脱硫系统电气的设计

WFGD电气系统的设计特点

受体激动剂快乐的胖子发表于: 2006-11-22 20:56 来源: 热电联盟博客

WFGD电气系统的设计特点浮油回收机对于湿法脱硫系统，确保设备的安全运行是摆在电气设计人员面前的一个主要任务，由于脱硫是一个新的课题，各规程规范对脱硫电气的设计描述较少。尤其是对脱硫各负荷性质的描述，不象电厂主体部分那样对每一个电机都有定性的描述，如I类、Ⅱ类、保安等。这就需要我们在设计中参考现有的规程规范了解工艺流程以及每个电机在工艺流程的作用，不断与工艺专业探讨和摸索。
一电气系统设计
1 高压电源的引接
对于脱硫高压电源的引接通常采用两种方案：
方案一：脱硫系统高压电源直接接于主厂房高压工作变。此方案主要适用于新建电厂，其中较典型的有安顺电厂(2×300MW)二期工程烟气脱硫工程，本体工程与脱硫工程同时设计，因此初步设计时就考虑高压厂用工作变分裂绕组均预留脱硫电负荷容量，这样高压厂变容量较常规电厂有所增加，但可省去1台高压脱硫变压器，使本来布置紧张的A列外布置可以更简单紧凑。但是目前我国脱硫设备国产率低，国外脱硫设备制造商由于各自的吸收塔结构不同，引起的电耗相差较大。对于预留脱硫工程，由于脱硫方案待定，脱硫电负荷很难估计准确，因此给高厂变容量选择带来一定困难。有可能会导致选择结果不合适、不经济。
方案二：单独设立脱硫高压工作变。运用此方案比较典型的有长兴电厂一期工程。该工程2号机组于2003年投运，目前二期工程正在筹建中，根据环保要求为使二氧化硫总量保持不变，在二期建设的同时一期需扩建脱硫系统。由于一期工程已预留高压脱硫变的位置，设计施工都要灵活方便。
电石生产工艺对于一些125 MW 电厂的老厂改造脱硫工程，电源的引接是一个比较复杂的问题。以萧山电厂为例，电厂每台高压厂用变压器目前所带容量为13 MVA左右，而作为2台机组公用的脱硫岛负荷为5 130 kVA。脱硫负荷无法从高压厂变引接，因此需设单独设立脱硫高压工作变。随着电力机制的改革厂网已分开，上网电价问题直接影响高压脱硫变的电源点设置。为此进行了多种方案的比较，其中各有利弊。方案一考虑利用110kV配电装置原备用间隔，脱硫高压电源由电厂110 kV母线引接。方案二考虑高压脱硫变压器的电源从发电机出口主回路母线T接。
从技术方面考虑，方案一脱硫岛在安装及运行过程中均不会影响机组的可*性，改造的工作量较小。与本体工程设计接口简单，制约性小。方案二会造成A列外布置困难，引起发电机出口母线桥及主变压器保护(差动保护范围扩大)等一系列的改造。另外125 MW 电厂由于脱硫岛为两台机组公用负荷，所有负荷都接于1台高压脱硫变上，而高压脱硫变只能与一台高压厂变并接与其中1台发电机上。如果高压设备变不扩容，当该发电机发生故障时，为了保证机组的汽机、锅炉辅机安全运行，脱硫系统应先退出运行。这就造成1台发电机故障，整个电厂脱硫系统无法运行的现象，所以技术上方案一优于方案二。
d570 从经济方面考虑方案一需增加1个110kV间隔的设备投资费，并且电源点在计量点外可能涉及到上网费问题。方案二脱硫电源在计量点内引接，不涉及到上网费问题，降低电厂年运行费用，但设备改造需发生费用，所以经济上方案二优于方案一。
2 低压电气接线
脱硫电气系统一般采用两个电压等级，高压母线一般按炉分段，每台炉单独设一段工作母线，双电源进线，并采用互为备用方式。6kV单元负荷、公用负荷分别接于两段上。380/220V系统采用PC(动力中心)、MCC(电动机控制中心)两级供电方式。低压厂用电接线根据情况大致有两个设计方案。以安顺电厂二期工程烟气脱硫工程为例进行分析。
方案一：两套脱硫系统共设两台低压工作变压器，互为备用，为所有的脱硫低压负荷供电；低压PC采用单母线分段，设380/220V脱硫A、B段，由两台低压干式变低压侧供电。380/220 V脱硫A、B段之间分别设联络开关。两台低压干式变分接于6 kV两个脱硫段上。脱硫单元负荷分别接于脱硫A、B段，公用负荷分别接于各段。MCC均采用双回供电，两路电源互相闭锁。380/220 V系统为中性点直接接地系统(详见图1)。

