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谈脱硫电气设计

作者：薄海涛

来源：《经营管理者·上旬刊》2017年第06期

一、引言

《火电厂大气污染物排放标准》GB13223-2003 颁布实施后，国家制订出台了一系列的法律法规、规划、技术政策，对“十五”期间的环境保护工作提出了更高的要求。在《大气污染防治法》和《燃煤二氧化硫排放污染防治技术政策》中均明文规定：“新建、扩建和改建火电机组必须同步安装脱硫装置或采取其他脱硫措施”。那么脱硫电气的设计主要有哪些方面呢。 二、脱硫电气主接线

根据招标文件/技术协议选择脱硫电气主接线型式，也可根据实际情况提出更加优化的电气接线型式，在初步设计阶段确定。脱硫装置高压、低压厂用电电压等级应与发电厂主体工程一致。中压系统中性点接地型式需与主厂房保持一致，低压系统采用中性点直接接地方式，动力与照明混装；根据实际需要设置低压脱硫变，其容量不宜大于2500kVA，否则可考虑通过改变电气接线方案以降低低压脱硫变的容量。中压系统中尽量采用真空接触器+熔断器，并首选采用单柜单回路方案。低压配电装置选择PC和MCC混装方案，当技术经济比较合理时也可选择单独设置烟气系统MCC。根据实际情况灵活设置就地MCC。 三、主要设备选型

（1）低压脱硫变。型式：SCB10、SGB11容量：按照《火力发电厂厂用电设计技术规定》执行，当预留10%裕量后变压器容量升高一档时，可考虑不乘1.1系数。阻抗电压：需满足低压脱硫变低压侧短路电流周期分量的起始有效值不大于50kA。（2）中压开关柜。型式：金属铠装抽出式。 主母线额定电流：按照最大运行方式下，主母线可能通过的电流×1.25选取。 短路稳定性：热稳定、动稳定满足要求。（3）真空断路器。额定电流：按照回路持续工作电流×1.25选择。额定短路开断电流：需大于系统短路电流周期分量的起始有效值。短路稳定性：热稳定、动稳定满足要求。（4）真空接触器+熔断器。熔丝的额定短路开断能力：需大于系统短路电流周期分量的起始有效值。熔丝额定电流：根据样本选择。（5）控制方式。控制电源应采用直流110V（220V），可就地和远方DCS（PLC）控制并可实现切换，与DCS（PLC）采用硬接线方式连接，当合同有要求时可以辅助采用通讯方式，当两种方式并存时，“合闸命令、分闸命令、合闸反馈、分闸反馈”必需采用硬接线方式。（6）事故按钮。原则上中压电动机设置事故按钮。（7）同期装置。原则上不装设。（8）中压电动机空间加热器。在电动机二次回路中实现供电和控制，电动机停运时自动投入加热器。（9）低压开关柜。型式：采用抽屉式或固定分隔式。根据实际情况，可采用电缆下出线或上出线。可采用侧接电缆也可用后接电缆。主母线电流：根据变压器容量计算的电流乘上可靠系数（通常取1.2）选取；短路稳定性：热稳定、动稳定满足要求。（10）框架断路器。如果合同中无要求：132kW

