火電廠氨區(qū)熱控設(shè)備隱患分析及處理

彭文忠

摘要：火電廠氨區(qū)熱控設(shè)備的正常運(yùn)行對(duì)控制水電廠氮氧化和物排放具有重要作用，本文將深入分析當(dāng)前我國火電廠氨區(qū)熱控設(shè)備存在的隱患，并提出相應(yīng)的處理措施。

關(guān)鍵詞：火電廠；氨區(qū)熱控設(shè)備；隱患分析

火電廠氮氧化合物（NOX）的排放造成了嚴(yán)重的空氣污染，如何有效降低氮氧化合物的產(chǎn)生量，或?qū)⒌趸衔镛D(zhuǎn)化成為無害的氮?dú)庖呀?jīng)成為了一個(gè)重要的研究課題。目前，氨區(qū)熱控設(shè)備被廣泛運(yùn)用于火電廠，其目的是為了有效控制氮氧化和物的排放，該設(shè)備的應(yīng)用對(duì)傳統(tǒng)火電廠的節(jié)能減排工作具有積極意義，然而，受各種因素的影響，目前我國火電廠氨區(qū)熱控設(shè)備還存在一定的隱患，如何對(duì)這些隱患進(jìn)行科學(xué)的分析和處理已經(jīng)成為了火電廠的一項(xiàng)重要任務(wù)。

1、氨區(qū)熱控設(shè)備概述

1.1 氨的特性

氨是氨區(qū)熱控設(shè)備運(yùn)行過程中的重要參與主體，正確認(rèn)識(shí)氨的相關(guān)特性能夠確保氨區(qū)熱控設(shè)備的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。氨無色，有刺激性氣味，易融于水，在氨區(qū)熱控設(shè)備中的應(yīng)用以液氨的形式存在。氨腐蝕性強(qiáng)，屬于易腐蝕性物質(zhì)。在明火、高溫條件下氨會(huì)發(fā)生爆炸。氨氣對(duì)人類呼吸系統(tǒng)、皮膚系統(tǒng)均具有較大傷害，嚴(yán)重可致人死亡。在氨區(qū)熱控設(shè)備運(yùn)行中，對(duì)氨要進(jìn)行妥善的保管，防止氨氣泄露造成爆炸，威脅氨區(qū)熱控設(shè)備的運(yùn)行安全。

1.2 當(dāng)前氮氧化合物排放的主要控制技術(shù)

火電廠對(duì)氮氧化合物排放的控制技術(shù)主要有兩種，分別是鍋爐燃燒過程控制和尾部煙氣凈化處理。尾部煙氣凈化處理又被稱為煙氣脫銷處理，是通過在鍋爐尾部安裝煙氣脫銷裝置而達(dá)到煙氣凈化處理的一種技術(shù)。煙氣脫銷處理可將燃燒過程中產(chǎn)生的氮氧化合物轉(zhuǎn)變成為無毒無害的氮?dú)?。目前，煙氣脫銷處理技術(shù)主要有兩種：選擇性催化還原法（SCR）及選擇性非催化還原法（SNCR），在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用最為廣泛且相對(duì)成熟的煙氣脫銷處理技術(shù)主要是選擇性催化還原法。氨是選擇性催化還原法最常用到的還原介質(zhì)。液氨可以與氮氧化合物產(chǎn)生反應(yīng)，形成氮和水，可有效祛除煙氣中的氮氧化合物。

1.3 氨區(qū)熱控設(shè)備的相關(guān)工作原理

所謂氨區(qū)是指液氨的存儲(chǔ)區(qū)，比如液氨的卸料壓縮機(jī)、氨氣稀釋槽、廢水泵、廢水池等等。液氨自液氨儲(chǔ)罐流至SCR區(qū)需要經(jīng)過5個(gè)區(qū)域，分別是氨罐液氨出口閥、蒸發(fā)器液氨入口閥、蒸發(fā)器、蒸發(fā)器出口氨氣自力式調(diào)節(jié)閥、氨氣緩沖罐。液氨轉(zhuǎn)變成為氨氣的區(qū)域是蒸發(fā)器，利用蒸發(fā)器出口氨氣自力式調(diào)節(jié)閥將氨氣調(diào)節(jié)至最佳壓力（0.25MPa）便可實(shí)現(xiàn)向SCR區(qū)穩(wěn)定輸出氨氣的目的。SCR反應(yīng)區(qū)、液氨氣化供應(yīng)區(qū)以及液氨儲(chǔ)存區(qū)是脫銷裝置的主要分布區(qū)域。為了實(shí)現(xiàn)安全環(huán)保的需求，氨區(qū)熱控設(shè)備還配有廢水收集排放系統(tǒng)、氨漏檢測(cè)報(bào)警儀器、氨氣稀釋系統(tǒng)等輔助設(shè)備系統(tǒng)。

