火力發(fā)電廠濕式電除塵電氣系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

劉晨

摘 要：本文從近幾年濕式電除塵工程中的電氣及相關(guān)控制設(shè)計(jì)的優(yōu)化和實(shí)用進(jìn)行研究和探索，對(duì)設(shè)計(jì)質(zhì)量的提高及火電廠的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有積極的意義。

關(guān)鍵詞：濕式電除塵；電氣設(shè)計(jì)；電氣系統(tǒng)

中圖分類(lèi)號(hào)：TM621 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

當(dāng)前國(guó)家和社會(huì)對(duì)環(huán)境保護(hù)要求不斷提高，特別是大氣環(huán)境的保護(hù)，因此對(duì)火力發(fā)電廠的煙塵排放的要求也提升了一個(gè)新的高度。濕式電除塵技術(shù)在這種背景下實(shí)現(xiàn)了廣泛的應(yīng)用，為達(dá)到節(jié)能減排的目的，筆者在電氣設(shè)計(jì)中對(duì)相關(guān)電氣系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。

1.濕式電除塵技術(shù)概況

濕式電除塵器（Wet Eleetrostatic Pre-eipitator，簡(jiǎn)稱(chēng)WESP）擁有控制復(fù)合污染物的強(qiáng)大功能，它對(duì)微細(xì)的粉塵及煙氣中酸霧等的收集都是比較理想的。在國(guó)內(nèi)，該技術(shù)處于迅速發(fā)展階段，現(xiàn)已有很多濕式電除塵器應(yīng)用于國(guó)內(nèi)燃煤電廠中，主要用于控制因新增脫硝設(shè)施和濕法脫硫設(shè)施而產(chǎn)生的煙氣煙羽及酸霧問(wèn)題。濕式電除塵設(shè)施的主要除塵設(shè)備是恒流高壓直流電源。恒流高壓直流電源由恒流變換器和升壓整流系統(tǒng)組成，其基本原理電網(wǎng)輸入的交流正弦電壓，通過(guò)恒流變換器，轉(zhuǎn)換為交流正弦電流，經(jīng)升壓、整流后成為恒流高壓直流電源給電場(chǎng)供電。所謂恒流是指其電路特性，而并不是說(shuō)系統(tǒng)的輸出電流無(wú)法改變。目前主要的高壓電源裝置有兩種形式，一種是工頻恒流高壓直流電源，一種是高頻恒流高壓直流電源。

2.高壓直流電源供電設(shè)計(jì)

（1）動(dòng)力部分設(shè)計(jì)

濕式電除塵的工頻恒流高壓直流電源與高頻恒流高壓直流電源在供電方式上有一定的區(qū)別，工頻恒流高壓直流電源廠家通常會(huì)自帶電控柜，需要與配電室低壓柜并柜供電。而高頻恒流高壓直流電源的供電通常由電廠的PC段或MCC段的回路來(lái)直接供電，控制系統(tǒng)與高頻恒流高壓直流電源通常為一個(gè)整體放置在濕式電除塵的現(xiàn)場(chǎng)。

（2）控制部分設(shè)計(jì)

隨著自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展，火力發(fā)電廠中越來(lái)越多的設(shè)備開(kāi)始采用DCS控制，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程在線(xiàn)監(jiān)測(cè)和控制，極大地降低了人力成本。濕式電除塵的高壓直流電源也適應(yīng)這一發(fā)展趨勢(shì)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的狀態(tài)監(jiān)測(cè)和控制。高壓直流電源需要的I/O測(cè)點(diǎn)有：備妥信號(hào)反饋、運(yùn)行信號(hào)反饋、綜合報(bào)警信號(hào)反饋、油溫上限信號(hào)反饋、油溫上上限信號(hào)反饋、一次電壓反饋、一次電流反饋、二次電壓反饋、二次電流反饋、二次電流調(diào)節(jié)、啟動(dòng)指令信號(hào)、停止指令信號(hào)、事故停止指令信號(hào)、變壓器溫度信號(hào)等。其中重要的指令和狀態(tài)信號(hào)應(yīng)采用硬接線(xiàn)的方式連接到DCS。其余信號(hào)可采用光纖通信。此外，高壓直流電源的隔離開(kāi)關(guān)柜應(yīng)與濕式電除塵平臺(tái)的人孔門(mén)進(jìn)行安全連鎖，通過(guò)在人孔門(mén)處設(shè)置電磁鎖來(lái)實(shí)現(xiàn)安全的檢修和運(yùn)行。

3.低壓設(shè)備供電設(shè)計(jì)

