內(nèi)蒙古岱海發(fā)電有限責(zé)任公司 白德龍/文

前 言

為達(dá)到國家“十二五”期間對火電行業(yè)的NOx排放指標(biāo)，滿足SO2排放濃度的環(huán)保要求，同時(shí)為適應(yīng)燃煤硫分提高的現(xiàn)狀，岱海電廠決定在現(xiàn)有運(yùn)行機(jī)組基礎(chǔ)上，實(shí)施除塵器、脫硝、脫硫、燃燒器等環(huán)保設(shè)施的改造。由于系統(tǒng)改造面較大，一期2臺機(jī)組的現(xiàn)有廠用電系統(tǒng)已無法滿足環(huán)保設(shè)施改造后的運(yùn)行要求，需重新配置，才能保證環(huán)保設(shè)施改造后機(jī)組的順利啟動和安全穩(wěn)定運(yùn)行。由于本次改造涉及到廠用電系統(tǒng)的安全性和可靠性，因此力求在原有廠用配電設(shè)備基礎(chǔ)上，最大限度地滿足本期工程改造對電源的需求，同時(shí)維持6kV系統(tǒng)設(shè)備的開斷能力和高壓廠用變壓器的容量，盡量減少不必要的投資，并且盡可能將廠用電系統(tǒng)的改造工作量壓到最低，以滿足工期要求。本次廠用電改造和優(yōu)化的順利實(shí)施，可以為同類型單位環(huán)保設(shè)施改造工作提供參考。

1 一期廠用電系統(tǒng)簡介

岱海電廠一期有兩臺600MW機(jī)組，每臺機(jī)組設(shè)一臺容量為63/35-35MVA的分裂繞組高壓廠用變壓器，兩臺機(jī)組設(shè)一臺與高廠變同容量的分裂繞組起動/備用變壓器。每臺機(jī)組設(shè)兩個(gè)6kV工作段，一期設(shè)兩個(gè)6kV公用段，即公用6kV 0A段、6kV 0B段，正常運(yùn)行時(shí)，上述電源分別取自機(jī)組6kV IB段和6kV IIB段供電。起動/備用變壓器作為兩臺機(jī)組啟停和高壓廠用工作變壓器故障期間的備用。每臺機(jī)組各設(shè)一臺6kV脫硫廠用變（容量均為20MVA），直接從脫硫變經(jīng)共箱封閉母線引至脫硫6kVIA段和IB段，兩段間設(shè)置母聯(lián)開關(guān)，實(shí)現(xiàn)互為備用。廠外設(shè)置石灰石制備車間6kV系統(tǒng)，屬于全廠性的公用負(fù)荷，兩路電源供電，一路由一期脫硫6kV IA段供電，另一路由二期工程脫硫系統(tǒng)6kV供電。

6 k V系統(tǒng)開斷容量為50/125kVA，中性點(diǎn)經(jīng)低阻接地。

380/220V系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式：主廠房低壓廠用電系統(tǒng)中性點(diǎn)經(jīng)高阻接地，其他輔助車間低壓廠用電系統(tǒng)中性點(diǎn)為直接接地。

2 電除塵改造電源的選擇

岱海電廠本次電除塵改造的內(nèi)容是將原來的兩臺雙室五電場除塵器，改為復(fù)合電袋除塵器，即保留原來的一、二電場，將三、四、五電場拆除，變?yōu)椴即龎m器，以減少煙塵的排放。改造前后每臺爐的一列的用電負(fù)荷變化見表1。

表1 電除塵改造后用電負(fù)荷增減統(tǒng)計(jì)結(jié)果

表2 脫硝改造后新增統(tǒng)計(jì)結(jié)果

說明：一臺爐電除塵負(fù)荷分為A、B兩列，表中為A列的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，B列的的情況與A列相同。

從表中可以看出，改造后380V電除塵PC1、PC2段的用電負(fù)荷將分別減少840-132=708kW,因此，改造中新增的用電設(shè)備全部就近從原來的PC段上引接，因原PC段上沒有這么多的備用間隔，決定將原來不用的整流變高壓控制柜拆除四面，改造為新增設(shè)備的配電柜，為其提供電源。