2、氨區(qū)熱控設(shè)備隱患分析

2.1 電氣設(shè)備隱患

火電廠氨區(qū)熱控設(shè)備電源往往與閥門電源同屬于總電源，這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在一定的安全隱患，且一旦發(fā)生故障會(huì)產(chǎn)生連鎖反應(yīng)，影響氨區(qū)熱控設(shè)備的平穩(wěn)、安全運(yùn)行。比如，閥門故障的危害是連鎖性的，閥門故障會(huì)對(duì)上一級(jí)電源的電壓及正常供電產(chǎn)生不良影響，比如電源失電或者電壓不穩(wěn)。電源故障又會(huì)波及到熱控設(shè)備，比如，氨區(qū)電源在失電后，液氨蒸發(fā)器入口閥會(huì)被關(guān)閉，蒸汽調(diào)整門不能充分發(fā)揮作用，致使液氨進(jìn)入蒸發(fā)器受阻，蒸發(fā)器內(nèi)氨氣形成數(shù)量不足，出口的供氨壓力達(dá)不到規(guī)定的要求。在蒸發(fā)器出口壓力過低時(shí)，系統(tǒng)會(huì)關(guān)閉兩路供氨快關(guān)閥，因此，供氨壓力過低勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致SCR區(qū)的供氨快關(guān)閥無法正常打開，最終導(dǎo)致脫銷系統(tǒng)的停運(yùn)。由此可見，火電廠氨區(qū)熱控設(shè)備的各個(gè)組件是一個(gè)有機(jī)的整體，一旦某個(gè)部件發(fā)生了問題，會(huì)影響熱控設(shè)備的安全運(yùn)行。因此，氨區(qū)熱控帶電設(shè)備必須要做好防水防潮工作，否則會(huì)造成閥門工作異常、自控失靈等情況，威脅氨區(qū)熱控設(shè)備的安全運(yùn)行。

2.2 SCR區(qū)煙氣流量指示不準(zhǔn)確

SCR區(qū)煙氣流量指示不準(zhǔn)確主要包括以下幾個(gè)方面：

2.2.1 SCR區(qū)煙氣流量指示偏小

煙氣流量一次傳感器中的熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)需要達(dá)到350℃的高溫才能滿足測(cè)量的要求，如果熱式氣體質(zhì)量的流量計(jì)低于該溫度，便會(huì)出現(xiàn)SCR區(qū)煙氣流量指示偏小的問題。目前，熱式流量計(jì)的應(yīng)用并不廣泛，利用SIEMENS皮托管式流速計(jì)代替熱式流量計(jì)可有效避免上述問題。

2.2.2 SCR區(qū)稀釋風(fēng)機(jī)出口流量指示偏低

稀釋風(fēng)機(jī)額定出口風(fēng)量必須要達(dá)到3600NM3/h才屬于正常，如果風(fēng)量小于該數(shù)值，則可判定為SCR區(qū)稀釋風(fēng)機(jī)出口流量指示偏低。稀釋風(fēng)機(jī)額定出口風(fēng)量偏低會(huì)對(duì)氨氣關(guān)閉閥造成不良影響。導(dǎo)致SCR區(qū)稀釋風(fēng)機(jī)出口流量指示偏低的原因主要是稀釋風(fēng)機(jī)出力不夠、濾網(wǎng)堵塞、稀釋風(fēng)機(jī)出口直管段長(zhǎng)度不夠等。

2.3 噴氨流量計(jì)不準(zhǔn)確

排除噴氨流量計(jì)質(zhì)量問題，噴氨流量機(jī)不準(zhǔn)確的原因可能是因?yàn)閮x表標(biāo)定錯(cuò)誤，有些噴氨流量計(jì)在使用時(shí)必須要將前后手動(dòng)們進(jìn)行關(guān)閉，在此條件下將氨氣充滿管路進(jìn)行調(diào)零才能確保噴氨流量計(jì)的正常使用，因此，在進(jìn)行噴氨流量計(jì)標(biāo)定時(shí)要注意依照使用說明書進(jìn)行操作。

2.4 氨氣調(diào)整門不符合要求

氨氣調(diào)整門必須要擁有調(diào)整余地，否則在使用過程中容易發(fā)生氨氣調(diào)整門故障。造成氨氣調(diào)整門不合格的原因主要是氨氣調(diào)整門的行程不夠長(zhǎng)、壓縮空氣水分過大、設(shè)計(jì)時(shí)未充分考慮到斷電、斷氣、斷信號(hào)保護(hù)等。

2.5 液氨罐壓力信號(hào)誤發(fā)

在進(jìn)行氨區(qū)熱控設(shè)備選擇時(shí)要充分考慮到設(shè)備投入使用后的腐蝕問題，如果氨罐壓力控制器的抗腐蝕能力弱會(huì)造成液氨罐壓力信號(hào)誤發(fā)。

