火电厂氨区热控设备隐患分析及处理

彭文忠

摘要：火电厂氨区热控设备的正常运行对控制水电厂氮氧化和物排放具有重要作用，本文将深入分析当前我国火电厂氨区热控设备存在的隐患，并提出相应的处理措施。

关键词：火电厂；氨区热控设备；隐患分析

火电厂氮氧化合物（NOX）的排放造成了严重的空气污染，如何有效降低氮氧化合物的产生量，或将氮氧化合物转化成为无害的氮气已经成为了一个重要的研究课题。目前，氨区热控设备被广泛运用于火电厂，其目的是为了有效控制氮氧化和物的排放，该设备的应用对传统火电厂的节能减排工作具有积极意义，然而，受各种因素的影响，目前我国火电厂氨区热控设备还存在一定的隐患，如何对这些隐患进行科学的分析和处理已经成为了火电厂的一项重要任务。

1、氨区热控设备概述

1.1 氨的特性

氨是氨区热控设备运行过程中的重要参与主体，正确认识氨的相关特性能够确保氨区热控设备的安全、稳定运行。氨无色，有刺激性气味，易融于水，在氨区热控设备中的应用以液氨的形式存在。氨腐蝕性强，属于易腐蚀性物质。在明火、高温条件下氨会发生爆炸。氨气对人类呼吸系统、皮肤系统均具有较大伤害，严重可致人死亡。在氨区热控设备运行中，对氨要进行妥善的保管，防止氨气泄露造成爆炸，威胁氨区热控设备的运行安全。

1.2 当前氮氧化合物排放的主要控制技术

火电厂对氮氧化合物排放的控制技术主要有两种，分别是锅炉燃烧过程控制和尾部烟气净化处理。尾部烟气净化处理又被称为烟气脱销处理，是通过在锅炉尾部安装烟气脱销装置而达到烟气净化处理的一种技术。烟气脱销处理可将燃烧过程中产生的氮氧化合物转变成为无毒无害的氮气。目前，烟气脱销处理技术主要有两种：选择性催化还原法（SCR）及选择性非催化还原法（SNCR），在实际生产中应用最为广泛且相对成熟的烟气脱销处理技术主要是选择性催化还原法。氨是选择性催化还原法最常用到的还原介质。液氨可以与氮氧化合物产生反应，形成氮和水，可有效祛除烟气中的氮氧化合物。

1.3 氨区热控设备的相关工作原理

所谓氨区是指液氨的存储区，比如液氨的卸料压缩机、氨气稀释槽、废水泵、废水池等等。液氨自液氨储罐流至SCR区需要经过5个区域，分别是氨罐液氨出口阀、蒸发器液氨入口阀、蒸发器、蒸发器出口氨气自力式调节阀、氨气缓冲罐。液氨转变成为氨气的区域是蒸发器，利用蒸发器出口氨气自力式调节阀将氨气调节至最佳压力（0.25MPa）便可实现向SCR区稳定输出氨气的目的。SCR反应区、液氨气化供应区以及液氨储存区是脱销装置的主要分布区域。为了实现安全环保的需求，氨区热控设备还配有废水收集排放系统、氨漏检测报警仪器、氨气稀释系统等辅助设备系统。

2、氨区热控设备隐患分析

2.1 电气设备隐患

火电厂氨区热控设备电源往往与阀门电源同属于总电源，这样的结构设计存在一定的安全隐患，且一旦发生故障会产生连锁反应，影响氨区热控设备的平稳、安全运行。比如，阀门故障的危害是连锁性的，阀门故障会对上一级电源的电压及正常供电产生不良影响，比如电源失电或者电压不稳。电源故障又会波及到热控设备，比如，氨区电源在失电后，液氨蒸发器入口阀会被关闭，蒸汽调整门不能充分发挥作用，致使液氨进入蒸发器受阻，蒸发器内氨气形成数量不足，出口的供氨压力达不到规定的要求。在蒸发器出口压力过低时，系统会关闭两路供氨快关阀，因此，供氨压力过低势必会导致SCR区的供氨快关阀无法正常打开，最终导致脱销系统的停运。由此可见，火电厂氨区热控设备的各个组件是一个有机的整体，一旦某个部件发生了问题，会影响热控设备的安全运行。因此，氨区热控带电设备必须要做好防水防潮工作，否则会造成阀门工作异常、自控失灵等情况，威胁氨区热控设备的安全运行。

2.2 SCR区烟气流量指示不准确

SCR区烟气流量指示不准确主要包括以下几个方面：

2.2.1 SCR区烟气流量指示偏小

烟气流量一次传感器中的热式气体质量流量计需要达到350℃的高温才能满足测量的要求，如果热式气体质量的流量计低于该温度，便会出现SCR区烟气流量指示偏小的问题。目前，热式流量计的应用并不广泛，利用SIEMENS皮托管式流速计代替热式流量计可有效避免上述问题。

