富拉爾基熱電廠350MW超臨界機組氨站閥門及氨管路改造工作的置換方案

富拉爾基熱電廠基建處工程部 王文宏

1 系統介紹

本廠設計一套液氨儲存和供應系統，包括液氨卸料壓縮機、液氨儲罐（2臺50m3）、液氨輸送泵、液氨汽化器、氨氣緩沖罐、氨氣吸收罐、廢水池、廢水泵、儀表氣緩沖罐。

氨區液氨及氨氣管道設計壓力2.19MPa；液氨儲罐及汽化器槽液位計設計工作壓力2.01MPa ；機組SCR區氨氣系統管道、綜合管架區氨氣系統管道設計壓力1.18MPa；緩沖罐設計壓力0.66MPa。

液氨的供應由專用液氨槽車運送，利用液氨卸料壓縮機將液氨由槽車輸入儲氨罐內，儲罐中的液氨輸送到液氨汽化器內蒸發為氨氣，經氨氣緩沖罐來控制一定的壓力及其流量，然后與稀釋空氣在混合器中混合均勻，再送入鍋爐脫硝SCR系統，以滿足鍋爐脫硝系統的需要。

氨氣系統緊急工況下排放的氨氣則排入氨氣吸收罐中，經水吸收后排入廢水池，再經由廢水泵送至廢水處理設備處理。系統圖如下：

2 置換范圍及準備工作

2.1 置換范圍

液氨儲罐（A、B罐各50m3）、液氨輸送泵、液氨汽化器、氨氣緩沖罐、氨氣吸收罐、儀表氣緩沖罐及液氨及氨氣管道等設備。

2.2 準備工作

（1）機組停運檢修前，罐中液氨盡可能降到最低液位，氨儲罐內的壓力降到0MPa，利用氨站的裝卸氨系統，將兩臺儲氨罐中的液氨盡可能排空到液氨槽車中，再利用液氨專用槽車運回液氨供應廠家保管。

（2）本系統升級改造，氨氣管路從氨氣緩沖罐出來到脫硝SCR區域的管路不需要更換，因此應將氨氣緩沖罐后部通往脫硝區域的總閥門關閉，實現切斷與鍋爐脫硝SCR區的聯絡。

（3）準備氮氣瓶及充氮專用工具或專用充氮車及運氨專用槽車。

（4）水源取自氨區系統的工業水，取水管路連接完閉。

（5）對新購進的閥門進行氣密性檢查試驗，合格備用；對閥門、氨管路材質進行確認等工作。

（6）施工的工作票、操作票等。

3 置換方法及標準

置換包括施工前的置換和施工后期（注液氨前）的置換工作。施工前的置換主要是用氮氣置換氨管路和儲罐等系統設備內殘余的液氨和氨氣；施工后期置換主要是用氮氣置換氨管路和儲罐等系統設備內存有過量的空氣。

3.1 施工前的置換方法及合格標準

3.1.1 置換方法

步驟一：關閉壓縮機出口閥、儲罐液氨進口閥，開啟罐體及管路排空閥門，向稀釋槽進行排放。進入氨液稀釋罐后排入廢水池，經排水泵打入酸洗水池后經中和池處理合格后回用。

步驟二：首先關閉所有通往稀釋罐的進口閥門，然后利用氮氣車或氮氣瓶接到充氮匯流排上，通過匯流排處的閥門及壓力表控制充氮氮氣的壓力為0.3～0.5Mpa,向氨儲罐充氮，當儲罐及儲罐出口管道的壓力達到0.15Mpa時，停止充氮。打開通往稀釋罐的進口閥門，氮氣攜帶殘余的氨液經氨儲罐及氨管路進入氨液稀釋罐后排入廢水池。

此工作主要是利用儲罐內的氮氣對卸氨鶴管及氨系統管路進行吹掃，置換各系統內的氨氣，系統中氨儲罐、氨管路等設備氨氣含量小于35ppm為合格。

如果儲罐內儲存的氮氣量不足，要通過充氮裝置系統將液氮槽車內的氮氣不斷的注入氨儲罐內，置換合格后停止向系統內充氮。當氨儲罐及氨系統管路的壓力降為零，可進行拆除氨儲罐及氨系統管路及待更換的閥門，開展施工工作。

步驟三（為確保安全，步驟二后再進行此項）：利用外接管道將工業水從液氨儲罐底部排放管注入罐體內，罐體內的氨氣迅速溶于水中形成氨水，由此形成的一定負壓將保證外接水可連續注入并充滿整個儲罐，達到完全吸收儲罐內氨氣的目的。

吸收后產生的氨水將由外接工業水持續置換而出，直至排出水質達到控制標準后停止注水，將儲罐接通大氣，排放儲罐內存水，即完成罐體及管路氨氣的置換工作。

3.1.2 合格標準

在施工前，安排專業人員檢測各法蘭口、管路內及周圍空氣的氨氣含量，氨氣含量小于35ppm為合格。如果氨氣含量不合格禁止施工，要采取通風、氮氣吹掃置換等措施，確保氨氣含量小于35ppm。在取樣點位置取樣的，氨氣含量小于35ppm(每10min取樣一次（），連續取樣3次都小于35ppm為合格。

