A火电厂氨站喷淋系统改造

钮荣，徐芝勇，许春茂

(华能南京金陵发电有限公司，江苏南京210034)

A火电厂氨站喷淋系统改造

钮荣，徐芝勇，许春茂

(华能南京金陵发电有限公司，江苏南京210034)

液氨在储存和使用过程中存在较大的安全风险，极易燃，且有毒，对人体伤害较大，而且氨一旦产生大量泄漏，会对环境构成严重危害。通过安全评价的手段，查找出A火电厂氨站喷淋装置设置不合理，存在的安全隐患。针对此隐患，A火电厂有关部门按照相关设计标准，提出了对氨站喷淋装置的改、扩建方案，并于改造完成后对氨站喷淋装置试运行，改造后的喷淋装置能够达到要求，但是还存在一些不足，需要进一步改进。

火电厂;氨站;喷淋系统

0 引言

《重点区域大气污染防治“十二五”规划》对火电行业环保要求越来越高，氮氧化物指标被国家强制纳入污染减排考核范围，烟气脱硝成为继烟气脱硫之后国家控制火电厂污染物排放的另一个国家大气防治工作的重点。重点区域燃煤机组单机容量20万kW及以上、投运年限20年内的现役燃煤机组全部配套脱硝设施，目前选择性催化还原法(SCR)脱硝技术成熟、脱硝效率高及运行成本被国内火电厂普遍采用，SCR法是以氨气为还原剂在催化剂作用下有选择性地与烟气中的氮氧化物发生化学反应，生成氮气和水。氨站是用来储存液氨并为烟气脱硝提供氨气的场所。但是，液氨在储存和使用中存在较大的安全风险，2013年的吉林宝源丰的液氨爆炸特大事故，让人依然记忆深刻。根据危险化学品重大危险源辨识，液氨单元储存量大于10t，即可构成重大危险源，而火电厂液氨储量往往远大于此。因此，利用隐患排查和安全评价等手段查找问题，积极落实整改措施，是氨站安全运行管理过程中的重要环节。

1 A火电厂氨站简介

A火电厂2×1030MW超超临界燃煤机组，同步建设烟气脱硝系统。脱硝系统采取选择性催化还原(SCR)法来去除烟气中NOx。烟气脱硝有两部分组成，SCR反应装置和脱销氨站(液氨储存与供应系统)。每台锅炉在锅炉省煤器与空预器之间安装1台SCR反应装置，2台锅炉烟气脱硝系统共用1套液氨储存与供应系统。氨气供应量为901m3/h (683.8kg/h)，系统设计供氨量为在连续运行时锅炉MCR状况下用氨量的120%。液氨的储存容量按照2台锅炉BMCR状况下，每天运行24h，连续运行7d的消耗量设计。

由槽车运来的液氨用液氨压缩机进行卸料，通过液氨压缩机抽取储存罐内的气相气体，压入槽车后产生的压差将槽车内的液体送至液氨储罐内。储罐内的液氨利用储罐内自身的压力将液氨送至液氨汽化器，经汽化后减压后进入氨气缓冲罐缓冲稳压，经流量自调阀控制流量，送入氨/空气混合器中，与来自稀释风机的空气充分混合，送至脱硝系统。同时从节能的角度考虑，在液氨储罐的气相管上均接一旁路管道与液氨汽化器出料管相接，利用气温较高时，储氨罐内液氨的自身汽化能力来节约能耗。整套装置的放空、安全阀放空气体均用管道接入氨气吸收罐用水吸收，放净管也接至废水池用水吸收，氨气吸收罐和废水池的废水为低浓度氨水，可以再利用，事故状态用氨水泵送至厂区事故水收集系统。

2 氨站喷淋装置布置状况和改造必要性

2.1 氨站喷淋装置布置

氨站采用独立、敞开式布置，并设有保温层和遮阳棚，主要设备均设有泄压安全阀。液氨储存采用常温压力卧式储罐，液氨储罐安全充装量不得超过储罐容积的85%。改造前，氨站内只有每台液氨储罐两侧安装有工业水喷淋装置，材质为碳钢，当储罐温度过高时自动淋水装置启动，对槽体自动喷淋减温;当有微量氨气泄露时也可启动自动淋水装置，对氨气进行吸收，控制氨气污染。

