（湛江中粤能源有限公司广东湛江524099）
摘要：本文结合电力脱硝系统电气设计后实际运行情况，详细对本工程的电气系统、电气控制与保护、照明系统以及防雷接地系统等进行分析，旨在为同类工程评估提供参考借鉴。
关键词：脱硝系统；电气设计；防雷接地；电气控制
1、工程概况
湛江中粤能源有限公司总装机容量为120万千瓦，其位置位于海边，年极端最高气温38.1℃，年极端最低气温2.8℃，年平均气压为100.84KPa，年平均降水量为1567.3mm，年平均相对湿度82%，平均每年受台风影响5次，最大风力达12级以上，常年风向为东风和东南风。
本公司脱硝系统采用选择性催化还原（SCR）技术除去烟气中的氮氧化物，其系统主要包括SCR反应区、液氨储存区、供应区以及相关控制系统。氨气与氮氧化物在反应器内，通过催化剂的作用反应生成氮气和水，不产生二次污染，无副产品。
本次评估主要研究公司机组烟气脱硝系统的储氨区，分析其电气系统现场运行安全情况，同时针对该脱硝系统电气设计提出安全要求以及应对措施。
2、氨区工艺流程说明
本公司储氨区工作原理如下：罐车运送液氨到指定地点，通过卸料压缩机抽取罐车内的氨气经加压后，罐车内的液氨被压入液氨贮罐。储罐内的液氨通过出料管由储罐内的压力送至液氨蒸发槽，利用电站蒸汽加热热水使液氨气化，气化后的氨气进入氨气缓冲罐，缓冲罐可以提供稳定压力的氨气，最后氨蒸汽被送往SCR反应器区作为脱硝使用。
3、系统设计分析
3.1供电系统设计分析
（1）脱硝系统由厂用电380V系统供电，采取的是主电源工作，辅电源备用等两路电源供电。主电源为热控公用电子配电间供电，辅电源由380V废水A段和380V废水B段互为备用供电。主辅两路电源保证氨区稳定性供电，同时保证电源的配电室能远离氨区，满足“变、配电所不设置在甲、乙类厂房内或贴邻建造，且没设置在爆炸性气体、粉尘环境的危险区域内”的要求。
（2）储氨区20米旁设立储氨控制室，控制室配电装置采用MCC双回路设计，其电源进线开关为空气框架断路器（带保护、手动切换），其两路电源均为热控公用电子配电间供电。储氨控制室为单独房间，满足“供甲、乙类厂房专用的10KV及以下变、配电所，当采用无门窗洞口的防火墙隔开时，可一面贴邻建造”的要求。高空与四周均无架空线路，符合“架空电气线路不能跨越爆炸性气体危险环境”的要求。
（3）储氨区为380V供电系统，采取中性点高阻接地的三相五线制。其中，变压器中性点引出的零线作为用电设备的保护接零，接地线和零线相连，以实现设备的双重接地保护。
3.2控制系统设计分析
（1）烟气脱硝系统采用集中监视和控制，实现脱硝系统的启动和停机，正常运行工况的监视、调整以及事故处理。其中，脱硝系统统一在集中控制室控制，集中控制室远离氨区，保证工作人员安全。
（2）液氨区所有控制系统相关的信号控制线路及输电线路，集中布置在氨区控制室，现场则定点布置控制箱，满足“无关的管线、输电线路不穿越液氨区”的要求。氨区上方设置视频监视系统。集中控制室操作人员可以通过远程视频监控氨区，保证氨区24小时实现远程监护。经过现场长期运行情况观察，控制室PLC故障率偏高，主要集中在阀门控制会失灵，不符合运行稳定可靠的要求。
（3）为保证氨区泄漏造成危害，储氨罐四周均安装氨气浓度传感器，报警信号接入集中控制室的消防主机。当空气中的氨浓度超标时，会发出信号到火灾报警系统，控制室会发出报警，同时开启就地声光警报，并启动相应的消防设备，满足“液氨区应设有氨气泄漏检测器”的要求。但根据现场布置情况，液氨区围墙外存在杂草，当进行电动割草作业时，割碎的杂草容易散发杂草气味，会造成氨气浓度传感器误报警。