方案二：每套脱硫系统各设两台低压工作变压器，互为备用。为所有的脱硫低压负荷供电；低压PC采用单母线分段，设380/220 V脱硫3A、3B段和4A、4B段。4台低压干式变成对设置，3A、3B段和4A、4B之间分别设联络开关。
方案的技术经济比较：按照《火力发电厂厂用电设计技术规定》中常用厂用负荷特性表，脱硫负荷除部分搅拌器属I类负荷，增压风机、吸收塔浆液循环泵属I或大容量锂离子电池Ⅱ类，其余均为Ⅱ／IlI类负荷，因此负荷的重要性较主厂房汽机、锅炉电机要低一些，并且脱硫岛低压负荷的单元性不是非常明显，因此方案一接线能满足供电可*性要求，接线简单、清晰，投资少，运行费用低。方案二，满足供电可*性要求，接线单元性强，但投资高(约50万元)，因此安顺电厂二期工程推荐方案一。
3 脱硫系统保安电源
由于脱硫工艺要求，在厂用电失电时，为了保证脱硫系统安全停运，脱硫系统一些辅机需要在厂用电失电时继续进行供电，如工艺水泵、旁路挡板等负荷。另外，对于热控的DCS系统以及电气的UPS电源同样需要提高保安电源。设计一般考虑在脱硫系统独立设置事故保安段，以便向脱硫岛事故保安负荷集中供电，而保安电源的引接是关键问题。增加脱硫系统后，脱硫岛的事故保安负荷是直接从主厂房事故保安段引接，还是脱硫系统直接设柴油发电机呢?
以安顺电厂二期工程烟气脱硫工程为例，该电厂初步设计中考虑两台炉各设1台500 kW，脱硫岛设1台的柴油机。在设计中遇到这样的问题，根据脱硫系统保安电源负荷统计，并按最大计算负荷法计算选得柴油发电机容量为250 kW。而按带负荷起动1台最大容量的电机时，发电机短时过负荷能力校验算得柴油机容量需546.3kW。按带负荷起动1台最大容量的电机时，母线上的电压水平校验得Um=57％，小于80％，因此如果按照校验需选择容量为500 kW左右的柴油发电机。从技术经济性考虑，降低最大容量电机的起动电流，使其起动电流限制在2.5倍的额定电流时，就能满足选用容量为250 kW 的柴油发电机。
降低起动电流的方法有多种，如星-三角起动器、变频调速器、软起动器等。经技术经济比较，最终采用软起动器来限制工艺水泵的起动电流，以便在脱硫岛电源消失时，容量为250 kW 的柴油电机能使脱硫装置安全停机。软起动器布置在开关柜内。
由于脱硫系统设置独立的柴油发电机会造成上述问题，因此在设计温州发电厂300 MW烟气脱硫工程时采用将脱硫系统的保安负荷与主厂房保安负荷共同考虑的方法，将每台炉的柴油发电机的容量增加至630kW(按常规300MW 机组柴油发电机的容量为500kW)，每台炉设置独立的脱硫保安段来满足脱硫系统的安全停机要求。因此对于新建工程主厂房柴油发电机应尽可能考虑脱硫岛保安负荷。这样既解决上述问题也减少电厂的维护工作量。对一些改造工程，主厂房柴油发电机组没有考虑足够备用容量，在这种情况下，建议脱硫系统单独设置柴油发电机组。
对于200MW以下机组，由于无保安电源，脱硫系统有些保安用设备电源的解决成为一个比较棘手的问题。以萧山发电厂脱硫工程为例，保安负荷为工艺水泵、烟气挡板等。要使脱硫工作电源消失时保证保安用设备能正常运行以使脱硫系统安全停机，经过反复考虑首先将保安负荷分类，对于工艺水泵属于经常连续负荷，可备用一台柴油泵，当工作泵故障时柴油泵自动投入。对于挡板类负荷属于短时经常负荷，并且负荷容量较小，运行时间较短。电源从输出为交流380V的不停电电源UPS引接。保证脱硫岛电源消失后30S内挡板关闭，烟气从旁路烟道至烟囱。但是UPS的容量选择时必须考虑电机的起动电流对母线电压的冲击，不能因为电机的起动影响DCS系统。必要时可采用软起动器。这样比专门设置1套保安电源系统既节省投资又减少运行维护，同时也可减少占地面积。
4 脱硫系统的直流和不停电电源
