管鄒鋒

摘 要：在國(guó)內(nèi)工業(yè)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的背景下，空氣污染問(wèn)題日益嚴(yán)重，為提升我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)以及人們的生活水平，火力發(fā)電廠的脫硝電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)勢(shì)在必行。文章主要通過(guò)實(shí)例分析火力發(fā)電廠脫硝電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，探討脫硝系統(tǒng)保護(hù)措施，以期促進(jìn)火力發(fā)電廠的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：火力發(fā)電廠；脫硝電氣系統(tǒng)；設(shè)計(jì)

1 概述

為了適應(yīng)《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GBl3223要求，火力發(fā)電廠需要執(zhí)行煤電節(jié)能、減排的升級(jí)改造計(jì)劃，進(jìn)而提高火力發(fā)電廠環(huán)境的治理力度，減少大氣污染。文章主要就火力發(fā)電廠脫硝裝置區(qū)域內(nèi)的電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行分析研究，以進(jìn)一步提升企業(yè)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的效益。

2 實(shí)例分析

2.1 工程概況

某火電廠一號(hào)與二號(hào)2×350MW的機(jī)組中SCR脫硝裝置在2011年就已經(jīng)正式安裝并運(yùn)行，其設(shè)計(jì)效率超過(guò)50%。在2013年對(duì)二號(hào)機(jī)組中低氮的燃燒器進(jìn)行改造，沒(méi)有改造一號(hào)機(jī)組中低氮的燃燒器。一號(hào)機(jī)組中低氮燃燒器在改造前與二號(hào)機(jī)組中低氮改造后的脫硝裝置參數(shù)。

2.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

第一，脫硝裝置中電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)范圍主要包含：照明、原劑儲(chǔ)存與制備區(qū)的電氣系統(tǒng)等。第二，脫硝裝置需要參照相關(guān)規(guī)范、規(guī)程要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。第三，脫硝裝置供電系統(tǒng)的電壓等級(jí)需要和電廠主體的工程一樣。第四，脫硝裝置供電系統(tǒng)的接地方式應(yīng)和電廠主體的工程一樣。

2.3 電氣設(shè)備的布置

第一，對(duì)于一些新建的項(xiàng)目，若需要單獨(dú)建立脫硝反應(yīng)電動(dòng)機(jī)的控制中心時(shí)，則應(yīng)將其布置于主廠房之內(nèi)。第二，對(duì)于技改的項(xiàng)目，如果單獨(dú)建立脫硝反應(yīng)電動(dòng)機(jī)的控制中心時(shí)，需設(shè)置于反應(yīng)器的平臺(tái)上。第三，脫硝的還原劑儲(chǔ)存與制備區(qū)域電動(dòng)機(jī)的控制中心應(yīng)布置在配電室中。

3 電氣接線的設(shè)計(jì)

第一，脫硝系統(tǒng)的電負(fù)荷容量比較小，且多為低壓負(fù)荷，因此，脫硝系統(tǒng)的負(fù)荷須由相對(duì)應(yīng)機(jī)組上的低壓母線段進(jìn)行供電，而不另設(shè)脫硝低壓電壓器。此外，對(duì)于還原劑制備和儲(chǔ)備區(qū)，則需從就近廠用低壓公用母線段上供電，而不另設(shè)低壓變壓器。第二，脫硝的還原劑儲(chǔ)存與制備區(qū)域電動(dòng)機(jī)的控制中心兩路電源進(jìn)線，可以互為備用線；如果MCC段接上存在I類負(fù)荷時(shí)，這兩路電源應(yīng)使用雙電源自動(dòng)切換裝置進(jìn)行切換。第三，脫硝系統(tǒng)中沒(méi)有設(shè)立交流保護(hù)電動(dòng)機(jī)的控制中心段，控制電源裝置保安負(fù)荷一般通過(guò)機(jī)組保安段來(lái)供電。通常情況下，200MW以下無(wú)柴油電機(jī)機(jī)組中保安段的容量不足時(shí)，可以通過(guò)主機(jī)低壓的電源來(lái)引接。第四，脫硝系統(tǒng)通常不設(shè)置獨(dú)立直流的系統(tǒng)，而直流負(fù)荷直接通過(guò)機(jī)組直流體系來(lái)供電。第五，脫硝系統(tǒng)通常不設(shè)置獨(dú)立交流不停電的電源裝置，不停電的電源裝置主要通過(guò)主體工程中交流不停電的電源裝置來(lái)供電。第六，為了確保測(cè)量與上傳數(shù)據(jù)連續(xù)性與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)相符合，在CEMS和測(cè)量、數(shù)據(jù)上傳時(shí)，相關(guān)設(shè)備電源建議主要通過(guò)UPS與正常電源來(lái)提供一路電源。第七，脫硝系統(tǒng)中電負(fù)荷的容量比較小，通常只有低壓的負(fù)荷。而還原劑儲(chǔ)存與制備區(qū)域主要通過(guò)就近廠低壓線段來(lái)供電，不設(shè)置低電壓的變壓器。第八，新建立機(jī)組脫硝的裝置和主體工程屬于同步建設(shè)，通常脫硝煙氣的反應(yīng)區(qū)域負(fù)荷通過(guò)電動(dòng)機(jī)的控制中心來(lái)供電。第九，脫硝的還原劑儲(chǔ)存與制備區(qū)域需要設(shè)置電動(dòng)機(jī)的控制中心，用單母線進(jìn)行接線，而電源來(lái)自就近動(dòng)力中心。最后，在同步建設(shè)機(jī)組脫硝的裝置和主體工程過(guò)程中，需要充分考慮脫硝供電的設(shè)計(jì)，通常要設(shè)置MCC，實(shí)現(xiàn)就近供電。