3.3用电设备设计分析
（1）氨区的用电设备为卸氨泵、排污泵及现场照明等。其中，卸氨泵和排污泵为380V供电，采用防爆电机，泵上方均没有布置与氨相关的设备，泵的操作装置布置在防火堤外，但卸氨泵布置在防火堤内，会有卸氨泵压力过高引成氨区爆炸的隐患，此项不满足“与液氨储罐相关的其他设备应布置在防火堤外”的要求。
（2）储氨区设置的现场照明为220V供电，所有灯具设置在顶棚上，操作装置布置在防火堤外。所有灯具满足工作场所的环境条件，如防水、防尘、防腐、防震、防爆、透雾能力等，室外防护等级IPW68。其作业面的最低照度不低于正常照明的照度。电器设备正常情况下不带电，其金属外壳、底座、铠装电缆和穿线管外皮等也可靠接地，但某些照明灯接线头存在松脱现象，进线口没有完全密封，易造成氨气漏入接线盒里，当电气接线存在火花时，会有爆炸危险。
3.4防雷接地系统设计分析
（1）本工程各区域内设备和设施的防雷接地系统，牢固可靠地连接到主接地网上。防雷接地设备有稀释罐，氨缓冲罐，氨蒸发器，液氨储罐等，设备外壳均为两点接地，电阻值为1.4Ω。
（2）所有接地导体采用下列方式连接：地下部分采用热焊接，裸
露部分采用螺栓连接或热焊接，以上所有焊接处都作了防腐处理。保护线采用铜线连接，保护导体的截面积不小于35mm2，能满足自动切断电源所要求的条件，而且能承受预期的故障电流【1】。连接保护导体保证有良好的电气连续性，没有发生接触不良等故障。控制系统包括测量、信号、控制等设备均设有截面不小于240mm2的零电位接地铜排，以构成零电位母线，且零电位母线采用不小于240mm2绝缘铜绞线或电缆就近连接至接地干线上，与总的接地铜排连接，达到“一点接地”的要求【2】。
（3）电源接地系统采用TT系统，电气装置的外露可导电部分直接接地，此接地点在电气上独立于电源端的接地点【2】。系统接地为采用自动切断供电这一间接接触防护措施提供了必要的条件，保证自动切断供电措施的可靠和有效。
4、改进建议
（1）储氨区的PLC故障率偏高，应通过软件PC程序判断软件是否故障，PLC一般都是模块化结构构成，较为简单的处理方式就是更换故障板卡。如果原硬件没有问题，可进行PLC系统软件的升级更新。
（2）氨气浓度传感器误报的原因,可归为传感器的选型和使用场地不匹配的情况，可优先检测环境下的温度、湿度、气压情况是否在传感器的正常检测范围，否则需选用更高量程的传感器；如果只是因杂草问题引起误报，可进行草地迁移，或者在传感器前端安装预处理系统，避开误报区域。
（3）卸氨泵属于能量释放源，与点火源接触容易产生爆炸，所以应将其布置在防火堤外，保证氨罐与其它电气设备的安全隔离。
（4）爆炸危险环境内的电气设备应配备使用场所相应的防爆电气保护，照明设施除采用低压流体输送用镀锌焊接钢管，其进线口与电缆、导线还要可靠接线和密封，多余进线口的弹性密封垫和金属垫片配备齐全，防止气体泄漏引起火花接触。
参考文献：
【1】建筑物电气装置（第5-54部分）电气设备的选择和安装接地配置、保护导体和保护联结导体，2002，IDT,GB16895.3-2004
【2】系统接地的型式及安全技术要求，2009，GB14050-2008
【3】脱硝系统中电气设计技术探讨，城市建设理论研究，2011