鈕榮，徐芝勇，許春茂

(華能南京金陵發(fā)電有限公司，江蘇南京210034)

A火電廠氨站噴淋系統(tǒng)改造

鈕榮，徐芝勇，許春茂

(華能南京金陵發(fā)電有限公司，江蘇南京210034)

液氨在儲(chǔ)存和使用過(guò)程中存在較大的安全風(fēng)險(xiǎn)，極易燃，且有毒，對(duì)人體傷害較大，而且氨一旦產(chǎn)生大量泄漏，會(huì)對(duì)環(huán)境構(gòu)成嚴(yán)重危害。通過(guò)安全評(píng)價(jià)的手段，查找出A火電廠氨站噴淋裝置設(shè)置不合理，存在的安全隱患。針對(duì)此隱患，A火電廠有關(guān)部門按照相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，提出了對(duì)氨站噴淋裝置的改、擴(kuò)建方案，并于改造完成后對(duì)氨站噴淋裝置試運(yùn)行，改造后的噴淋裝置能夠達(dá)到要求，但是還存在一些不足，需要進(jìn)一步改進(jìn)。

火電廠;氨站;噴淋系統(tǒng)

0 引言

《重點(diǎn)區(qū)域大氣污染防治“十二五”規(guī)劃》對(duì)火電行業(yè)環(huán)保要求越來(lái)越高，氮氧化物指標(biāo)被國(guó)家強(qiáng)制納入污染減排考核范圍，煙氣脫硝成為繼煙氣脫硫之后國(guó)家控制火電廠污染物排放的另一個(gè)國(guó)家大氣防治工作的重點(diǎn)。重點(diǎn)區(qū)域燃煤機(jī)組單機(jī)容量20萬(wàn)kW及以上、投運(yùn)年限20年內(nèi)的現(xiàn)役燃煤機(jī)組全部配套脫硝設(shè)施，目前選擇性催化還原法(SCR)脫硝技術(shù)成熟、脫硝效率高及運(yùn)行成本被國(guó)內(nèi)火電廠普遍采用，SCR法是以氨氣為還原劑在催化劑作用下有選擇性地與煙氣中的氮氧化物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成氮?dú)夂退?。氨站是用?lái)儲(chǔ)存液氨并為煙氣脫硝提供氨氣的場(chǎng)所。但是，液氨在儲(chǔ)存和使用中存在較大的安全風(fēng)險(xiǎn)，2013年的吉林寶源豐的液氨爆炸特大事故，讓人依然記憶深刻。根據(jù)危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源辨識(shí)，液氨單元儲(chǔ)存量大于10t，即可構(gòu)成重大危險(xiǎn)源，而火電廠液氨儲(chǔ)量往往遠(yuǎn)大于此。因此，利用隱患排查和安全評(píng)價(jià)等手段查找問(wèn)題，積極落實(shí)整改措施，是氨站安全運(yùn)行管理過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)。

1 A火電廠氨站簡(jiǎn)介

A火電廠2×1030MW超超臨界燃煤機(jī)組，同步建設(shè)煙氣脫硝系統(tǒng)。脫硝系統(tǒng)采取選擇性催化還原(SCR)法來(lái)去除煙氣中NOx。煙氣脫硝有兩部分組成，SCR反應(yīng)裝置和脫銷氨站(液氨儲(chǔ)存與供應(yīng)系統(tǒng))。每臺(tái)鍋爐在鍋爐省煤器與空預(yù)器之間安裝1臺(tái)SCR反應(yīng)裝置，2臺(tái)鍋爐煙氣脫硝系統(tǒng)共用1套液氨儲(chǔ)存與供應(yīng)系統(tǒng)。氨氣供應(yīng)量為901m3/h (683.8kg/h)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)供氨量為在連續(xù)運(yùn)行時(shí)鍋爐MCR狀況下用氨量的120%。液氨的儲(chǔ)存容量按照2臺(tái)鍋爐BMCR狀況下，每天運(yùn)行24h，連續(xù)運(yùn)行7d的消耗量設(shè)計(jì)。