4 系統(tǒng)控制和保護(hù)

火力發(fā)電廠脫硝電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)確保所涉及的系統(tǒng)控制和保護(hù)符合：第一，應(yīng)該與《火力發(fā)電廠、變電所二次接線設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》（DL/T5136）、《電力裝置的電測(cè)量?jī)x表裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB/T50063）等規(guī)范、規(guī)程相符合。第二，電氣設(shè)備信號(hào)、控制與測(cè)量都要使用計(jì)算機(jī)的監(jiān)控方法。第三，全部脫硝系統(tǒng)設(shè)備都要?dú)w入機(jī)組控制系統(tǒng)中，無(wú)需設(shè)置常規(guī)的控制屏。第四，控制電壓主要使用交流電壓，一般為220伏。第五，信號(hào)和測(cè)量。一般情況下，脫硝系統(tǒng)無(wú)需設(shè)置光字牌與常規(guī)音響，全部預(yù)告信號(hào)、開(kāi)關(guān)狀態(tài)的信號(hào)與電氣事故的信號(hào)都要納入控制系統(tǒng)中。而脫硝系統(tǒng)的測(cè)量信號(hào)應(yīng)使用4-20mA的變送器輸出控制系統(tǒng)中，電測(cè)量設(shè)置應(yīng)與《電力裝置的電測(cè)量?jī)x表裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB/T50063）規(guī)定相符合。

5 防雷和接地

電氣系統(tǒng)防雷和接地設(shè)計(jì)時(shí)：第一，防雷與接地應(yīng)該與《交流電氣裝置的過(guò)電壓保護(hù)和絕緣配合》（DL/T620）、《石油化工裝置防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50650）、《交流電氣裝置的接地》（DI./T621）、《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50057）與《交流電氣裝置的接地設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB/T50065）等規(guī)范相符合。第二，氨氣制備、液氨卸料與儲(chǔ)存區(qū)域需要使用避雷針來(lái)防雷，同時(shí)應(yīng)用相關(guān)措施防止發(fā)生雷電感應(yīng)，而接地材質(zhì)需要采取防腐的措施。第三，露天貯罐的周?chē)枰O(shè)置閉合環(huán)形的接地體，并且接地電阻要控制在30歐姆以內(nèi)，接地點(diǎn)的間距要控制在30米以內(nèi)。第四，液氮與氨氣架空的輸送管道需要每隔20-25米接地一次，并且接地電阻需要控制在30歐姆以內(nèi)。熱工測(cè)量的裝置與液氨罐呼吸閥應(yīng)通過(guò)金屬導(dǎo)體和鋼罐接地裝置進(jìn)行連接。一些無(wú)法保持法蘭彎頭與良好的電氣接觸閥門(mén)等管道的連接位置，需要進(jìn)行跨接，且跨接線直徑要大于8毫米。第五，和液氨相關(guān)的槽車(chē)、鋼制罐體、金屬裝卸臺(tái)、管道等應(yīng)該根據(jù)相關(guān)要求進(jìn)行防靜電的接地。第六，氨區(qū)人口位置需要增設(shè)人體靜電的釋放裝置，同時(shí)可靠地接地。第七，SCR的反應(yīng)裝置處于在煙囪位置，還要設(shè)置避雷針與鍋爐框架的保護(hù)裝置[4]。

6 照明和檢修

在設(shè)計(jì)照明水平的過(guò)程中，應(yīng)確保其照度水平和電廠主體工程的一致，且所有廠區(qū)露天場(chǎng)所和廠房均要求設(shè)計(jì)正常的照明，且照明的系統(tǒng)均用380/220V。

7 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，我國(guó)大部分火力發(fā)電廠脫硝工藝的脫硝效率還比較低，并且初始的投資比較少，設(shè)備整體占用空間比較小，無(wú)法滿足當(dāng)前節(jié)能減排的需求。而通過(guò)設(shè)計(jì)火力發(fā)電廠脫硝電氣系統(tǒng)，不僅可以有效降低投資費(fèi)用，而且還能夠提高脫硝效率，從而達(dá)到保護(hù)環(huán)境的目的。

參考文獻(xiàn)：

[1] 徐寧，王秋梅，孫磊.鄒縣電廠1000MW機(jī)組低負(fù)荷段脫硝入口煙溫控制與調(diào)整[J].山東工業(yè)技術(shù)，2015，21（19）：120-121.