邱瑞湘

（福建龍凈環(huán)保股份有限公司，福建 龍巖 364000）

1 前言

本煙氣治理島電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括煙氣除塵、脫硫系統(tǒng)、濕式除塵器、脫硝系統(tǒng)、氣力輸灰系統(tǒng)、低溫省煤器系統(tǒng)。具體內(nèi)容：低壓供配電系統(tǒng)、電氣控制與保護(hù)、直流及UPS系統(tǒng)、照明及檢修系統(tǒng)、防雷接地系統(tǒng)、電纜、電氣橋架通道規(guī)劃、防火阻燃設(shè)施、電氣設(shè)備布置等配套部分。

2 供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 10kV系統(tǒng)

煙氣治理島廠用電系統(tǒng)采用10kV和380/220V兩級(jí)工作電壓。本工程煙氣治理島不設(shè)置10kV配電系統(tǒng)，由主廠負(fù)責(zé)提供10kV電源給脫硫變、除塵變及引風(fēng)機(jī)變頻器柜供電，分界點(diǎn)在主廠房10kV開關(guān)柜的出線端子處。

2.2 400V低壓供電系統(tǒng)

（1）脫硫供電系統(tǒng)。每臺(tái)爐設(shè)一臺(tái)容量為2500kVA低壓脫硫變壓器。4臺(tái)爐共設(shè)置4臺(tái)脫硫變壓器為煙氣治理島的脫硫系統(tǒng)、濕式除塵器、運(yùn)煤、空壓機(jī)、灰?guī)斓鹊蛪贺?fù)荷供電。煙氣治理島380/220V系統(tǒng)采用集中布置方案。脫硫系統(tǒng)每?jī)膳_(tái)爐設(shè)置了2臺(tái)脫硫變、2段PC母線，兩臺(tái)脫硫變互為暗備用。380/220V脫硫 PC A、B（1#，2#爐）和C、D（3#，4#爐）段，分別由對(duì)應(yīng)的脫硫變供電。每臺(tái)脫硫變電源分別引自10kV I、II、III段。380/220V脫硫PC A、B段之間設(shè)母聯(lián)開關(guān)，兩段電源互為備用，當(dāng)其中一段電源發(fā)生故障時(shí)，另外一段可以通過母聯(lián)開關(guān)手動(dòng)切換，從而保證另外一段帶電。380/220V脫硫PC C、D段與PC A、B段類似。具體供電系統(tǒng)圖詳見圖1、圖2。

圖1 1#，2#機(jī)組脫硫系統(tǒng)電氣接線圖

圖2 3#，4#機(jī)組脫硫系統(tǒng)電氣接線圖

本工程未設(shè)事故保安電源，事故保安負(fù)荷電源引自脫硫公用MCC段。根據(jù)工藝提資計(jì)算，煙氣治理島公用負(fù)荷共約為580kW。本脫硫系統(tǒng)設(shè)置一段380/220V公用MCC段，由脫硫系統(tǒng)380/220V PC A、B、C、D段各提供一路電源，四路電源相互閉鎖，自動(dòng)切換。脫水MCC段采用一路電源，引自脫硫公用MCC段。

（2）脫硝供電系統(tǒng)?？紤]到工程運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和可靠性，每臺(tái)爐的脫硝系統(tǒng)不再單獨(dú)設(shè)置脫硝MCC段，而是由主廠房提供兩路電源供4臺(tái)爐的整個(gè)脫硝系統(tǒng)使用。兩路電源互相閉鎖，自動(dòng)切換。

（3）低溫省煤器供電系統(tǒng)。低溫省煤器每臺(tái)爐有2個(gè)循環(huán)泵（互為備用）,其電源分別引自對(duì)應(yīng)鍋爐系統(tǒng)的380V開關(guān)柜。熱控電源引自對(duì)應(yīng)鍋爐系統(tǒng)的熱控電源。

（4）除塵及輸灰供電系統(tǒng)?？紤]到工程運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行情況，每?jī)膳_(tái)爐設(shè)一臺(tái)容量為1600kVA除塵變壓器，4臺(tái)爐共設(shè)置2臺(tái)除塵變?yōu)闊煔庵卫韻u除塵、輸灰等低壓負(fù)荷供電。

2.3 直流系統(tǒng)設(shè)計(jì)

煙氣治理島系統(tǒng)設(shè)置一套DC220V直流系統(tǒng)。直流系統(tǒng)包括交流配電單元、監(jiān)控模塊、高頻開關(guān)電源模塊、降壓?jiǎn)卧?、絕緣監(jiān)察、直流配電單元、蓄電池、智能中央信號(hào)裝置、饋線回路等。系統(tǒng)額定電壓為DC220V,容量為150Ah。容量能滿足4臺(tái)機(jī)組因設(shè)備交流控制電源故障停電1.0h以上的全部負(fù)荷。

