SCR 烟气 脱硝中的 负荷及 供电 接线分析

SCR 烟气 脱硝中的 负荷及 供电 接线分析

张晓慧

北京中新国能环保科技有限公司 北京市 100070

摘要：本文结合多个工程实际设计经验，总结在建及运行项目的基础上，对火力发电厂烟气脱硝工程电源接线方式、电气设备布置及设备选择，MCC段信号与测量进行分析，总结工程经验提出配电系统接线方式的合理建议，以供参考。

关键词：脱硝；MCC段；设计；负荷；接线

前言：火电厂是我国氮氧化物（NOx）的主要排放源，随着对环保的日趋重视，选择性催化还原法（简称SCR）烟气脱硝技术应运而生，本文主要对本技术中配电电源系统设计进行探讨、分析和总结，以期对后续脱硝工程设计有所借鉴。

1. SCR烟气脱硝工艺概述

选择性催化还原法（简称SCR）工艺，是我国目前应用最多的脱硝工艺。

SCR工艺系统主要由脱硝反应器、烟道系统、氨储存供应系统、氨喷射系统、吹灰系统等组成。

SCR脱硝装置通常采用按每台锅炉配置SCR反应器设计，催化剂层按2+1(备用)布置，保证脱硝装置出口NOx浓度不高于设计标准。

二、脱硝工程中用电设备的引接电源

脱硝电源引接方式一般有两种：

一是直接从主厂房锅炉MCC段引接，如工程为新建电厂配套脱硝系统，锅炉MCC段已考虑脱硝负荷，这样锅炉MCC柜可直接给脱硝设备供电；或对一些改造工程，锅炉MCC段有足够备用容量和足够备用位置，这样可在备用位置增加配电柜与原锅炉MCC段并柜，给脱硝设备供电。

二是在SCR区设置配电室，放置脱硝MCC段。主要对一些改造工程，锅炉MCC段没有考虑足够备用容量或备用位置，在这种情况下，脱硝系统就需单独设置脱硝MCC段。现在脱硝改造工程中，这种情况非常多，下面主要对就地脱硝MCC段的接线方案、主要设备负荷、开关柜布置及设备选择、送DCS电气信号与测量几方面进行分析。

2. 脱硝工程中就地单独设置脱硝MCC段接线方案

就地单独设置脱硝MCC的各种接线方案如下：

方案1：如图1－1所示，国电吉林龙华吉林热电厂#10、#11（2×220MW）炉烟气脱硝改造EPC项目工程脱硝MCC段接线：

图1－1

说明：电厂2台炉脱硝系统共用一段MCC，脱硝MCC段电源一路引自#10机组380V厂用A段，另一路引自#11机组380V厂用A段，采用双电源切换的供电方案。正常运行时，脱硝MCC段由#10机组380V厂用A段供电，当#10机组380V厂用A段供电事故或回路断线时，自动切换至#11机组380V厂用A段供电。此接线方案的优点是运行可靠性较高，节省空间、配电装置及电缆用量较经济。缺点首先是要求每台机组380V厂用段备用容量均能带2台脱硝系统的MCC负荷总和，所以对机组厂用段容量要求较大，且需要在2台SCR区之间增加一个公用的配电室，对空间要求也较高。其次是当MCC段双电源切换进线断路器或者MCC段母线发生故障时，脱硝MCC段会断电，这样2台机组脱硝需全部停运，对脱硝安全运行有一定风险，此方案一般适用于偏远地区，2台所需负荷较小，2台SCR区之间距离较近，且有足够空间放置公用配电室的工程。

方案2：如图1－2所示，国电安顺第二发电有限公司#1、#2炉2×300MW脱硝改造工程脱硝MCC段接线：

图1－2

说明：电厂2台机组脱硝系统分别设置#1脱硝MCC段和#2脱硝MCC段，#1脱硝MCC段单路电源进线引自#1机组380V厂用段，#2脱硝MCC段单路电源进线引自#2机组380V厂用段，两段MCC采用单母线分段供电方案。正常运行时，每段脱硝MCC段各自运行，当其中一段供电事故或回路断线时，DCS手动合母联接触器，由另一段带2台炉全部负荷。此接线方案优点是运行可靠性较高，配电装置及电缆用量较经济,可以避免有一段进线电源故障或者母线故障时导致2台机组脱硝全部停运的风险。缺点是要求每台机组380V厂用段备用容量均能够带2台脱硝系统MCC负荷总和，对机组厂用段容量要求较大，且需要在2台SCR区之间增加一个公用的配电室，对空间要求较高。此方案一般适用于机组厂用段备用容量较大，2台SCR区之间距离较近，且有足够空间放置公用配电室的工程。

