力及地方法律法規(guī)的要求,最終與全廠主接地網(wǎng)兩點(diǎn)相連。

2.9安全滑觸線

一切電動(dòng)起吊裝置都要選擇安全系數(shù)較高的滑觸線,具體設(shè)計(jì)一定要按照規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。考慮到電源三相平衡,滑觸線選三相。

2.10電纜及電纜構(gòu)筑物

電纜一般包括動(dòng)力電纜、測(cè)量與控制電纜、儀用電纜。根據(jù)計(jì)算電流載流量選擇不同的電纜截面,要滿足《電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范》(%B50217一2007)的要求。所有電纜均選擇阻燃型,控制電纜還要考慮屏蔽功能。

2.11通信系統(tǒng)

脫硫系統(tǒng)內(nèi)應(yīng)設(shè)置生產(chǎn)行政通信及調(diào)度通信系統(tǒng),兩者應(yīng)分開(kāi)設(shè)置。脫硫系統(tǒng)內(nèi)只設(shè)置調(diào)度及行政分線盒,與主廠房合用調(diào)度和行政總機(jī)。脫硫系統(tǒng)的話機(jī)通過(guò)分線盒,用通信電纜接至主廠房通信系統(tǒng)總配線架。

3結(jié)語(yǔ)

以上是筆者從事脫硫環(huán)保工作總結(jié)的電氣設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),僅供參考。隨著脫硫技術(shù)行業(yè)的不斷發(fā)展,脫硫的方式也在不斷改進(jìn),針對(duì)不同的脫硫工藝流程,電氣設(shè)計(jì)也在不斷滿足規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)結(jié)合新脫硫工藝的特點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),這樣才能真正降低火電廠二氧化硫排放量,實(shí)現(xiàn)火電廠脫硫電氣設(shè)計(jì)的重要價(jià)值,實(shí)現(xiàn)"金山銀山,不如我們的綠水青山"。