2.2 氨站喷淋装置改造必要性

A火电厂氨站的自动喷淋装置主要有三个目的:一是氨站的氨储罐降温冷却;二是氨站区域氨泄漏时，利用氨极易溶于水的特性对氨进行吸收，防止液氨扩散;三是氨站区域的消防灭火作用。按照目前氨站的喷淋装置的设置，已经能够满足氨储罐降温冷却的目的，且氨储罐区域的泄漏或者火灾也能得到有效控制。但是仍然存在以下问题:

(1)氨储罐区域原喷淋装置材质为碳钢，易腐蚀，造成喷嘴堵塞，另外长期使用会造成锈蚀减薄后泄漏。

(2)喷淋装置喷嘴方向设置在储氨罐两侧，顶部约1/4处不能覆盖，不能达到全面覆盖。

(3)液氨卸车区域应当设置喷淋装置，一旦装卸过程出现脱扣、充装臂断裂、连接法兰裂开等情况时，可关闭切断阀，启动水喷淋装置，有效控制事故。

(4)氨站汽化器区域设备及管道上方也应当设固定式水喷雾消防系统保护。所以，A火电厂出于安全考虑，应当对氨站喷淋系统进行改造。

3 氨站喷淋装置改造设计方案

A火电厂氨站自动喷淋系统按GB 50219－95进行设计，喷雾强度9L/(min·m2)，持续时间不小于6h，水喷雾压力0.2～0.35 MPa。割除原氨储罐区域的碳钢的喷淋装置，在供水管道采用内外镀锌钢管，另外，按照全面覆盖的要求在氨储罐上方重新加装喷淋装置。所有管道采用丝扣连接，并在供水母管和各支管上分别设排污口。氨站消防供水总管上设置3台雨淋阀，均可以采用3种途径开启阀门，即自动电磁阀开启、人工手动开启近距离和远距离球阀，这3台雨淋阀分为三路引至氨站各区域:第一路引至液氨储罐区，在储罐区设置水雾喷头，以保护储罐;第二路引至压缩机和汽化器区域，设置水雾喷头保护大小罐区域;第三路引至液氨卸料区，此区域的喷淋管道采用立柱托架形式进行固定，设置水雾喷头保护氨车。

另外，在氨站卸料鹤臂动密封，氨储存罐、氨汽化器、氨气吸收罐等设备的液氨采样口和氨气采样口、液氨排液(水)口和放空口等泄漏点关键位置，按气体监测覆盖半径为2m的有效距离就近安置固定式氨泄漏监测探头，并接入氨泄漏控制器，输出电流信号至脱硝DCS系统显示并报警，同时氨泄漏控制器还输出报警接点信号至火灾自动报警系统。火灾报警及DCS的接点信号均串接在雨淋阀的控制回路中，任一信号动作均可触发现场消防喷淋雨淋阀动作，对氨气进行全覆盖喷淋吸收泄露的氨气，控制氨气污染和火灾。

4 结语

A火电厂氨站喷淋装置的改、扩建工程在消防验收阶段进行了试喷，喷淋装置能保护各区域设备，雨淋阀组动作响应及时，满足了氨站区域防止冷却、吸收泄漏氨和灭火的要求，但是由于是扩建改造工程，氨储罐顶部和汽化器的各种仪表及变送器没有采用防水型，为防止损坏仪表设备以及仪表进水数据异常后导致设备保护动作而造成不良影响，需尽快更换防水型仪表或采取严密的遮挡措施。

［1］马新立.超超临界锅炉SCR脱硝工艺及其调试［J］.电力环境保护，2009，25(4):16－18.

［2］DL/T 335－2010，火电厂烟气脱硝(SCR)系统运行技术规范［S］.

［3］GB 50016－2006，建筑设计防火规范［S］.

［4］GB 50219－95，水喷雾灭火系统设计规范［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

钮荣(1985-)，男，江苏南京人，硕士，工程师，研究方向火电厂脱硝技术。E－mail:ieltskaoshi@163.com