针对脱硫岛电气系统接线优化设计

针对脱硫岛电气系统接线优化设计

曹宇

（大唐环境产业集团股份有限公司北京100097）

摘要：为满足国家环保部门要求的排放规定，此脱硫岛电气系统接线方案本着“安全可靠、以人为本、高效环保、节能降耗、系统优化、配置合理、经济适用、投资节约”的指导思想进行设计。按照示范性电厂脱硫设计思路，进行模块化设计，对设计进行了全面优化。

关键词：脱硫岛；电气系统；接线优化设计

Abstract：inordertomeettherequirementsofthenationalenvironmentalprotectiondepartment，theelectricsystemwiringschemeoftheFGDisdesignedintheguidanceof"safeandreliable，people-oriented，efficientenvironmentalprotection，energysavingandconsumptionreduction，systemoptimization，rationalallocation，economicapplicationandinvestmentsaving".Accordingtothedesignideaofdesulphurizationinthedemonstrationpowerplant，modulardesigniscarriedout，andthedesigniscomprehensivelyoptimized.

Keywords：Desulphurizationisland；electricalsystem；wiringoptimizationdesign

1脱硫电气系统接线

1.16kV高压供电系统

脱硫岛内不设单独的6kV脱硫段，脱硫岛所有6kV高压负荷均由主厂6V段提供电源。由于脱硫烟气系统不设旁路，脱硫负荷的供电方式考虑“不能由于脱硫负荷的停电而影响到机组减出力”，故每台机组4台浆液循环泵电源取自每台机组主厂6kVA段和B段，确保故障情况下不会出现4台浆液循环泵同时停止运行。本脱硫6kV负荷共有8台浆液循环泵、4台氧化风机、2台球磨机和2台脱硫干式变压器。

1.2380/220V低压供电系统

每台机组设置一台低压脱硫工作变，容量为1250kVA，电源分别引自对应机组6kV工作段，采用暗备用方式。两台机组脱硫动力中心共设置2段380/220V脱硫母线，分别为380/220V脱硫PCA段和脱硫PCB段，为脱硫吸收塔、脱硫工艺楼、脱硫保安等负荷供电。正常情况下两段分列运行，手动切换。380/220V系统为中性点直接接地系统。

根据工艺系统设计方案，脱硫公用系统的MCC段分为制浆脱水MCC段、废水MCC段。每段MCC采用双回路供电方式，电源取自380/220V脱硫PCA段和脱硫PCB段，两路电源互相闭锁。

1.3保安电源系统

为保证脱硫岛失电后的设备及人身安全，两台机组脱硫岛各设置一段专用的380/220V脱硫事故保安段，分别为两台机组脱硫系统保安负荷供电。每段脱硫事故保安段均采用单母线接线，工作电源和备用电源分别引自不同的低压脱硫PC段，保安电源分别引自对应机组事故保安段。每段脱硫事故保安段设一套备用电源自投装置，正常时分别由各自对应的380/220V脱硫PC段供电，当工作电源消失后，如果备用电源具备投切条件，则自动切换至备用电源；当备用电源不具备投切条件时，备用电源自投装置自动切换至保安电源继续供电。

1.4直流系统

脱硫系统设一套DC220V直流系统，电池容量按照300Ah考虑。直流电源系统包括一组蓄电池组、两组高频充电装置、直流配电屏等。直流电源系统蓄电池采用密封阀控铅酸蓄电池。直流电源系统额定电压为220V。直流电源系统的蓄电池组容量至少能满足机组事故交流停电1.0h以上的脱硫系统直流负荷。直流系统设置微机型直流接地监测装置，充电器采用高频开关型。两组直流母线间设置母联开关。220V直流电源系统主要为脱硫岛内电气控制、信号、继电保护、380V断路器、UPS、直流应急照明等负荷供电。脱硫岛内直流系统备用馈线回路不少于30%。

1.5不停电电源系统（UPS）

脱硫系统设置一套UPS系统，容量约30kVA，采用不自带蓄电池方式。UPS系统包括整流器、逆变器、静态转换开关、旁路变压器、手动旁路开关和交流配电屏等。UPS电源系统的容量和参数满足使用需要，正常负载率不大于60%，静态切换时间£5ms。UPS装置的正常输入电源取自脱硫0.4kV保安MCCA段，旁路输入电源取自脱硫0.4kV保安MCCB段，直流输入电源取自脱硫系统220V直流馈线屏。UPS输出为单相交流220V，50Hz。UPS电源系统能在厂用交流电源中断情况下保证连续供电1h。UPS正常运行时负荷率不大于60%。UPS备用馈线回路不少于30%。

