一起氨區(qū)蒸發(fā)槽管道堵塞事故分析

摘 要：作者介紹了某6*350MW電廠脫硝系統(tǒng)氨區(qū)蒸發(fā)槽管路堵塞的事件，通過對事件經(jīng)過深入分析，總結(jié)出氨管路堵塞的原因，并提出預(yù)防和應(yīng)對措施，對氨區(qū)同類事故的解決提供一定的借鑒。

關(guān)鍵詞：氨區(qū)；堵塞；原因分析

引言

某電廠裝機容量2100兆瓦，安裝6臺350兆瓦燃煤發(fā)電機組。為減少鍋爐NOx的排放，改善當?shù)卮髿猸h(huán)境，適應(yīng)新的環(huán)保政策，電廠開始陸續(xù)對6臺機組進行了SCR脫硝改造工程，其中，#1、#2、#3機組脫硝系統(tǒng)于2013年完成改造投入運行，#4、#5、#6機組脫硝系統(tǒng)于2014年完成改造投入運行。

1 某電廠氨區(qū)概況

該廠地處郊區(qū)，脫硝工藝系統(tǒng)采用液氨作為還原劑，為保證脫硝系統(tǒng)正常運行，專門設(shè)立了公共氨區(qū)，作為氨存儲、制備、供應(yīng)的場所。氨區(qū)設(shè)備主要包括氨卸料壓縮機（2臺）、液氨供應(yīng)泵（2臺）、液氨儲罐（4只）、氨蒸發(fā)槽（4只）、氨氣緩沖槽（4只）、氨氣稀釋槽（1只）、廢水池（1座）、廢水泵（2臺）等。其中設(shè)置4只液氨儲罐，每只有效容量125m3，全容積139m3。設(shè)4臺液氨蒸發(fā)器，每臺按兩臺機組ECR工況下120%容量設(shè)計，設(shè)置4臺氨氣緩沖槽，與液氨蒸發(fā)槽相對應(yīng)組成4套制氨系統(tǒng)。液氨的供應(yīng)由液氨槽車運送，卸料壓縮機抽取儲罐中的氨氣，經(jīng)加壓后至液氨槽車，將槽車的液氨壓入液氨儲罐中。液氨儲罐中的液氨在氣溫高時可以通過自身壓力（氣溫低時通過液氨供應(yīng)泵），輸送到液氨蒸發(fā)槽內(nèi)。從蒸汽加熱獲取的熱量使液氨蒸發(fā)為氨氣，蒸發(fā)槽入口裝有壓力控制閥將氨氣壓力控制在一定范圍。從蒸發(fā)槽來的氨氣進入氨氣緩沖槽，緩沖穩(wěn)定壓力，為SCR系統(tǒng)穩(wěn)定供應(yīng)氨氣。氨氣系統(tǒng)緊急排放的氨氣則排入氨氣稀釋槽中，用水吸收后排入廢水池，再經(jīng)廢水泵送至廢水處理系統(tǒng)處理。從脫硝系統(tǒng)改造完成后，運行基本穩(wěn)定正常，但最近發(fā)生一起蒸發(fā)槽管路堵塞事件，差點造成6臺機組脫硝全停的環(huán)保惡性事件。

