略谈火电厂无旁路烟气脱硫脱硝系统电气一次设计

冯守民

摘要：在城市化进程的推动之下，我国生态文明建设日益推进，脱硫系统在火力发电中占据着关键地位，尤其是火力发电厂的日常运作过程中，烟气脱硫装置需要和主机组同时投运工作。加强对烟气中有害物质的处理，使其达到国家和行业相关标准，可以改善当前大气环境，协调经济发展与环境保护之间的关系。本文分析了有旁路烟气脱硫电气系统及无旁路烟气脱硫电气系统的特点，提出无旁路烟气脱硫电气系统的设计原则，探索无旁路烟气脱硫电气系统的设计方法。

关键词：火力发电厂;无旁路;烟气脱硫系统;电气一次设计

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

由于火力发电会消耗大量的煤炭资源，因此会导致环境污染问题的出现。在工业化进程当中，大气污染问题也更加严峻，已经成为限制社会发展的主要因素。我国正处于社会转型的关键时期，做好大气污染治理与经济发展之间的有效协调，是落实绿色化发展理念的关键，有利于优化当前经济增长模式。应该明确当前生态文明建设的基本要求，在生产工作中采取有效的节能减排措施，必须做好环保方面的管控工作，烟气脱硫脱硝装置需要和主机组同时投运工作。烟气脱硫脱硝装置在运行过程中必须要确保和主场房电气系统的一致性，在最大范围内满足电路稳定性、安全性、可靠性的需求。前些年，火电厂烟气脱硫脱硝装置允许设置烟气旁路，而现在已不许再设置旁路。因此，为确保火电厂烟气排放达标，确保脱硫脱硝设备可靠稳定工作，加大对火电厂无旁路烟气脱硫脱硝电气系统的设计和研究工作，尤为重要。

1  有、无旁路烟气脱硫电气系统对比

参照辅机电气系统的设计规范，明确有旁路烟气脱硫装置电气系统的运行原理及特点。当故障问题出现在系统运行过程中时，则会引发失电现象，为了能够确保主机系统能够稳定运作，应该对旁路挡进行开启，保障无旁路烟气的及时处理。应用无旁路烟气脱硫装置时，应该加强对电气系统的严格检查，防止出现严重的故障问题，同时与主机厂保持协同性。当故障问题出现在系统中时，往往会引起整个机组的停运。每台机组在运作过程中需要用电高、低压母线，单母线分段接线是一种常用的接线方式，能够确保有旁路烟气脱硫电气系统的运行可靠性。必须要使用专用的快切装置，实现自动切换，保证脱硫保安电源彼此之间能够使用专用的快切装置，进行自动转换，在最大范围内，保证供电系统稳定运作。在无旁路烟气脱硫装置使用时，如果未发生连锁的系统停运，脱硫装置离不开自带的小辅机，它能够提高供电的稳定性。

2  无旁路烟气脱硫电气系统设计原则

对于无旁路烟气脱硫电气系统来说，它主要包括以下几个方面的内容：保安电源系统、不间断电源供电系统、低压厂用配电系统、直流系统、高压厂用配电系统等等。为了全面确保脱硫系统供电的稳定性，应该确保系统运行的自动化，提高脱硫系统的自动化程度，降低脫硫系统在运作过程中发生的安全事故。因此，应该采用中性点接地的方式，根据当前主体工程的建设要求，对无旁路烟气脱硫系统进行合理设计。尤其是在进行用电等级上，需要确保脱硫装置高压电气系统和低压电机系统具有较高的稳定性，可以使用三相三线制脱硫系统。使用极速接地的供电方式，一旦隔离变压器之后，作业人员能够顺利的接入保安电源，还能够有效的降低各个单元和脱硫岛之间的联系。在确保各系统都能独立运作的前提之下，实现机组稳定运作。在实践工作当中，应该加强对上述原则的综合考量，根据火力发电厂的生产要求开展设计工作。

3  无旁路烟气脱硫电气系统设计内容

火力发电厂在日常工作时，为了满足节能减排的电力环保需求。在烟气脱硫技术的推动之下，不管是电气系统设计、还是脱硫工艺、现有的规范技术标准等等，都需要凸显火电厂烟气脱硫电气系统设计的价值。因此，需要对无旁路烟气脱硫电机系统进行分析，满足电机可靠、安全的需求。详细如下：