3.2 施工后期的置換方法和合格標準

3.2.1 置換方法

系統施工完成進行水壓、氣密性試驗后， 用氮氣對系統進行氮氣置換。

首先置換A氨儲罐，A氨儲罐置換合格后再用A氨儲罐內的氮氣置換B氨儲罐，當B氨儲罐置換合格后，再利用B氨儲罐置換氨輸送泵、氨蒸發器及氨緩沖罐系統內的空氣。

無論A氨儲罐還B氨儲罐進行置換時，都要保證系統壓力0.5MPa，然后打開排放口（或取樣口）待系統壓力降到0.1MPa，重復進行4～5次，直至系統氣體取樣內的氧體積含量小于2%為置換合格。

氮氣置換合格后，氨系統的氮氣要保持0.02～0.03 Mpa的壓力，直至保持到氨儲罐加入液氨前。置換過程中，不能拆除系統上任何閥門、儀表及附屬設備等，避免空氣漏入，致使置換工作工期拖延等現象發生。

3.2.2 合格標準

用氮氣置換后，降低氨儲罐、氨輸送泵、氨蒸發器及氨緩沖罐系統內的空氣含量，系統氣體內的氧體積含量小于2%為置換合格。

4 安全保障措施

4.1 施工過程中

必須設專人組織、指揮、協調，全體人員應嚴格遵守相關安全規程，注意人身、設備安全。

氨區安全措施落實前，氨區周圍30米內嚴禁煙火，氨區內嚴禁明火，禁止穿釘鞋，操作人員應穿防靜電工作服；進入氨區時手機等通訊工具必須關機，并交與氨區運行人員保管或放到門外火種箱內。

氨設備操作時,操作人員應站于上風處，并戴防毒面罩、穿防護服等防護設備；氨區內的安全同道要保持暢通，并設有專人把守。

工作人員必須經過氨區值守人員許可，按規定辦理登記手續后方可進入，禁止與工作無關的人員進入氨區；作業時應穿好防護服和必要的防護用品，嚴禁撞擊等行為，以防造成管道泄漏。

施工過程中工作人員盡量遠離氮氣排放點，如需在排放點附近工作，應注意風向，站在上風口，工作人員配備空氣呼吸器，防止排放氮氣濃度過高而發生窒息事故。

專業人員要定時測量工作現場的氨氣和氧氣濃度，當發現氨氣、氧氣濃度超標時，應及時通知現場工作人員撤離，并派專業人員找出原因加以徹底解決。

4.2 氨的防護措施

呼吸系統防護：佩戴過濾式防毒面具，在氨系統出現氨泄漏時可進行保護；緊急事態搶救或撤離時，必須佩戴空氣呼吸器。

眼睛防護：戴專用化學安全防護眼鏡，防止在進行上述措施時眼睛與氨氣接觸，避免眼睛過敏及損傷。

身體防護：穿專用防靜電工作服。

手防護：戴橡膠手套，防止在處理、檢查和維護氨設備和氨管道時氨氣與皮膚接觸，導致過敏和皮膚損傷。

風向標：風向標布置一般兩個及以上，當有氨氣泄漏時，周圍人員向泄漏點的上風側移動。

4.3 急救措施

皮膚接觸：立即脫去被污染的衣服，應用2%硼酸液或大量流動清水進行沖洗；如果沖洗后有過敏或燒傷，并盡快采取醫療救助措施。

眼睛接觸：立即提起眼瞼，用大量流動清水或生理鹽水徹底沖洗至少15分鐘。

呼吸道吸入：迅速脫離現場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難，進行輸氧；如呼吸停止，立即進行人工呼吸，并盡快采取醫療救助措施。腹中吸入氨后應立即喝大量的水稀釋吸入的氨，同時，應盡快進行醫療救助。

4.4 氨系統的滅火方法

消防人員必須穿戴專用防火、防毒服，切斷氣源。若不能立即切斷氣源，則不允許熄滅正在燃燒的氣體，可用噴水冷卻容器。

滅火劑：霧狀水、抗溶性泡沫、二氧化碳、砂土。

4.5 其他

施工過程中，應制訂《液氨泄漏事故應急預案》并通過審批。

液氨儲罐及氨管路系統置換作業涉及液氨倒運、氣氨排放吸收等操作流程，廠內消防保衛部門應派駐消防車和必備人員，在現場做好應急處置準備工作。

5 結束語

氨區系統改造工作中，氮氣置換工作是一重要的環節，只有置換工作進行的順利，才能保證整個施工的質量和工期，并且脫硝工程近些年才逐步完善，氨區檢修及改造工作將越來越多，因此把我廠氨區改造工作中置換經驗總結出來，與專業人士共同探討，共同減少此項工作的紕漏，消除薄弱環節，降低施工風險。