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以上的回路采用；如无通讯要求，原则上不设通讯模块。额定电流：同母线工作电流；额定短路开断电流：需大于系统短路电流周期分量的起始有效值。短路稳定性：热稳定、动稳定满足要求。脱扣器：原则上选用3段电流保护，如果回路需要设置零序保护时，增加零序CT+电流继电器实现；极数：发电厂中应用全部选择3P。（11）塑壳开关。如果合同中无要求：132kW及以下的回路采用。额定电流：需大于回路持续工作电流。型式：馈线回路，选择配电型塑壳开关；电动机回路选择电动机保护型。额定短路开断电流：需大于系统短路电流周期分量的起始有效值。短路稳定性：热稳定、动稳定满足要求。极数：发电厂中应用全部选择3P。脱扣器：首选单磁脱扣或热磁脱扣，如果合同中有要求，可选用电子脱扣。（12）接触器。额定电流：需大于回路持续工作电流。（13）控制方式。原则上框架断路器控制电源应采用直流110V（220V），其它回路均采用交流控制，如合同中有特殊要求，按照合同执行。应可就地和远方DCS（PLC）控制并可实现切换，与DCS（PLC）采用硬接线方式连接，当合同有要求时可以辅助采用通讯方式，当两种方式并存时，“合闸命令、分闸命令、合闸反馈、分闸反馈、允许远方操作”需采用硬接线方式。（14）事故按钮。原则上低压电动机不设置。（15）低压电动机空间加热器。在电动机二次回路中实现供电和控制，电动机停运时自动投入加热器。（16）组屏方案。根据厂家的样本兼顾合同的要求进行设置。原则上1/4回路不采用，1/2回路最大电流应限制在60A以下。（17）直流系统。接线型式需满足相关规范，通常选用单母线接线或单母线分段接线；蓄电池组数、充电器套数按照合同要求配置。其它绝缘监察装置、电池巡检装置、蓄电池放电装置等根据需要配置。直流系统电压宜为110V，馈线采用环网供电方式。（18）UPS系统。UPS选用单母线接线，应留有40%的容量裕度。 四、电气设备布置及对建筑物的要求

（1）电气设备布置需满足《火力发电厂厂用电设计技术规定》；（2）设备布置尺寸按照《火力发电厂厂用电设计技术规定》中最小尺寸执行。即低压开关柜（抽屉柜）面对面布置时，屏间距离为2000mm，高压开关柜手车式开关柜面对面布置时，屏间距离为2500mm。（3）高压、低压配电装置每段母线最多预留一个备用位置。（4）電压等级不同的配电室宜分开设置，如果条件受限，也可考虑布置在同一房间内。（5）直流系统的布置应满足《电力工程直流系统设计技术规定》。脱硫岛直流系统宜布置在单独的房间内，当条件受限，直流蓄电池可布置在电缆夹层内。单一的直流馈线屏宜布置在电气配电室内。安装有蓄电池的房间需要求有防爆措施。（6）UPS系统布置应满足《火力发电厂、变电所二次接线设计技术规程》。脱硫岛UPS系统装置宜布置在单独的房间内，当条件受限，UPS（不自带蓄电池）可布置在热控电子设备间内；直流蓄电池可布置在电缆夹层内。单一的UPS配电屏宜布置在电子设备间。（7）开关柜、变压器、直流蓄电池等重载设备宜布置在0.00米。（8）电气设备布置需兼顾控制专业、暖通专业、土建专业的相关要求。 五、 控制方式与测量

（1）电气系统纳入DCS（或PLC）控制，不设置常规控制屏；除非另有约定，电气的控制量（DO）和重要的DI量（合闸反馈、分闸反馈）采用硬接线方式，其它非重要量可采用通讯方式。（2）控制方式：远方控制为DCS或PLC控制，就地控制指电气配电室内控制。如

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无特殊要求，设备旁边不设置控制按钮。原则上只有高压电动机设置就地事故按钮。（3）控制电源要求：高压部分、低压框架断路器采用直流控制；其余低压设备均采用交流控制。（4）在DCS（或PLC）中需要监控的电气量见附表。（5）就地盘柜设置的仪表以热控专业提资为准。

六、电气辅助设计部分

（1）照明检修。照明线路在电控楼等建筑区内采用暗敷方式；户内检修箱设置需满足50米范围内的检修需求；户外需满足100米范围内检修的需求；所有气体放电光源均带补偿电容；（2）防雷接地。通常接地极10米一只，原则上不设置阴极保护；（3）通讯。原则上利用主体工程交换机；电控楼配电室、控制室等设置电话机，工艺车间预留一个通讯接线端口即可；（4）起吊装置滑线。根据实际情况采用滑线或拖缆。 参考文献：

[1]《火力发电厂厂用电设计技术规范》DL/T 5153-2004. [2]《电力工程直流系统设计技术规程》DL/T 5044-2004. [3]《火力发电厂厂内通信设计技术规定》DL/T 5041-95.

[4]《火力发电厂、变电所二次接线设计技术规程》DL/T 5136-2001.

作者简介：薄海涛（1981.07—）男。民族：汉，天津武清人。学士。职称：电气中级工程师。研究方向：电力系统及其自动化。