2.4 不停電電源系統(tǒng)（UPS）

煙氣治理島系統(tǒng)設(shè)置一套交流不停電電源（UPS）系統(tǒng)。UPS系統(tǒng)包括主機(jī)柜、旁路柜（旁路變壓器）及饋線柜。主機(jī)柜主要含有整流器。UPS裝置的正常輸入電源和旁路輸入電源取自脫硫公用電源MCC段。UPS輸出為單相交流220V，50Hz，容量為25kVA。UPS在脫硫系統(tǒng)停電后還能繼續(xù)保持儀表、控制設(shè)備在額定電壓下繼續(xù)運(yùn)行不小于30min。

3 電氣設(shè)備布置

煙氣治理島內(nèi)：脫硫干式變壓器、脫硫PC段、脫硫公用MCC段布置在新建的脫硫車間9.5m層低壓配電室內(nèi)，脫硫車間設(shè)電纜夾層，低壓開關(guān)柜所有進(jìn)出線電纜采用下進(jìn)下出。除塵干式變壓器、除塵器PC段及除塵高低壓控制柜、輸灰控制系統(tǒng)布置在新建的除塵控制樓6m除塵控制室內(nèi)，柜子所有電纜采用下進(jìn)下出。

脫水MCC段布置在脫水車間0m層低壓配電室，低壓開關(guān)柜采用上進(jìn)上出。脫硝MCC段布置在尿素車間0m層低壓配電室，低壓開關(guān)柜采用上進(jìn)上出。低溫省煤器循環(huán)泵變頻控制柜布置在低省泵房，變頻控制柜采用下進(jìn)下出線。

4 電氣二次控制與保護(hù)

4.1 控制電源

為了保護(hù)重要供電設(shè)備的穩(wěn)定性，所有低壓萬(wàn)能斷路器的控制電壓均采用直流220V。其余設(shè)備的控制電壓采用交流220V。萬(wàn)能斷路器的控制、保護(hù)及信號(hào)系統(tǒng)所需的直流電源由脫硫島直流裝置提供。

4.2 控制方式

（1）脫硫島電氣控制保護(hù)系統(tǒng)納入脫硫DCS控制（除脫硫變壓器、380V PC進(jìn)線及聯(lián)絡(luò)開關(guān)）。納入脫硫島監(jiān)控的電氣設(shè)備包括PT、至MCC的電源饋線、UPS、直流屏、低壓電機(jī)。

（2）脫硫、除塵變壓器；380V PC進(jìn)線及聯(lián)絡(luò)開關(guān)（含脫硫及除塵）納入主廠房的測(cè)控裝置屏監(jiān)控。

（3）脫硝電氣系統(tǒng)、低低溫省煤器電氣系統(tǒng)納入鍋爐DCS控制。納入脫硝系統(tǒng)監(jiān)控的電氣設(shè)備包括電機(jī)、水泵閥門及相關(guān)儀表設(shè)備。

（4）靜電除塵器及輸灰電氣系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)采用PLC控制，再經(jīng)過通訊由上位機(jī)IPC統(tǒng)一協(xié)調(diào)控制。納入靜電除塵器及輸灰上位機(jī)系統(tǒng)監(jiān)控的電氣設(shè)備包括：除塵器高低壓控制柜，輸灰PLC程控柜。

（5）濕式除塵器電氣系統(tǒng)與脫硫系統(tǒng)比較靠近，因該系統(tǒng)設(shè)備較少，在不影響系統(tǒng)性能的條件下，為了節(jié)約成本，該系統(tǒng)直接并入脫硫DCS控制。其主要監(jiān)控的電氣設(shè)備包括：水泵、濕式除塵高低壓控制系統(tǒng)及配套儀表設(shè)備。

4.3 繼電保護(hù)

PC進(jìn)線開關(guān)及聯(lián)絡(luò)開關(guān)、大容量饋線回路的開關(guān)采用萬(wàn)能式斷路器，75kW及以上電動(dòng)機(jī)回路采用萬(wàn)能式斷路器+電機(jī)保護(hù)裝置控制；MCC段的饋線回路的保護(hù)電器采用塑殼斷路器；30kW及以上75kW以下以及所有攪拌器電機(jī)采用塑殼+接觸器+電機(jī)保護(hù)裝置控制；30kW以下電機(jī)采用塑殼+接觸器+熱繼電器；I類電動(dòng)機(jī)和22kW及以上電動(dòng)機(jī)設(shè)有電流變送器。

