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氨气供应系统热控电源模块及控制回路改造
发表时间：2020/7/2
来源：《电力设备》2020年第6期
作者：汪裕杰
[导读]
摘要：为保证氨区的热控设备的正常运转，防止氮氧化物因氨区热控设备失灵导致排放超标造成环保问题，针对热控电源设计存在的问题进行排查和制定相应的改造方案。
（广东粤电大埔发电有限公司 广东梅州 514000）
摘要：为保证氨区的热控设备的正常运转，防止氮氧化物因氨区热控设备失灵导致排放超标造成环保问题，针对热控电源设计存在的问题进行排查和制定相应的改造方案。
1引言
2019年07月10日16:18，辅控氨气控制画面进、出口气动门关闭并闪烁，热工人员现场检查发现氨区蒸发区的电磁阀岛箱面板无亮灯指示，马上拆开防爆面板，检查空气开关已合上，保险正常，用万用表测量空气开关处220VAC正常。由于24V直流转换装置安装的位置无法直接用万用表测量，于是将24V直流转换装置拆下来，用万用表测量无24V直流电源输出，判断24V直流转换装置故障。17:00更换24V直流电源转换装置后，17:10左右运行人员远方操作正常。期间SCR脱硝装置氨气供应不足，致使2号机组氮氧化物排放浓度小时均值超标1小时。
事故反映出24V电源装置安装位置不合理，其安装在密闭的防爆箱内且无相应的通风措施，散热不良，运行一段较长时间后容易导致电源装置过热损坏；另外，24V电源装置在防爆箱内安装的位置亦不当，狭小的空间造成检修人员不能直接用万用表测量检查，在运行中出现故障时影响检修人员排查故障的效率，检修时间越长，非常容易造成环保事故的扩大，对环保的威胁也更大。
因此，如何健全、完善氨气供应系统热控电源模块及控制回路的设计已成为杜绝重复发生“7.10”事件类似的设备异常，提高设备运行可靠性和稳定性的重要课题，以确保类似的环保事故不再发生。
2存在问题
火电厂氮氧化物（NOX）的排放将会造成严重的空气污染，因此近年随着国家环保标准不断的提高，火力发电厂烟气脱硝工程开始在电力行业大批量、集中展开。而为有效控制氮氧化物的排放，氨区热控设备的应用对火力发电厂的节能减排工作起到了积极的作用。因此，为保证氨区的热控设备的正常运转，防止氮氧化物因氨区热控设备失灵导致排放超标造成环保问题，热控电源的合理设计则显得至关重要。
经排查和分析，氨区热控设备电源及控制回路设计存在以下几个问题：
2.1.原氨区热控设备24V电源取自电气来220AC经空气分开关至220AC直流转换装置输出。该转换装置是普通开关电源，在运行过程中容易产生发热问题，当发热程度超过自身所能承受的工作温度（-30℃~70℃）时，则造成其工作异常乃至烧损，其所辖供电的氨区热控设备将全部失去电源无法正常工作；
2.2.原氨区热控设备24V电源安装在密闭的防爆箱内，散热不良，运行中容易产生发热问题；且其内部空间狭小，开关电源安装固定后不能对其进行有效地测量，给检修人员的检修工作造成极大的不便。
2.3.原设计中的氨区电源装置无冗余设计，当其由于运行老化、超温烧毁或者其他外因故障时，没有相应的冗余电源进行切换，无法保证氨区的热控设备正常供电。
图1 改造后的热控电源
3改造方案：
针对存在问题，组织热控人员进行分析研究，最终形成相应的处理技术方案如下：
3.1.采用西门子公司的SITOP系列的电源，使用一套SITOP POWER电源（两块互为冗余的型号为6EP1336-2BA10的转换电源装置，以及配套的型号为6EP1961-3BA21的24V电源输出模块）替换原4块普通开关电源。单套电源足以满足整个氨区热控设备供电需求，其中两块转换电源装置互为冗余供电，保证系统运行足够的负载。
3.2.电源装置重新布置，为解决散热问题，不再将其布置在密闭的防爆箱内，而将其转移至氨区保安配电分配柜内，在机柜后部不易误碰的位置，两块转换电源装置供电则分别由氨区保安配电分配柜的电气分开关#4A、#4B引入，冗余输出分别接入24V电源输出模块，再从电源输出模块分成四路，经四个空开分别将24V电源引入1号阀岛箱、2号阀岛箱、3号阀岛箱、4号阀岛箱供电。独立的电源布置，既有利于装置散热，避免因故障而引起对氨区热控设备产生的影响，提高电源系统可靠性，又为检修人员提供了检修工作的空间，为处理故障赢得时间，提高机组运行的可靠性。
图2 电气分开关#4A、#4B
图3 阀岛箱热控电源分开关
4 应用效果
通过对氨气供应系统热控电源换模块进行改造后，电源装置输出电压正常，两路冗余电源同时工作，当一个电源出现故障时，另一个电源仍可通过输出模块向设备供电，维持输出电压的稳定和氨区热控设备的正常工作；而且电源模块工作温度控制在其正常范围内，严重发热现象得到了解决，大大提高了氨区热控设备工作的可靠性，有效降低了氮氧化物因氨区热控设备失电失灵导致排放超标造成环保问题的可能，保证了机组的安全稳定运行。
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