3 脫硝改造電源的選擇

岱海電廠脫硝裝置采用選擇性催化還原法（SCR），其單位臺爐新增用電負(fù)荷見表2。

脫硝區(qū)就地應(yīng)設(shè)MCC，其電源取自就近的鍋爐PC段較為合理。從表2中可以看出，脫硝區(qū)工藝用電負(fù)荷較小，而檢修照明用電負(fù)荷卻很大，如果把這些負(fù)荷全部加到就地脫硝區(qū)MCC，在現(xiàn)有的鍋爐PC段很難找到滿足要求的備用間隔。為此將脫硝區(qū)的工藝負(fù)荷與檢修照明負(fù)荷分開，將工藝負(fù)荷全部加在脫硝MCC，兩路互為備用電源分別取自鍋爐PC1和PC2段，可以找到合適的備用間隔，無需對鍋爐PC段進(jìn)行改造。

而將檢修電源選自機(jī)組的檢修段，正常照用取自機(jī)組的照明PC段，事故照明取自機(jī)組的事故照明MCC段，這樣布置既容易實(shí)現(xiàn)，又符合常理。

脫硝空壓機(jī)布置在原除灰空壓機(jī)房北側(cè)，離電除塵配電間最近，同時(shí)電除塵PC段在減少三個(gè)電場后供電容量剩余，可以為其提供電源，唯一缺少的是合適的備用間隔，所以將不用的整流變高壓控制柜進(jìn)行改造后，為新增脫硝空壓機(jī)提供電源。

新增脫硝灰?guī)靺^(qū)設(shè)備較多，其離除灰配電間最近，經(jīng)核算除灰變?nèi)萘恳沧銐驗(yàn)槠涮峁╇娫矗襊C段缺少合適的備用間隔，所以決定新加兩面配電盤柜，分別加在除灰PC1和PC2段，新增脫硝灰?guī)煸O(shè)備電源從新增盤柜上引接。

4 脫硫改造電源的選擇

岱海電廠本次脫硫改造后，脫硫系統(tǒng)廠用電主要滿足兩個(gè)功能：一是改造后增加負(fù)荷較多，要考慮為這負(fù)荷提供可靠的電源；二是本次脫硫改造完成后要取消煙氣旁路擋板，即要求機(jī)組鍋爐點(diǎn)火后與脫硫系統(tǒng)就要投入運(yùn)行，脫硫系統(tǒng)廠用電要實(shí)現(xiàn)這一功能。

岱海電廠一期兩臺機(jī)組中，每臺機(jī)組各設(shè)一臺脫硫廠用變（容量均為20MVA），直接從脫硫變經(jīng)共箱封閉母線引至脫硫6kVIA段和IB段，兩段間設(shè)置母聯(lián)開關(guān)，實(shí)現(xiàn)互為備用。

本次環(huán)保設(shè)施改造完成后要取消煙氣旁路擋板，即要求機(jī)組鍋爐點(diǎn)火后，脫硫系統(tǒng)就要投入運(yùn)行。而現(xiàn)在脫硫系統(tǒng)由機(jī)組脫硫變帶動，機(jī)組并網(wǎng)后脫硫系統(tǒng)才能投入，不能滿足要求；兩臺脫硫變?nèi)萘拷咏~定，也無法實(shí)現(xiàn)互為備用；機(jī)組起動備用變壓器容量與機(jī)組廠用電負(fù)荷接近，也無法給脫硫系統(tǒng)提供起動備用電源。

4.1 由于單臺脫硫變?nèi)萘咳阅軡M足改造后各自機(jī)組負(fù)荷的需求，脫硫變無需更換。但改造增加設(shè)備較多，原脫硫6KV段沒足夠的備用間隔，需要對原有盤柜進(jìn)行增加和更換，岱海電廠對原有開關(guān)柜拆除14面，新裝開關(guān)柜25面，解決了兩臺機(jī)組脫硫新增設(shè)備的供電問題。經(jīng)現(xiàn)場測量，對新增6kV盤柜進(jìn)行合理布置后，6kV脫硫配電間仍可滿足要求，無需對其改建和擴(kuò)建。