脱硫岛一般布置在炉后与主厂房直流系统距离较远，通常单独设一套直流装置为2台炉脱硫岛公用，供脱硫岛内UPS、电气控制、信号、继电保护、6kV及380V断路器合闸等负荷。直流系统采用单母线接线，电压等级采用220 V。直流系统包括1组铅酸阀控免维护蓄电池，1套N+1模块热备用的高频开关充电器及直流馈线屏。直流系统能保证在全厂停电后继续维持其所有负荷在额定电压下继续运行不小于60 min。由于直流系统只有一组蓄电池，在蓄电池放电维修时，必须保证交流电的绝对可*，以使脱硫系统安全运行。对于200MW以上机组，直流系统交流电源可分别从保安段和脱硫岛PC段引接。而对于200MW以下机组(不设保安电源)可采取直流系统的交流电源分别从主厂房PC段和脱硫岛PC段引接，或将主厂房蓄电池作为备用蓄电池。保证在蓄电池放电维修时，脱硫岛的直流电源能正常供电。脱硫岛一般设1套独立的UPS的2台炉脱硫岛公用，供脱硫岛DCS及其它一些重要负荷用。UPS在全厂停电后继续维持其所有负荷在额定电压下继续运行不小于30min。UPS的直流电源由脱硫岛直流系统提供或自带蓄电池。
5 控制、保护与接口
脱硫岛电气系统纳入脱硫岛DCS控制，不设常规控制屏。电气系统与脱硫岛DCS采用硬接线连接。脱硫岛控制室不设常规音响及光字牌，所有开关状态信号、电气事故信号及预告信号均送人脱硫岛DCS。脱硫岛控制室不设常规测量表计，采用4~20mA变送器(变送器装于相关开关柜)输出送入脱硫DCS。电气量送入脱硫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。
脱硫电气系统备用电源切换一般采用先断后合操作方式以防止不同电源并列运行。电气接线将有闭锁接线。脱硫岛电气系统应尽可能作为一个独立的系统，以减少脱硫岛的施工安装对电厂主体部分的影响。但是与主体部分总是有或多或少的配合并涉及到接口，视电厂具体情况不同，接口有所不同。总的来说有以下几个方面：
蒸汽喷嘴 (1)高压电源接口。对应与高压电源不同的引接方式，存在着不同的接口配合。如设独立脱硫变的方式在高压母线上有接口，或在发电机出口封闭母线外留有T接点。如电源从高压厂变引接，则有高压电源进线电缆配合。
(2)电缆设施接口。脱硫岛与本体工程电缆设施应在适当位置进行设计接口配合。 (3)防雷接地接口。脱硫岛为一个单独的电气地网，但要求与主网在适当位置留有接口并保证电气可*连接。
二注意问题
在设计脱硫系统的电气系统时，需要在以下几个方面引起重视。
(1)采用高压厂变预留脱硫电负荷容量的供电方式，由于布置的原因，脱硫高压电源进线电缆往往300m左右，因此需要校核脱硫高压母线电压降是否满足要求。否则采取措施加大电缆截面。
(2)采用高压厂变预留脱硫电负荷容量的供电方式，脱硫系统电动机参加成组自起动时，需校验主厂房高低压厂用母线电压是否满足规程要求，否则需限制脱硫系统电动机参加本体工程高压电动机成组自起动；另外，还需考虑脱硫最大1台电动机起动时对脱硫高压母线电压的影响。
(3)采用高压厂变预留脱硫电负荷容量的供电方式，需计及脱硫电动机参加反馈对主厂房高压开关柜动热稳定影响并采取不同措施。
(4)对于采取设置脱硫高压工作变的方案，由于脱硫变布置在A列外，脱硫高压配电装置一般布置在脱硫岛内，供电距离较远，因此宜采用电缆供电。由于电缆长度较长应加强对电缆的保护。

本文发布于:2024-09-25 00:30:37，感谢您对本站的认可！

本文链接：https://www.17tex.com/tex/4/209850.html

上一篇：一种基于DSP控制的数控高压电源的设计

下一篇：恒流高压直流电源工作原理

标签：脱硫负荷系统高压电源容量方案电厂

留言与评论（共有 0 条评论）