2 事故經(jīng)過

事故當日，氨區(qū)A、C液氨儲罐運行，D氨罐備用，B氨罐隔離檢修，A、B、C、D蒸發(fā)槽運行，緩沖槽出口母管氣氨壓力150KPa，其他設(shè)備正常方式。18：51A氨罐液位降至382mm，開D氨罐出液閥，A、C、D三氨罐運行。緩沖槽出口母管壓力最低降至48KPa。之后緩沖槽出口母管壓力恢復(fù)至151KPa。從畫面開純化閥，發(fā)故障報警無法開啟，令巡檢就地手動搖開純化閥，A、C、D氨儲罐壓力從0.83降至0.68MPa，緩沖槽出口母管氣氨壓力至160KPa，到7.20緩沖槽出口壓力逐漸降至130KPa。聯(lián)系送氨槽車送氨，往D氨罐卸氨一車后，壓力穩(wěn)定在140KPa左右。維護開始檢查D蒸發(fā)槽供氨調(diào)閥，經(jīng)檢查D蒸發(fā)槽供氨調(diào)閥不臟，解開蒸發(fā)槽供氨管道法蘭后發(fā)現(xiàn)油狀污泥狀臟污。維護開始吹掃D蒸發(fā)槽，至7月21日吹通D蒸發(fā)槽，確證該次故障為蒸發(fā)槽管路堵所致。至早上D蒸發(fā)槽吹掃干凈，投入運行，氨區(qū)供氨系統(tǒng)才算恢復(fù)穩(wěn)定運行。又吹掃干凈A蒸發(fā)槽，投入運行，A供氨調(diào)閥同樣未發(fā)現(xiàn)堵塞，蒸發(fā)槽內(nèi)吹出油狀污泥狀稀稠物。7.22至7.23又吹掃干凈B蒸發(fā)槽，投入運行。

3 原因分析

從氨區(qū)報表及參數(shù)變化過程分析可得出事態(tài)進展情況：7.16氨區(qū)D罐卸氨一車和氨區(qū)A罐卸氨一車，7.17氨區(qū)C罐卸氨一車和氨區(qū)D罐卸氨一車，液氨為太原某公司所供。7.16A緩沖槽出口氣氨溫度從47℃降至22℃，7.18從24℃漲至28℃，之后又從26℃漲至45℃。7.17C蒸發(fā)槽出口氣氨溫度從48℃降至29℃，7.18從29℃漲至50℃，接著又從50℃降至29℃，7.19又從29℃漲至50℃。7.18B緩沖槽出口氣氨溫度從48℃降至37℃，之后又從36℃漲至49℃。7.19D蒸發(fā)槽出口液氨溫度從50℃降至28℃。從上面時間點查詢，各緩沖槽出口氣氨溫度降低和升高，均在蒸發(fā)槽供汽調(diào)閥關(guān)閉和開啟后發(fā)生，時間節(jié)點基本一致。這就可以基本判斷，在16日改為太原供氨后，7.16A蒸發(fā)槽管路堵過一次，至7.18稍微過些氨氣，至12：16過大量氨氣。7.17C蒸發(fā)槽也堵過一次，至7.18早上開始大量通氣，中午又堵過一次，7.19又恢復(fù)通氣。7.18B蒸發(fā)槽管路有些堵，之后恢復(fù)通氣。7.19D蒸發(fā)槽堵，直至清理通后恢復(fù)正常。從氨罐使用情況看，在7.7B罐隔離檢修后，A罐一直是主用罐。7.16卸氨后用的是A、D罐，7.18D罐液位483mm開始用C罐，當時A罐液位606mm。7.19D罐液位409mm時卸氨一車，開始倒為A、C罐運行?？梢钥闯龌旧蠌?.16開始用的就是7.16改為太原某公司供的氨，直至堵塞發(fā)生。我們對管路堵塞物進行化驗分析，加入鹽酸后產(chǎn)生剩下大量不溶物。而在罐內(nèi)取樣后，加入鹽酸很快就全溶解了，只剩下很少的一點殘渣。綜上分析，本次事件的原因為：太原某公司所供液氨存在質(zhì)量問題；液氨儲罐A、D罐內(nèi)有污物，特別是A罐，在液位低至380mm時已接近罐底，供氨存在在氣液兩相流動，由于擾動把罐內(nèi)雜物帶入液氨輸送管路，在經(jīng)過調(diào)門后由于法蘭口徑和蒸發(fā)槽內(nèi)蒸發(fā)管口徑變小，堵塞管路；運行控制氨罐液位太低，造成罐內(nèi)底部雜物擾動隨液氨進入蒸發(fā)槽管路；維護以前在更換B、C蒸發(fā)槽供汽調(diào)門后，造成四個蒸發(fā)槽供汽調(diào)門型號不一樣，通流量相差太大，運行不能很好判斷每個蒸發(fā)槽的出力大?。徽舭l(fā)槽運行方式安排不合理，四個都運行很容易造成同時堵塞，失去備用；液氨儲備不足，不利于合理的安排方式；氨區(qū)值班人員不足，不能很好的快速事故處理以及辦理工作票及時消缺；維護對設(shè)備的定期點檢不科學(xué)，造成罐、槽雜物較多不能及時清理。