方案3：如图1－3所示，国电北仑电厂一期2X600MW机组烟气脱硝改造EPC总承包工程脱硝MCC段接线：

图1－3

说明：电厂2台机组脱硝系统分别设置一段脱硝MCC段，#1脱硝MCC段电源两路分别引自#1机组厂用380V 厂用A段和B段，正常运行时，#1脱硝MCC段由#1机组厂用380V厂用A段供电，当A段供电事故或回路断线时，自动切换至B段供电；#2脱硝MCC段电源两路分别引自#2机组厂用380V 厂用A段和B段，正常运行时，#2脱硝MCC段由#2机组厂用380V 厂用A段供电，当A段供电事故或回路断线时，自动切换至B段供电；两段MCC分别采用单母线双电源切换供电方案，此接线方案优点是运行可靠性高，对每台机组厂用段容量要求较小，开关柜布置对空间要求较小，可灵活布置。可放在SCR区0.00米或放置在SCR区平台上。缺点是每段MCC段要增加一个回路进线，成本相对较高。此方案无限制条件，应用较普遍。

四、脱硝SCR区脱硝MCC段负荷

脱硝SCR区380/220V交流负荷，种类如下：

1、脱硝工艺负荷：如稀释风机、催化剂检修起吊、蒸汽吹灰器等。

2、热控负荷：DCS电源、热控仪表电源、热控烟气分析装置电源等。

3、其他负荷：如照明电源、电梯电源、暖通电源、检修电源等。

五、脱硝SCR区MCC段电气设备布置及选择

脱硝SCR一般在反应器平台设一个低压配电室，脱硝MCC段配电柜布置在配电室内。若平台空间有限，也可以不设置配电室把脱硝MCC段配电柜单独设置在反应区平台上，还有部分工程在脱硝装置0.00m层设置配电室，脱硝MCC段配电柜布置在配电室内。

脱硝MCC段低压开关柜一般采用密封性能好的抽出式，金属外壳成套开关柜，型号有：MNS、GCS、GCK三种形式，通常采用MNS、GCS型配电柜。

配电柜防护等级，MCC布置在室内，防护等级为IP42；MCC布置在室外，防护等级为IP54。

六、脱硝SCR区MCC段电气信号与测量

所有脱硝MCC段开关状态信号、电气事故信号及远方控制信号均送入脱硝DCS。所有规程规定需要在DCS上显示的电气连续量信号（电流、电压、功率等），应在开关柜中采用变送器将其变成4～20mA信号输出送入脱硝DCS，或由智能测控模块将其变为数字信号通过通信接口以通讯方式送至脱硝DCS。测量点按《电测量及电能计量装置设计技术规程》配置。脱硝MCC段至少应有如下电气信号及测量(不限于此)：

脱硝MCC段进线脉冲电度；

脱硝MCC段进线断路器B相电流、有功功率；

脱硝MCC段母线AC相电压；

脱硝MCC段所有电动机的B相电流。

脱硝MCC段所有电动机的合闸、跳闸状态、事故跳闸、控制电源消失、远方/就地选择位置。

七、结束语

上述关于火力发电厂SCR脱硝中脱硝MCC段电气系统的设计方案、要点和体会源于多个燃煤机组烟气脱硝工程的设计经验总结，希望能对后续脱硝工程设计有所借鉴。随着我国政府对环境保护的日益重视和相关环保政策的制订, SCR烟气脱硝技术将在火力发电业得到广泛应用,SCR区的脱硝电气系统设计也会更趋完美。

参考文献：

1. 环境保护部，国家发展和改革委员会，财政部.重点区域大气污染“十二五”规划.2012.

2. 中国大唐集团科技工程有限公司.燃煤电站SCR烟气脱硝工程技术.北京:中国电力出版社,2009.

[3] 孙克勤，钟秦.火电厂烟气脱硝技术及工程应用[M].北京:化学工业出版社,2006.12.

[4] 电力工程电气设计手册[M].北京:中国电力出版社,1989.

[5] DL/T 5153－2014 《火力发电厂厂用电设计技术规定》

6