关于脱硫电气设计的总结分析

徐德海 田驰

摘要：随着社会环境保护意识的提升及国家法律法规的健全，电力行业（燃煤电厂、污泥耦合电厂、生物质发电电厂等）和非电行业（钢铁、水泥、焦化、炉窑等）排放的大气污染物的控制日益严格。大气污染物的治理通常需要环保装置，脱硫装置在脱除二氧化硫污染物中广泛应用，针对脱硫进行电气设计方面的总结分析。基于此，本文主要总结了脱硫装置电气系统以及电气设计的相关内容，旨在为相关领域的研究提供参考。

关键词：脱硫;电气设计;总结分析

一、脱硫电气系统概述

脱硫电气工作有脱硫用电接线、防雷接地、照明设计、电缆敷设等内容。

脱硫的电气系统设计依据通常为项目工程的技术协议及相关附件、针对项目工程，设计院或电气成套商所提供的设计资料、工艺系统设计方案（负荷、控制要求等）、国家和行业的标准规范、图集等。

二、关于脱硫电气设计对策分析

（一）高、低压供配电系统

脱硫的供配电系统设计是指那些为满足合同的要求、国家标准、行业标准及各种特别要求的规范而进行的和电气相关的设计。

脱硫高压电气系统的供电，通常有两种方案，其一脱硫不考虑设置独立的高压段，脱硫高压负荷采用并柜的方式接入已有的高压厂用电系统中。其二脱硫设置独立的高压段，电源从现有的厂内高压系统引接。前者投资少，不需要在厂区内增加相应的6kV配电间，接线简洁明快，但高压电缆相对较多。后者可以将脱硫负荷与机组本身负荷区分开，便于后期的维护检修，高压电缆较少，但投资较多。脱硫电源引接设计时根据项目具体情况进行合理选择。

脱硫通常随主装置同步投入运行，绝大多数工程确定脱硫的工艺用电负荷等级为二级或一级。在脱硫电气系统设计时，10kV（6kV）高压系统主要为脱硫高压电动机及降压变压器提供电源，高压系统设两段高压母线A，B段，AB两段均采用单母线接线办法。为确保供电的可靠性与安全性，在脱硫高压A段与B段中设计联络断路器，两进线断路器与联络断路器均采用为三取二原则，以先断后合进行，可确保AB两段可以正常供电。脱硫低压配电电压为220/330V，接地型式为TN-S，设计两台变压器各带一段母线，两段母线之间设置母联断路器，正常分列运行，当一路有故障时，可自动合母联断路器，实现一台变压器带全部负荷。主接线图以下图1所示。

电厂脱硫通常不设置无功补偿，非电行业脱硫高压段不考虑无功补偿，由上级配电系统集中补偿，低压系统设置无功补偿，补偿后的功率因数均在0.95以上，无功补偿的电流取样点设置在进线和母联之后面的主母线上。

脱硫电气设计正常可不考虑谐波治理。当谐波的设备较多且整体容量偏大，并经计算其谐波含量超过国家标准的，可以考虑将这些产生谐波量大的设备集中设置在某1～2个独立引出的特殊供电段上采用有源滤波器集中治理。

脱硫装置电气的电压、频率及线芯数量选择结合工程的具体情况进行选择，通常脱硫电气设计选择如下表1：

脱硫电气设计应保证电能的质量，正常运行情况下，高低压母线及用电设备端子处电压应按国家标准的偏差允许值（额定电压的百分数）进行验算，额定频率为50±0.5Hz。

（二）事故保安电源系统

干法或半干法脱硫通常不考虑事故保安电源，湿法脱硫为了保证脱硫停电后吸收塔和浆液箱内的浆液不凝固，需要为搅拌器提供事故保安电源，设专门的220/380VAC保安段。保安段正常情况下由脱硫低压段提供电源，当脱硫低压段电压不正常，引起保安段母线电压失压时，由ATS切换至全厂的保安段供电，全厂的保安电源通常由客户统一考虑，如没有可考虑单独设置柴发或设置EPS由电池供电。

（三）电气设备的控制测量及保护

脱硫电气设备的控制通常由自控设置的可编程控制系统控制，高、低压系统的断路器、脱硫变压器、直流系统、UPS等通过自控的控制系统采集，操作电脑上显示。对于有特殊要求的客户电气量信号接入全厂的电气后台统一管理。

脱硫电气继电保护通常按照基本配置如下表2：

（五）照明及检修系统

脱硫装置的照明电源原则为AC220/380V三相五线制。室内的照明灯为翘板开关操作，室外照明引入智能照明时控模块分区控制，实现通过识别周围暗度达到一定程度时自动亮灯。

脱硫的配电室、机柜间、控制室、电缆夹层（如有）等需设置应急照明，应急照明电源取自事故保安段或自带蓄电池的应急灯（应急时间大于1h）。

照明的灯具和照度通常选型如下表3：

工艺装置内动力检修电源箱可按检修半径30～50米考虑（没有电气设备的区域、棧桥以及特殊要求区域除外），检修电源箱内设置1回进线和至少3回出线，进线采用漏电保护功能的断路器，箱外设工业用航空插座并配插头。

（六）防雷接地

脱硫塔通常为钢本体，防雷利用钢本体作防雷接闪器，脱硫塔本体与基础接地体应可靠联接，脱硫综合楼防雷按照建筑物防雷设计规范设计。

脱硫变电所四周接地采取-60x6镀锌扁钢，其他接地干线采取-50x5镀锌扁钢，接地支线采取-40x4镀锌扁钢。接地极尽可能使用自然接地体，如不满足接地电阻，采用补打接地极（长度2.5mD50热镀锌钢管或L50x5镀锌角钢）。用电设备接地线均采取铜导线与接地主线连接。

脱硫装置设计独立接地系统，防雷接地、防静电接地以及保护接地等接地共用一套接地系统，并构成等电位联结，综合接地电阻不大于1Ω。为防止静电引入，所有出装置界区的边界内侧和始终端的地上工艺管道应接地。

（七）电缆选择及敷设

脱硫电缆芯线材料、芯数、绝缘水平、绝缘类型的选择通常设计为下表4。

脱硫（特别是湿法脱硫）设计电缆通道时，尽量考虑架空桥架的方式，避免有腐蚀性液体进入到电缆通道内。动力电缆和开关量信号电缆敷设在梯形桥架上，内部设置隔板。连续变化信号的电缆敷设在槽型桥架里。

脱硫现场环境有一定的腐蚀性，通常桥架选用铝合金桥架或玻璃钢桥架，桥架的宽度通常为200mm，400mm，800mm，高度统一为150mm，桥架的支架均采用镀锌钢质材料。

结束语：

随着我国脱硫烟气技术的快速发展，电气设计应以不同的脱硫工艺系统、最新的电气设计理念和新技术应用等满足目前规定的规范标准，进行不断的总结，在有效结合脱硫设计准则时发挥最大效能，真正实现脱硫电气系统设计的价值与意义。

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