由槽車運(yùn)來(lái)的液氨用液氨壓縮機(jī)進(jìn)行卸料，通過(guò)液氨壓縮機(jī)抽取儲(chǔ)存罐內(nèi)的氣相氣體，壓入槽車后產(chǎn)生的壓差將槽車內(nèi)的液體送至液氨儲(chǔ)罐內(nèi)。儲(chǔ)罐內(nèi)的液氨利用儲(chǔ)罐內(nèi)自身的壓力將液氨送至液氨汽化器，經(jīng)汽化后減壓后進(jìn)入氨氣緩沖罐緩沖穩(wěn)壓，經(jīng)流量自調(diào)閥控制流量，送入氨/空氣混合器中，與來(lái)自稀釋風(fēng)機(jī)的空氣充分混合，送至脫硝系統(tǒng)。同時(shí)從節(jié)能的角度考慮，在液氨儲(chǔ)罐的氣相管上均接一旁路管道與液氨汽化器出料管相接，利用氣溫較高時(shí)，儲(chǔ)氨罐內(nèi)液氨的自身汽化能力來(lái)節(jié)約能耗。整套裝置的放空、安全閥放空氣體均用管道接入氨氣吸收罐用水吸收，放凈管也接至廢水池用水吸收，氨氣吸收罐和廢水池的廢水為低濃度氨水，可以再利用，事故狀態(tài)用氨水泵送至廠區(qū)事故水收集系統(tǒng)。

2 氨站噴淋裝置布置狀況和改造必要性

2.1 氨站噴淋裝置布置

氨站采用獨(dú)立、敞開(kāi)式布置，并設(shè)有保溫層和遮陽(yáng)棚，主要設(shè)備均設(shè)有泄壓安全閥。液氨儲(chǔ)存采用常溫壓力臥式儲(chǔ)罐，液氨儲(chǔ)罐安全充裝量不得超過(guò)儲(chǔ)罐容積的85%。改造前，氨站內(nèi)只有每臺(tái)液氨儲(chǔ)罐兩側(cè)安裝有工業(yè)水噴淋裝置，材質(zhì)為碳鋼，當(dāng)儲(chǔ)罐溫度過(guò)高時(shí)自動(dòng)淋水裝置啟動(dòng)，對(duì)槽體自動(dòng)噴淋減溫;當(dāng)有微量氨氣泄露時(shí)也可啟動(dòng)自動(dòng)淋水裝置，對(duì)氨氣進(jìn)行吸收，控制氨氣污染。

2.2 氨站噴淋裝置改造必要性

A火電廠氨站的自動(dòng)噴淋裝置主要有三個(gè)目的:一是氨站的氨儲(chǔ)罐降溫冷卻;二是氨站區(qū)域氨泄漏時(shí)，利用氨極易溶于水的特性對(duì)氨進(jìn)行吸收，防止液氨擴(kuò)散;三是氨站區(qū)域的消防滅火作用。按照目前氨站的噴淋裝置的設(shè)置，已經(jīng)能夠滿足氨儲(chǔ)罐降溫冷卻的目的，且氨儲(chǔ)罐區(qū)域的泄漏或者火災(zāi)也能得到有效控制。但是仍然存在以下問(wèn)題:

(1)氨儲(chǔ)罐區(qū)域原噴淋裝置材質(zhì)為碳鋼，易腐蝕，造成噴嘴堵塞，另外長(zhǎng)期使用會(huì)造成銹蝕減薄后泄漏。

(2)噴淋裝置噴嘴方向設(shè)置在儲(chǔ)氨罐兩側(cè)，頂部約1/4處不能覆蓋，不能達(dá)到全面覆蓋。

(3)液氨卸車區(qū)域應(yīng)當(dāng)設(shè)置噴淋裝置，一旦裝卸過(guò)程出現(xiàn)脫扣、充裝臂斷裂、連接法蘭裂開(kāi)等情況時(shí)，可關(guān)閉切斷閥，啟動(dòng)水噴淋裝置，有效控制事故。

(4)氨站汽化器區(qū)域設(shè)備及管道上方也應(yīng)當(dāng)設(shè)固定式水噴霧消防系統(tǒng)保護(hù)。所以，A火電廠出于安全考慮，應(yīng)當(dāng)對(duì)氨站噴淋系統(tǒng)進(jìn)行改造。