4 預(yù)防及應(yīng)對措施

預(yù)防措施包含以下幾點：嚴把物資入廠管理，確保合格的液氨進入生產(chǎn)現(xiàn)場，最好電廠自己有有效的檢測手段；氨儲罐出口液氨輸送管道加裝籃式過濾器，過濾精度為300目；檢修維護應(yīng)根據(jù)設(shè)備實際運行情況，制定氨區(qū)各儲備、制備設(shè)備定期檢修臺賬，定期進行清理維護；制定合理的儲、制氨設(shè)備的運行方式，以滿足氨區(qū)設(shè)備的正常備用和安全運行；每天值長對全廠液氨儲備應(yīng)清楚，不足時應(yīng)及時通報有關(guān)采購人員，各專業(yè)應(yīng)具體控制物資儲備；脫硝及氨區(qū)規(guī)程應(yīng)及時跟進修改，維護應(yīng)對有礙安全的氨區(qū)設(shè)計及設(shè)備及時更改，抓緊解決。

加強氨區(qū)檢修及操作的規(guī)范管理，盡量減少管路內(nèi)空氣進入造成腐蝕；利用停機機會檢查各爐前脫硝系統(tǒng)供氨管路及噴氨格柵的噴嘴頭，看有否堵塞。

5 堵塞物成因分析

出廠液氨雜質(zhì)含量小，由液氨帶來的雜質(zhì)堵塞氨系統(tǒng)管道的可能性較小。但也可能有些供氨廠家存在把關(guān)不嚴，特別是星期天值班人員，疏于對氨儲罐的監(jiān)控，造成儲罐液位低時雜質(zhì)帶入槽車。

液氨為強堿性物，對碳鋼的均勻腐蝕小，常見的腐蝕為：外壁大氣腐蝕?？諝庵械乃l繁在液氨罐、管道外壁冷凝腐蝕。應(yīng)力腐蝕。儲罐焊縫處存在由于操作壓力引起的拉應(yīng)力和焊接殘余應(yīng)力，當液氨中含氨時，在拉力作用下易形成微電池，產(chǎn)生快速溶解，而當液氨中含有N2時，則會增加鋼的應(yīng)力腐蝕敏感性，腐蝕主要存在于設(shè)備內(nèi)壁焊縫等應(yīng)力集中區(qū)。

6 結(jié)論與展望

綜上所述，隨著國家對環(huán)?？刂圃絹碓絿栏?，我們火電行業(yè)首當其沖的就要不斷修改排放標準適應(yīng)國情。而當前在煙氣排放中脫硝技術(shù)用的最多的還是氨技術(shù)，在使用氨的過程中肯定會碰各種各樣的問題，這就需要我們在脫硝氨站的管理中不斷的努力，發(fā)現(xiàn)問題及時應(yīng)對總結(jié)，防止各類事故的發(fā)生，保證安全經(jīng)濟的運行。

參考文獻

[1]翁俊震，毛榮軍，等.火電廠脫硝系統(tǒng)氨站輸氨管道堵塞原因分析及處理[J].清洗世界，2014.

作者簡介：劉峰云（1973-），男，漢族，山西陽城，陽城國際發(fā)電有限責(zé)任公司，工程師，學(xué)士學(xué)位，研究方向：電廠鍋爐及脫硝專業(yè)。