2.2.2 SCR区稀释风机出口流量指示偏低

稀释风机额定出口风量必须要达到3600NM3/h才属于正常，如果风量小于该数值，则可判定为SCR区稀释风机出口流量指示偏低。稀释风机额定出口风量偏低会对氨气关闭阀造成不良影响。导致SCR区稀释风机出口流量指示偏低的原因主要是稀释风机出力不够、滤网堵塞、稀释风机出口直管段长度不够等。

2.3 喷氨流量计不准确

排除喷氨流量计质量问题，喷氨流量机不准确的原因可能是因为仪表标定错误，有些喷氨流量计在使用时必须要将前后手动们进行关闭，在此条件下将氨气充满管路进行调零才能确保喷氨流量计的正常使用，因此，在进行喷氨流量计标定时要注意依照使用说明书进行操作。

2.4 氨气调整门不符合要求

氨气调整门必须要拥有调整余地，否则在使用过程中容易发生氨气调整门故障。造成氨气调整门不合格的原因主要是氨气调整门的行程不够长、压缩空气水分过大、设计时未充分考虑到断电、断气、断信号保护等。

2.5 液氨罐压力信号误发

在进行氨区热控设备选择时要充分考虑到设备投入使用后的腐蚀问题，如果氨罐压力控制器的抗腐蚀能力弱会造成液氨罐压力信号误发。

3、火电厂氨区热控设备隐患处理及预防措施

氨区热控设备的平稳运行是确保火电厂节能减排工作有效开展的重要条件，因此，做好火电厂氨区热控设备隐患处理及预防措施是火电厂实现经济效益与环境效益的重要途径。endprint

3.1 加强对氨区热控设备中电气设备的控制

3.1.1 合理设置电源

分布式控制系统（DCS）的电源要独立，漏电保护器的下口电源要断开，可将电机控制中心（MCC）段的电源引入进来，确保分布式控制系统的电源与执行机构的电源是相互独立的，当后者发生故障时不会波及到分布式控制系统，保障分布式控制系统供电的可靠性。

3.1.2 对氨区执行机构进行分组供电

氨区执行机构如果不进行分组供电，两个重要阀门同由上一级电源供电，当一个阀门出现跳闸时，会连累上一级電源，从而使另一个阀门也发生断电。对氨区执行机构进行分组供电可有效防止此类情况的发生，比如，氨罐A放料闸和液氨蒸发器A切断阀在实现分组供电后，任何一方出现跳闸均不会波及到另一方。

3.1.3 做好电流记录

做好电流记录的目的是为了监视电磁阀运行情况，特别是电磁阀在操作瞬间的电流进行记录。比如，氨罐放料阀的线圈从不带电到带电的一瞬间电流增大，此时的电流比平时电流更具代表性，做好电流记录方便运行人员对电磁阀运行情况进行检查。

3.2 合理设置连锁条件

在安全热控设备运行过程中，一旦氨区电源失电会引起连锁反应，最终导致供氨压力不足，两台机组脱销系统停运。由此可见，之所以会发生上述情况是因为分布式控制系统逻辑中的“供氨压力低”这个条件引起的。为了避免这一情况的发生，在不影响氨区热控设备安全运行的情况下，可以考虑去除掉“供氨压力低”这一连锁条件，或者是在系统中加入延时设计，确保氨区热控设备的正常运行。

3.3 做好氨区热控设备的防雨防潮措施

氨区热控设备一旦发生进水或者受潮会增加设备故障的发生几率，影响氨区热控设备的正常运行，因此，必须要做好氨区热控设备的防雨防潮措施，特别是几个电磁阀，必须要保持清洁干燥。对氨区的检测仪表要进行定期的检定，及时更换不合格的检测仪表，确保检测数据准确可靠。

3.4 加强日常巡检工作

相关工作人员要加强日常巡检工作，特别要对氨区的电气设备进行细致检查，比如防静电措施是否到位、防静电接地点的锈蚀状况等，确保氨区电气设备能够正常运行。

3.5 制定氨区热控设备异常状况应急处理措施

制定设备异常状况应急处理措施有利于维修人员及时对氨区热控设备进行维修，最大限度减少故障带来的损失。

结语

综上所述，火电厂排放的氮氧化合物对自然环境造成了严重污染，而SCR脱销工艺可有效控制氮氧化合物的排放。作为SCR脱销工艺中的重要还原剂，氨气的使用存在一定的弊端，比如，危险系数较高，容易产生安全事故。为了确保SCR脱销工艺的顺利实施，相关人员必须要对氨区热控设备进行有效控制，不断改良设备性能，并采取相关的防范措施，确保氨区热控设备运行的稳定性与安全性。

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