2脱硫岛电气设备布置

脱硫系统PC段、制浆脱水MCC段、保安MCC段、直流系统及UPS系统均布置在制浆脱水综合楼上，废水MCC段布置在废水车间内。

3电气监控管理系统

主体工程设置电气监控管理系统（ECMS），脱硫系统接入ECMS系统的电气设备包括400VPC段电源进线、联络断路器及馈线等。

6kV电动机、400V电源及电动机系统重要控制、监视信号采用常规硬接线方式纳入DCS控制，其他监视信号通过通信方式接入ECMS的通讯管理机，ECMS可将相关信息上传到DCS。ECMS用于电气系统的监测及设备管理、运行管理、定值管理等，电气系统不允许在ECMS进行操作。

电气监控管理系统（ECMS）采用分层分布式结构。整个系统由站控层、通信管理层、间隔层和连接站控层与通信管理层的高速光纤以太网以及连接通信管理层与间隔层的高速现场总线构成。

脱硫系统间隔层设备主要包括安装在400V开关柜上的智能测控装置、马达控制器和智能仪表等，其主要功能是完成对各智能综合测控单元的数据管理。间隔层设备通过高速现场总线网络与通信管理机连接。

4控制、信号和测量

4.1电气系统的控制方式

脱硫电气系统纳入脱硫DCS控制，不设常规控制屏。所有电气信息通过硬接线方式输入脱硫DCS系统。纳入脱硫DCS监控的电气设备包括：为脱硫负荷供电的6kV开关柜、6.3/0.4kV脱硫变压器、脱硫PC段母线设备、脱硫PC至MCC电源馈线、脱硫保安电源、直流系统（仅监测）、UPS（仅监测）。

所有低压框架空气断路器及其他重要设备的控制电源采用来自直流系统的220VDC，其余控制电源采用就地220VAC。

4.2信号与测量

脱硫岛所有开关状态信号、电气事故信号及预告信号均送入脱硫DCS。电流、电压等模拟量采用4～20mA变送器（变送器装于相关开关柜）输出送入DCS柜。脱硫部分所有电气信息通过硬接线方式输入DCS。所有智能终端预留通讯接口。测量点按《电测量及电能计量装置设计技术规程》配置。脱硫岛至少有如下电气信号及测量：

•380V低压厂用电源单相电流

•380V低压厂用母线电压

•380V保安电源母线电压、单相电流

•保安备用电源自动投入

•UPS输出母线电压

•UPS故障报警

•直流系统I/O量将符合DL/T5044附录A要求

•脱硫6kV高压电动机单相电流

•脱硫6kV开关合闸、跳闸状态、事故跳闸、控制电源消失

•380V低压PC所有开关的合闸、跳闸状态、事故跳闸、控制电源消失

•所有电动机的合闸、跳闸状态、事故跳闸、控制电源消失、保护装置信号；低压厂用电源进线设数字式有功电能表

电气量部分送入脱硫DCS，实现数据自动采集、定期打印制表、实时调阅、显示电气主接线、事故自动记录及故障追忆等功能。

4.3同期与自动装置

脱硫电气系统不设同期。

脱硫低压电源进线切换采用先断后合操作方式以防止不同电源并列运行，电气接线有闭锁回路。

5.脱硫系统电气设备接口

脱硫岛的电气系统与电厂厂用电系统之间的联系是必然存在的，脱硫岛电气系统与主厂部分存在数个接口的问题，视电厂的具体情况，接口性质有所不同，总的来说有电气专业的接口包含以下几个方面：1）中压电源接口。中压电源的接口通常位于主厂厂用电配电室内。2）电缆设施接口。电厂厂用电配电室内引出至脱硫配电室的电缆通常可以沿电厂已建成的管架敷设至脱硫岛附近，从电厂管架到脱硫岛配电室的电缆通道需要脱硫系统设计者结合现场情况做出合理设计，新做电缆设施与电厂原有电缆设施的接口位置需要业主与设计方、建设方讨论确定。3）防雷接地接口。脱硫岛接地网通常会按照脱硫电气系统的特性和防雷要求进行设计，脱硫岛接地网络与主厂接地网应有不少于四处连接，接地网接口位置依据现场情况分散布置，接口位置应设置接地检查井供日后接地网络检测使用。

6结束语

总的来说，为了满足脱硫岛电气系统接线方案能够按照国家环保部门的要求进行应用，我们要在各种指导思想下进行设计。保证按照示范性电厂脱硫设计思路强化模块化设计，进一步全面完善设计。

参考文献：

[1]张莹婷.煤电节能减排升级与改造行动计划（2014-2020年）出台[J].工业炉.2014（06）

[2]康新园.燃煤烟气脱硫脱硝一体化技术研究进展[J].洁净煤技术.2014（06）