送入DCS或測(cè)控裝置屏監(jiān)控的信號(hào)具體如下：萬(wàn)能式斷路器饋線回路所有開關(guān)合閘、跳閘狀態(tài)、控制電源消失及部分回路的電氣連續(xù)量信號(hào)（電流、電壓、功率等）；所有電動(dòng)機(jī)的合閘、跳閘狀態(tài)、故障狀態(tài)。

5 照明及檢修系統(tǒng)

5.1 照明系統(tǒng)

（1）正常照明系統(tǒng)：該系統(tǒng)電源根據(jù)設(shè)備的歸屬性，從各自的電源取電即可。

（2）應(yīng)急照明系統(tǒng)：該系統(tǒng)電源從4臺(tái)爐的公用段取電，照明燈具帶有蓄電池，蓄電池容量能維持燈具應(yīng)急照明2h。

（3）煙氣治理島照明范圍含所有的建筑照明、區(qū)域照明、道路照明及設(shè)備照明。

5.2 檢修電源系統(tǒng)

檢修電源系統(tǒng)包括檢修箱和插座。在脫硫車間、除塵控制樓、引風(fēng)機(jī)區(qū)域、脫硝區(qū)域、低溫省煤器區(qū)域、靜電除塵器區(qū)域、濕式除塵器區(qū)域、吸收塔區(qū)域、石灰石粉倉(cāng)等處設(shè)置檢修電源箱并有漏電保護(hù)。各場(chǎng)所的檢修電源根據(jù)設(shè)備的歸屬性由煙氣治理島內(nèi)電源系統(tǒng)供電。檢修箱分別設(shè)2個(gè)32A/4P，2個(gè)16/3P工業(yè)插座。脫硫吸收塔及除塵器的人孔門附近有設(shè)電壓為12V的檢修電源，主要是為現(xiàn)場(chǎng)檢修設(shè)備時(shí)提供可靠、安全的電源。

6 防雷接地系統(tǒng)

本工程中的脫硫泵房、除塵控制樓、脫水樓、尿素車間、低低溫泵房、引風(fēng)機(jī)房、石灰石粉倉(cāng)等建筑防雷接地按第三類防雷建筑物設(shè)計(jì)。

煙氣治理島接地網(wǎng)與電廠主接地網(wǎng)可靠連接。接地干線采用60×8熱鍍鋅扁鋼布置成方格網(wǎng)，垂直接地極采用熱鍍鋅鋼管φ50,L=2500mm。室外及地下采用60×8的熱鍍鋅扁鋼，室內(nèi)采用40×4熱鍍鋅扁鋼。

煙氣治理島各區(qū)域內(nèi)設(shè)備和設(shè)施的接地系統(tǒng)，作為所有電氣設(shè)備外殼、開關(guān)柜和開關(guān)柜接地母線、金屬構(gòu)架、電纜管道、金屬箱罐，電纜的屏蔽層和其他可能會(huì)偶然帶電的金屬物件、油箱、管道等的接地，該接地系統(tǒng)牢固可靠地連接到主接地網(wǎng)上。

煙氣治理島區(qū)域內(nèi)為獨(dú)立的閉合接地網(wǎng)，接地電阻不小于4Ω。該閉合接地網(wǎng)與電廠主接地網(wǎng)至少有4處連接。

7 電纜敷設(shè)及防火封堵

煙氣治理島內(nèi)電纜構(gòu)筑物采用綜合管架、電纜溝、豎井、電纜夾層、樓板下吊裝等敷設(shè)方式。室內(nèi)外的橋架除最底層橋架及垂直段采用托盤式橋架外，其余各層采用梯級(jí)式橋架，并在相同路徑橋架的最上層安裝橋架保護(hù)蓋板。橋架及其附件選用經(jīng)防腐及熱浸鋅處理的鋼制電纜橋架。

電纜構(gòu)筑物需設(shè)有防火阻燃措施。為了完善電纜防火阻燃措施，避免因電纜著火引起的惡性事故，采用了目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的部分新型防火材料的設(shè)計(jì)。

8 結(jié)語(yǔ)

本文通過結(jié)合工程實(shí)例，給出了煙氣治理島的電氣設(shè)計(jì)方法，實(shí)踐證明，本煙氣治理島工程的電氣設(shè)計(jì)方法具有較高的安全可靠性以及自動(dòng)化程度，同時(shí)，能有效地減少人員的工作量，設(shè)計(jì)方法可供同類工程參考借鑒。