3.1 高、低压供电系统

在进行高低压供电系统设计过程中，首先应该根据生产工作特点对电源引接方案加以优化，高压厂用工作母线引接的方式应用于脱硫高压工作电源当中，同时也可以借助于发电机出口完成设计。脱硫装置的同步设置当中，引接方式选择高压厂用工作母线，脱硫高压变压器的使用也能满足引接工作要求，应该确保其满足技术规范及标准。除此之外，在对容量进行预留时，也可以应用高压厂用工作变压器，但是应该考虑到经济因素。对于已建成的电厂来说，在进行脱硫装置增设时，需要考虑到工作电压机的备用容量。增容改造也是设计工作中的关键内容，应该对原电源方案进行合理评估，同时根据改造需要确定脱硫变压器容量，确保机组脱硫装置稳健运行。此外，也应该对电源方案的实际情况进行分析，在改造过程中应该防止对脱硫系统和机组等造成严重损坏，以保障电厂生产工作的顺利实施。当电厂中具有较大的厂变容量时，则可以在主厂房的6kV工作段直接引入脱硫系统高压电源。当电厂的厂变容量相对较小时，则需要对高压脱硫变进行单独设置，从高压脱硫变对脱硫系统高压电源进行引接，尤其是在很多老电厂当中，通常采用该引接方式。当厂用电无法符合脱硫负荷的要求时，应该适当增加高压脱硫变的数量，从而增强其实际脱硫效果，避免对大气环境造成严重污染。如果脱硫装置和主体工程同步实施，那么应该对脱硫6kV段和主厂6kV段予以同步考虑，可以为十台及以上单机的运行提供可靠保障。脱硫装置应用于建好的电厂当中时，应该对热稳定值和启动电压水平等进行分析，明确厂用开关设备和电动机的运行情况及性能，分析工作变压器的容量情况，当上述条件都相对较好时，可以在脱硫高压工作电源的引接中使用母线。编制脱硫低压工作电源引接方案时，可以应用两台机组和一台低压工作变压器，能够在满足供电要求的基础上，达到互为备用的效果，增强系统运行可靠性，防止对生产连续性造成影响。当存在较大的低压公用负荷时，则可以选择两台低压公用变压器，确保能够在当前负荷下高效运转，防止故障问题的出现。两台低压工作变压器共同组成脱硫低压380/220V系统，满足脱硫低压负荷供电需求，2000kVA为低压变压器的容量值，应该加强对脱硫低压工作电源的合理设计，保障系统运行安全性与高效性。动力中心和电动机控制中心的应用，能够实现脱硫低压380/220V系统的两级供电，在工作中可以进行手动或者自动模式的切换。

3.2 脱硫电气系统接线方式

脱硫电机系统接线方式在设计时，第一，需要设计高压系统接线方式，在高压厂用工作母线当中完成高压负荷的接入，满足高压母线段供电需求。当存在十台及以上高压负荷时，供电方式则可以借助于脱硫高压母线段。脱硫高压母线段未能在系统运行中应用时，在厂用工作母线段完成负荷的接入。如果高压常使用的是公用母线段，则可以在公用母线段完成公用负荷的接入。为了确保高压母线段的良好运行状况，需要在每台锅炉设置备用电源，二路电源可以使用快切装置。设备在进行自切换脱硫高压工作时，应用工作母线AB段对备用电源进行引接处理[2]。与此同时，对于绝大部分的脱硫系统的公用部分来说，常见的公用部分有磨制系统、脱水系统等等。脱硫公用高压母线段的应用，能够满足十台及以上负荷工作要求，保障脱硫系统的良好运行状况，实现对故障问题的有效预防，为发电厂创造巨大经济效益。

脱硫低压系统在进行接线时，低压母线应用于脱硫系统当中，单母线接线是一种常用的类型，联络开关应用于低压母线当中，增强系统的整体运行可靠性，同时保障切换的自动化控制。脱硫岛在运作时一般使用的是动力中心和电机控制中心两级供电的方式，严格的按照工艺设备的布置情况做好吸收塔区、石灰制浆区、石膏脱水区等等双电源供电工作。尤其是对于75kW以上的电动机，在运作时所有的MCC电源，可以使用动力中心进行供电。当电动机在75kW以内时，则采用MCC供电的方式。两段低压工作母线应用于锅炉当中，保障脱硫公用PC段的独立性特点，使脱硫公用变压器时低压运行更加可靠，在供电时设置两台变压器，能够实现互为备用，防止意外事故的发生，同时提升供电高效性。值得注意的是，脱硫岛低压供电系统，可以采用三相四线制的方式进行直接的接地[3]。

3.3 脱硫装置交流保安电源

中性点直接接地，是脱硫装置交流保安电源的主要接地类型，事故保安MCC段的应用，可以为吸收塔和锅炉的安全运行提供保障，做好脱硫装置PC段的供电工作。脱硫保安段应用于吸收塔当中，在保安段的工作电源供电中借助于脱硫装置PC段，保安备用电源的供电方式主要分为三种。如果主厂房保安电源满足脱硫保安容量的技术需求，可以进行交流保安电源供电，不应该在机组柴油发电机引接脱硫保安电源。反之，主场房满足不了脱硫保安容量的需求，可以在脱硫岛中设置快速启动的柴油发电机，在选择柴油发电机时应该确保其具有良好性能，保障启动的快速性。系统在进行设計时，还需要考虑到脱硫装置的直流负荷以及UPS系统，尤其是新建的火电厂在进行烟气脱硫装置设计时，如果脱硫装置的距离厂房较远，可以设置单独的脱硫直流系统。如果脱硫装置较近，可以设置脱硫装置直流负荷供电进行脱硫。在设计工作中可以单独设置脱硫装置的交流保安段，主厂和脱硫装置在失去厂用电后能够保障启动的快速性，防止产生较大的意外事故。事故应急电源主要应用于不具备保安电源的主厂房当中，从主厂房实现引接，确保在紧急情况下能够保障人们的生命财产安全。

参考文献：

[1]姜全越.火力发电厂无旁路烟气脱硫系统电气一次设计[J].资源节约与环保，2019（10）：18-19.

[2]梁家玉.火力发电厂无旁路烟气脱硫系统电气一次设计[J].百科论坛电子杂志，2019（13）：364.

[3]林平.关于无旁路烟气脱硫系统设计及运行研究探讨[J].能源与环境，2018（4）：45，47.