濕式電除塵設(shè)施主要包含熱風(fēng)吹掃系統(tǒng)、絕緣加熱系統(tǒng)、霧化系統(tǒng)、沖洗系統(tǒng)等設(shè)備，通常由新增的濕除380VPC段來(lái)供電。熱風(fēng)吹掃系統(tǒng)包括密封風(fēng)機(jī)和空氣加熱器，可采用現(xiàn)場(chǎng)安放就地柜來(lái)配電控制。絕緣加熱系統(tǒng)主要包括絕緣子保溫桶內(nèi)的電加熱器，功率較小，可由PC段配電柜直接供電，也可現(xiàn)場(chǎng)安置就地柜。例如華電國(guó)際萊城電廠3號(hào)機(jī)組濕式電除塵即采用現(xiàn)場(chǎng)安置就地柜的形式對(duì)絕緣加熱系統(tǒng)進(jìn)行控制，節(jié)省PC段配電柜的空間。霧化系統(tǒng)主要包括霧化水泵及電動(dòng)門(mén)等，霧化水泵一般為變頻控制，需要配備變頻器，宜采用就地柜配電控制的方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。沖洗系統(tǒng)主要包括沖洗水泵，一般可能會(huì)利用原有脫硫系統(tǒng)中的沖洗水泵。檢修配電箱宜放置在設(shè)備較集中的平臺(tái)和放置高壓電源的平臺(tái)上。

4.照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)

濕式除塵器本體平臺(tái)上的照明燈具宜采用防水防塵防腐蝕燈具，光源宜采用節(jié)能型LED燈或金鹵燈，采用立管式安裝，固定在濕式除塵器本體平臺(tái)的欄桿側(cè)。照明配電箱宜放置在濕式電除塵的底部或中間的平臺(tái)上，內(nèi)部設(shè)置光控開(kāi)關(guān)或時(shí)控開(kāi)關(guān)，以達(dá)到節(jié)能的目的。局部層高低于2.2m的平臺(tái)宜設(shè)置安全低壓照明，采用24V或12V電源供電。在人孔門(mén)位置宜設(shè)置安全變壓器箱，作為移動(dòng)巡檢提供安全電源，宜采用24V或12V供電，目前國(guó)內(nèi)發(fā)電廠普遍采用額定二次電壓12V的安全變壓器箱。

5.電纜敷設(shè)設(shè)計(jì)

濕式電除塵工程設(shè)計(jì)中電纜一般采用阻燃型電纜，個(gè)別要求較高的地方還應(yīng)采用耐火電纜。由于濕式除塵器本體一般比較高，電纜主要的敷設(shè)方式應(yīng)以橋架為主，動(dòng)力電纜與控制電纜分層布置。橋架敷設(shè)時(shí)有很大一部分是垂直敷設(shè)，每隔2m做一次固定。不得用鐵絲直接捆扎電纜，宜采用尼龍?jiān)鷰Щ驍D塑金屬扎帶。電動(dòng)機(jī)和明裝的照明箱、檢修箱、吊車(chē)開(kāi)關(guān)、事故按鈕等設(shè)備的電纜端頭應(yīng)采用阻燃型金塑軟管進(jìn)行保護(hù)。

6.電纜防火設(shè)計(jì)

由于電廠防火要求較高，橋架宜采用托盤(pán)式橋架，并設(shè)置阻火段。阻火段除在橋架底部設(shè)置耐火隔板外，還應(yīng)在電纜上方密實(shí)堆放阻火包，然后在阻火包上方設(shè)置耐火隔板。另外，在鋼制橋架外表面應(yīng)涂刷鋼構(gòu)防火涂料兩遍，涂料厚度不小于1mm。在阻火段兩側(cè)不小于1m區(qū)域的電纜均涂刷防火涂料，涂刷厚度不小于1mm。所有電纜進(jìn)入盤(pán)、柜、屏、臺(tái)、箱的孔洞的分支處均宜采用有機(jī)和無(wú)機(jī)防火堵料相結(jié)合填充，有機(jī)堵料宜在電纜周?chē)畛洳⑦m當(dāng)預(yù)留。

7.防雷接地設(shè)計(jì)

濕式電除塵本體殼體與接地網(wǎng)連接點(diǎn)不得少于6個(gè)，接地電阻不大于1Ω。濕式電除塵整流變壓器接地端和濕式電除塵本體上的其他設(shè)備、管道等均需可靠接地。

結(jié)語(yǔ)

在環(huán)保要求日益提高的今天，通過(guò)對(duì)濕式電除塵電氣系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)環(huán)保設(shè)施的經(jīng)濟(jì)和安全運(yùn)行，為治理大氣污染盡一份力。

參考文獻(xiàn)

[1]孫淮浦.用于濕式電除塵器的高頻恒流高壓直流電源[A].第九屆中國(guó)熱電行業(yè)發(fā)展論壇論文集[C].2016（6）：96-99.

[2] JB/T 11074-2011，電除塵用恒流高壓直流電源[S].