3、火電廠氨區(qū)熱控設(shè)備隱患處理及預(yù)防措施

氨區(qū)熱控設(shè)備的平穩(wěn)運(yùn)行是確?；痣姀S節(jié)能減排工作有效開展的重要條件，因此，做好火電廠氨區(qū)熱控設(shè)備隱患處理及預(yù)防措施是火電廠實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境效益的重要途徑。endprint

3.1 加強(qiáng)對(duì)氨區(qū)熱控設(shè)備中電氣設(shè)備的控制

3.1.1 合理設(shè)置電源

分布式控制系統(tǒng)（DCS）的電源要獨(dú)立，漏電保護(hù)器的下口電源要斷開，可將電機(jī)控制中心（MCC）段的電源引入進(jìn)來，確保分布式控制系統(tǒng)的電源與執(zhí)行機(jī)構(gòu)的電源是相互獨(dú)立的，當(dāng)后者發(fā)生故障時(shí)不會(huì)波及到分布式控制系統(tǒng)，保障分布式控制系統(tǒng)供電的可靠性。

3.1.2 對(duì)氨區(qū)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行分組供電

氨區(qū)執(zhí)行機(jī)構(gòu)如果不進(jìn)行分組供電，兩個(gè)重要閥門同由上一級(jí)電源供電，當(dāng)一個(gè)閥門出現(xiàn)跳閘時(shí)，會(huì)連累上一級(jí)電源，從而使另一個(gè)閥門也發(fā)生斷電。對(duì)氨區(qū)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行分組供電可有效防止此類情況的發(fā)生，比如，氨罐A放料閘和液氨蒸發(fā)器A切斷閥在實(shí)現(xiàn)分組供電后，任何一方出現(xiàn)跳閘均不會(huì)波及到另一方。

3.1.3 做好電流記錄

做好電流記錄的目的是為了監(jiān)視電磁閥運(yùn)行情況，特別是電磁閥在操作瞬間的電流進(jìn)行記錄。比如，氨罐放料閥的線圈從不帶電到帶電的一瞬間電流增大，此時(shí)的電流比平時(shí)電流更具代表性，做好電流記錄方便運(yùn)行人員對(duì)電磁閥運(yùn)行情況進(jìn)行檢查。

3.2 合理設(shè)置連鎖條件

在安全熱控設(shè)備運(yùn)行過程中，一旦氨區(qū)電源失電會(huì)引起連鎖反應(yīng)，最終導(dǎo)致供氨壓力不足，兩臺(tái)機(jī)組脫銷系統(tǒng)停運(yùn)。由此可見，之所以會(huì)發(fā)生上述情況是因?yàn)榉植际娇刂葡到y(tǒng)邏輯中的“供氨壓力低”這個(gè)條件引起的。為了避免這一情況的發(fā)生，在不影響氨區(qū)熱控設(shè)備安全運(yùn)行的情況下，可以考慮去除掉“供氨壓力低”這一連鎖條件，或者是在系統(tǒng)中加入延時(shí)設(shè)計(jì)，確保氨區(qū)熱控設(shè)備的正常運(yùn)行。

3.3 做好氨區(qū)熱控設(shè)備的防雨防潮措施

氨區(qū)熱控設(shè)備一旦發(fā)生進(jìn)水或者受潮會(huì)增加設(shè)備故障的發(fā)生幾率，影響氨區(qū)熱控設(shè)備的正常運(yùn)行，因此，必須要做好氨區(qū)熱控設(shè)備的防雨防潮措施，特別是幾個(gè)電磁閥，必須要保持清潔干燥。對(duì)氨區(qū)的檢測(cè)儀表要進(jìn)行定期的檢定，及時(shí)更換不合格的檢測(cè)儀表，確保檢測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。

3.4 加強(qiáng)日常巡檢工作

相關(guān)工作人員要加強(qiáng)日常巡檢工作，特別要對(duì)氨區(qū)的電氣設(shè)備進(jìn)行細(xì)致檢查，比如防靜電措施是否到位、防靜電接地點(diǎn)的銹蝕狀況等，確保氨區(qū)電氣設(shè)備能夠正常運(yùn)行。

3.5 制定氨區(qū)熱控設(shè)備異常狀況應(yīng)急處理措施

制定設(shè)備異常狀況應(yīng)急處理措施有利于維修人員及時(shí)對(duì)氨區(qū)熱控設(shè)備進(jìn)行維修，最大限度減少故障帶來的損失。

結(jié)語

綜上所述，火電廠排放的氮氧化合物對(duì)自然環(huán)境造成了嚴(yán)重污染，而SCR脫銷工藝可有效控制氮氧化合物的排放。作為SCR脫銷工藝中的重要還原劑，氨氣的使用存在一定的弊端，比如，危險(xiǎn)系數(shù)較高，容易產(chǎn)生安全事故。為了確保SCR脫銷工藝的順利實(shí)施，相關(guān)人員必須要對(duì)氨區(qū)熱控設(shè)備進(jìn)行有效控制，不斷改良設(shè)備性能，并采取相關(guān)的防范措施，確保氨區(qū)熱控設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性與安全性。

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