4.2 因?yàn)閱闻_脫硫變?nèi)萘恳呀咏~定，無法對另一機(jī)組提供備用，所以決定拆除了兩臺機(jī)組6kV段之間的母聯(lián)開關(guān)。因機(jī)組起備變負(fù)荷也接近其額定容量，無法為脫硫系統(tǒng)提供起動備用電源，決定新加一臺脫硫起動變用變壓器，這樣一是解決了脫硫系統(tǒng)的備用電源問題，而且增加快切裝置后，實(shí)現(xiàn)脫硫系統(tǒng)隨機(jī)組同時(shí)起動的問題。

4.3 綜上，脫硫系統(tǒng)改造后解決電源的初步方案定為：增加一臺脫硫起動備用變壓器，采用分裂變壓器，容量為40/20-20MVA，作為兩臺脫硫變壓器的備用電源。脫硫起動備用變壓器電源由一期起備變回路T接，經(jīng)220kV電纜、GIS等設(shè)備與新增變壓器連接，脫硫起動備用變壓器低壓側(cè)通過兩條6kV共箱封閉母線分別為兩臺機(jī)組的脫硫6kV段供電，經(jīng)備用電源進(jìn)線開關(guān)和快切裝置為脫硫系統(tǒng)提供起動備用電源。據(jù)此，一期工程任意一臺機(jī)組啟動時(shí)，脫硫系統(tǒng)均可與機(jī)組同步投入。

4.4 脫硫系統(tǒng)改造后廠用電源初步方案的優(yōu)化

岱海電廠在脫硫系統(tǒng)改造廠用電源初步方案確定后，在后期的現(xiàn)場勘察和設(shè)計(jì)過程中，結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行了合理優(yōu)化，從而縮短了建設(shè)工期和投資費(fèi)用。

在現(xiàn)場勘察中發(fā)現(xiàn)原方案中的220kV電纜通道要跨越兩條馬路，中間還有多處排水設(shè)施，施工難度大，同時(shí)還影響交通和水系統(tǒng)的運(yùn)行，220kV電纜的敷設(shè)及安裝周期也長，決定將其改為220kV架空線路。改為架空線后，原機(jī)組起備變的避雷器與新增脫硫起備變變得更近，經(jīng)過核算可以用機(jī)組起備變的避雷器來保護(hù)新增脫硫起備變，從而取消了初步方案中的脫硫起備變避雷器。

因新增脫硫起備變不用考慮為兩臺機(jī)組的脫硫變同時(shí)做起動備用，可以只采用容量為20MVA的雙繞組變壓器，而不必采用初步方案中容量為40/20-20MVA的分裂變壓器，相應(yīng)的6kV封閉母線也由原來的兩條，變?yōu)橐粭l，到脫硫6kV配電間后，再通過母線橋，引到兩臺機(jī)組的脫硫6kV備用進(jìn)線開關(guān)。

經(jīng)過以上優(yōu)化，節(jié)約設(shè)備費(fèi)用1732.8-903=829.8萬元（見左表），縮短建設(shè)工期45天。

5 總結(jié)及建議

環(huán)保設(shè)施改造涉及廠用電系統(tǒng)點(diǎn)多面廣，一般解決的過程遵循先易后難的原則，岱海電廠就是先解決脫硝、電除塵用電較小的系統(tǒng)問題，然后再綜合考慮脫硫較繁雜的系統(tǒng)。環(huán)保設(shè)施改造時(shí)新增設(shè)備用電盡可能使用現(xiàn)有配電設(shè)備的備用間隔，避免對高廠變、起備變等主系統(tǒng)和設(shè)備進(jìn)行傷筋動骨改造和更換。環(huán)保設(shè)施改造時(shí)，盡可能利用現(xiàn)有的配電間、管架等設(shè)施，避免新建和擴(kuò)建，以節(jié)約工期和投資，但要對現(xiàn)有設(shè)備的容量和管架強(qiáng)度進(jìn)行核算，防止其超負(fù)荷運(yùn)行。環(huán)保設(shè)施改造中，在廠用電方案確定后，要根據(jù)現(xiàn)場和設(shè)備情況，進(jìn)行勘察和論證并對其合理優(yōu)化，可以大大降低設(shè)備和人工成本，起到事半功倍的效果。