3 氨站噴淋裝置改造設(shè)計(jì)方案

A火電廠氨站自動(dòng)噴淋系統(tǒng)按GB 50219－95進(jìn)行設(shè)計(jì)，噴霧強(qiáng)度9L/(min·m2)，持續(xù)時(shí)間不小于6h，水噴霧壓力0.2～0.35 MPa。割除原氨儲(chǔ)罐區(qū)域的碳鋼的噴淋裝置，在供水管道采用內(nèi)外鍍鋅鋼管，另外，按照全面覆蓋的要求在氨儲(chǔ)罐上方重新加裝噴淋裝置。所有管道采用絲扣連接，并在供水母管和各支管上分別設(shè)排污口。氨站消防供水總管上設(shè)置3臺(tái)雨淋閥，均可以采用3種途徑開(kāi)啟閥門，即自動(dòng)電磁閥開(kāi)啟、人工手動(dòng)開(kāi)啟近距離和遠(yuǎn)距離球閥，這3臺(tái)雨淋閥分為三路引至氨站各區(qū)域:第一路引至液氨儲(chǔ)罐區(qū)，在儲(chǔ)罐區(qū)設(shè)置水霧噴頭，以保護(hù)儲(chǔ)罐;第二路引至壓縮機(jī)和汽化器區(qū)域，設(shè)置水霧噴頭保護(hù)大小罐區(qū)域;第三路引至液氨卸料區(qū)，此區(qū)域的噴淋管道采用立柱托架形式進(jìn)行固定，設(shè)置水霧噴頭保護(hù)氨車。

另外，在氨站卸料鶴臂動(dòng)密封，氨儲(chǔ)存罐、氨汽化器、氨氣吸收罐等設(shè)備的液氨采樣口和氨氣采樣口、液氨排液(水)口和放空口等泄漏點(diǎn)關(guān)鍵位置，按氣體監(jiān)測(cè)覆蓋半徑為2m的有效距離就近安置固定式氨泄漏監(jiān)測(cè)探頭，并接入氨泄漏控制器，輸出電流信號(hào)至脫硝DCS系統(tǒng)顯示并報(bào)警，同時(shí)氨泄漏控制器還輸出報(bào)警接點(diǎn)信號(hào)至火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)?；馂?zāi)報(bào)警及DCS的接點(diǎn)信號(hào)均串接在雨淋閥的控制回路中，任一信號(hào)動(dòng)作均可觸發(fā)現(xiàn)場(chǎng)消防噴淋雨淋閥動(dòng)作，對(duì)氨氣進(jìn)行全覆蓋噴淋吸收泄露的氨氣，控制氨氣污染和火災(zāi)。

4 結(jié)語(yǔ)

A火電廠氨站噴淋裝置的改、擴(kuò)建工程在消防驗(yàn)收階段進(jìn)行了試噴，噴淋裝置能保護(hù)各區(qū)域設(shè)備，雨淋閥組動(dòng)作響應(yīng)及時(shí)，滿足了氨站區(qū)域防止冷卻、吸收泄漏氨和滅火的要求，但是由于是擴(kuò)建改造工程，氨儲(chǔ)罐頂部和汽化器的各種儀表及變送器沒(méi)有采用防水型，為防止損壞儀表設(shè)備以及儀表進(jìn)水?dāng)?shù)據(jù)異常后導(dǎo)致設(shè)備保護(hù)動(dòng)作而造成不良影響，需盡快更換防水型儀表或采取嚴(yán)密的遮擋措施。

［1］馬新立.超超臨界鍋爐SCR脫硝工藝及其調(diào)試［J］.電力環(huán)境保護(hù)，2009，25(4):16－18.

［2］DL/T 335－2010，火電廠煙氣脫硝(SCR)系統(tǒng)運(yùn)行技術(shù)規(guī)范［S］.

［3］GB 50016－2006，建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范［S］.

［4］GB 50219－95，水噴霧滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

Reconstruction project of A coal－fired power plants ammonia storage sprinkler system

Liquid ammonia exists large security risks in the process of storage and use，which is highly flammable，toxic and harmful to persons.If ammonia leakage happens，the environment is seriously harmed.Through the safety evaluation，the sprinkler system of a coal－fired power plants Ammonia storage station is not reasonable and exists safe hidden trouble.The power plants department concerned designed sprinkler system reconstruction plan according with the relevant standards.After the equipment reformed，the new sprinkler system had a test run.the result of the test meet the requirements，but there are still some shortcomings，which needs to be further improved.

coal－fired power plants;ammonia storage station;sprinkler system

X701.7

B

1674－8069(2015)01－048－02

2014-09-22;

:2014-12-17

鈕榮(1985-)，男，江蘇南京人，碩士，工程師，研究方向火電廠脫硝技術(shù)。E－mail:ieltskaoshi@163.com