脱硫电控系统的设计与实现

摘要：文章介绍了脱硫工程中电控系统的设计方法和步骤，并以一个工程实例说明了电控系统中常用元器件的选型方法，以及一些常用且典型的电气控制原理图。

关键词：脱硫电控系统；系统设计；设备选型；电控系统

中图分类号：TK42文献标识码：A文章编号：1009-2374（2009）05-0012-02

在我公司自主研发的XPB湿法烟气脱硫技术中，电控部分是其中一个很核心的部分，电控设计的好坏直接关系到脱硫系统的成功与否，同时也直接反应了脱硫系统自动化控制水平的高低。合理而经济的电控设计，在满足系统安全可靠运行的前提下，同时也可以大大的节约投资成本。因此，脱硫系统的电控设计是非常关键的，以下就本人多年的设计及调试经验同时结合某电厂一脱硫项目的电气系统具体的设计来谈一下如何合理、经济而有效的进行脱硫系统的电控设计。

一、设计输入

做电控设计时，首先要对系统工艺流程非常熟悉，要熟悉现场哪些工艺设备需要进行配电、控制，哪些工艺参数需要检测。在了解这些后，就需要我们进一步了解这些工艺设备及工艺参数的详细信息作为设计的输入条件。下面以某电厂一脱硫项目（实例）的电控设计为例来介绍，见表1：

根据以上设计输入表格，我们可以计算出所有需要供配电设备的总功率。以高、低压分开计算，脱硫系统低压供电功率总和计算如下：

P低总=（i=2，3，4…10）

式中：P低总为低压供电设备总功率；

Pi为表1各设备的单机功率；

i为表1中的序号。

依据表1的负荷统计表计算P低总的结果是：435kW，加20%的余量计算后的总功率为520 kW。依据此计算结果，脱硫系统低压供电设备可由一台容量为630KVA（10/0.4KV）的变压器提供电源。

二、电控系统中设备的选型

（一）开关柜选型

根据以往工程经验，开关柜选型既考虑其实用性又考虑其先进性，本实例工程高压开关柜选用：KYN28-12中置式开关柜。低压开关柜选用标准型GGD型开关柜。

（二）柜内元器件选型

电源进线断路器采用抽出式框架智能式空气断路器，其操作机构为电动储能式操作机构，操作电源为AC220V。PC至MCC的回路采用框架智能式空气断路器，并配有延时脱扣器。其他馈线回路采用塑壳式断路器或框架智能式空气断路器。其它需要控制的带接触器的电动机回路控制电源为AC220V。柜内主要元器件的选型以施耐德的产品为主，也可选取其他国内具有成熟应用经验的知名品牌的产品。

（三）电缆的选型

1．10kV电缆采用8.7/15kV阻燃型交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套铜芯电缆。电缆截面根据计算值确定。

2．0.4kV动力电缆采用0.6/1.0kV阻燃型铜芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套铠装电缆。铜导体电缆最小截面为4 mm2。

3．控制电缆，按钮、指示灯等控制电缆为KVV铜芯电缆，其他信号电缆及接入DCS系统的电缆采用KVVP铜芯电缆。并且最小导体截面为1.5mm2。

三、电控系统的设计

（一）高压系统的设计

以本工程实例来叙述，本工程脱硫系统的高压系统供电主要由厂内高压室四段引接，在原有高压配电室内重新上一台脱硫段电源出线柜，该出现柜与原有厂内机柜并柜连接，顶部铜排连接。在脱硫厂区内新建一个脱硫高压室，主要由4台开关柜组成，#1柜为电源进线柜（兼放置一台PT手车装置），#2柜为变压器出线柜，#3，#4柜分别为两台增压风机的出线柜，其一次及二次元器件的选型以计算而定。

高压系统的二次图，由于每个工程所选的微机保护系统不同，所以其二次原理图就不尽相同，设计时主要参考各厂家的说明书进行设计，这里不再赘述。

（二）低压系统的设计

根据工程实际情况及以往的工程经验，低压电机的启动方式分以下几种：直接启动，星-三角启动，自藕降压启动等，电动门的原理接线图则要根据实际电动门厂家提供的图纸进行设计。以下介绍几种常见的电机启动原理图，均有“DCS远方/就地”启停功能。

1．直接启动电机控制设计。对于一些直接启动的电动机，其原理接线图可参考图1，实际可以根据用户要求和现场的实际情况进行设计。图1适用于22kW及以下的电机：

2．星－三角启动电机控制设计。对于一些采用星－三角启动的电动机，其原理接线图可参考图2，实际可以根据用户要求和现场的实际情况进行设计。图2适用于18.5～90kW电机。

3．自藕降压启动电机控制设计。对于一些采用自耦降压启动的电动机，其原理接线图可参考图3，实际可以根据用户要求和现场的实际情况进行设计。图3适用于90～200kW电机。

4．电动门控制设计。电动阀门的控制具有通用性和一般性，其原理接线图根据电动门厂家提供的图纸进行设计。

（三）防雷及接地系统的设计

完整的接地系统包括：接地极，接地体，检查井。在适当的位置埋设接地极，其位置不妨碍带检修孔的接地井，每个接地极与主接地网导体相连，主接地网导体尽可能靠近设备设置。检验和测量接地电阻的接地井设置在安装有接地极的适当位置处。接地极导体采用热浸锌钢管（采用 50）或热浸锌角钢（采用 50×50×5）；主接地网导体采用热浸锌扁钢，室外及地下采用-40×4的热浸锌扁钢，室内采用热浸锌扁钢（采用-40×4）。所有接地导体采用焊接，焊接处作防护处理。

（四）照明设计

照明系统由以下三个独立子系统组成：正常交流（AC）照明系统；事故交流（AC）照明系统；事故直流（DC）照明系统。交流照明系统采用380/220V（三相四线制）中性点直接接地系统。

四、结语

综上所述，脱硫系统电控设计时是有规可循的，掌握了一些常用的设计方法和设计选型的原则，以及一些常用电气设备控制的设计方法，我们在以后的电控设计中可以走很多捷径，可以节省大量的时间。

作者简介：王中雷（1982-），男，北京航天益来电子科技有限公司系统工程师。