低溫條件下脫硝裝置供氨不足的解決方案

童波

(中國(guó)華電科工集團(tuán)有限公司，南京　210013)

低溫條件下脫硝裝置供氨不足的解決方案

童波

(中國(guó)華電科工集團(tuán)有限公司，南京210013)

摘要：為解決環(huán)境溫度達(dá)到-20 ℃及以下時(shí)脫硝裝置供氨不足的問(wèn)題，在第1代液氨儲(chǔ)罐伴熱方案的基礎(chǔ)上提出了第2代液氨儲(chǔ)罐伴熱方案，并將2種方案進(jìn)行對(duì)比。以實(shí)際項(xiàng)目為例，指出了第2代液氨儲(chǔ)罐伴熱方案的特點(diǎn)，可為解決供氨不足的問(wèn)題提供參考。

關(guān)鍵詞：脫硝裝置；液氨儲(chǔ)罐；低溫；供氨方案

0引言

冬季，寒冷地區(qū)的脫硝裝置都會(huì)出現(xiàn)供氨不足的情況，根據(jù)DL/T 5480—2013《火力發(fā)電廠煙氣脫硝設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》[1]的要求，當(dāng)廠址所在地極端最低溫達(dá)到-20 ℃及以下時(shí)，液氨儲(chǔ)罐與液氨蒸發(fā)器間應(yīng)設(shè)液氨輸送泵，故液氨供應(yīng)泵成了解決供氨不足的主要方案。近幾年，液氨供應(yīng)泵的改造項(xiàng)目也隨之增多，主要還是因?yàn)檩斔鸵喊睂?duì)泵的要求很高。根據(jù)GBZ 230—2010《職業(yè)性接觸毒物危害程度分級(jí)》[2]，氨屬中度危害物質(zhì)；根據(jù)GB 536—1988《液體無(wú)水氨》[3]，液態(tài)氨在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力下的沸點(diǎn)為-33 ℃；氣體無(wú)水氨與空氣形成爆炸性混合物，爆炸極限為氨氣的體積分?jǐn)?shù)達(dá)16%～25%：故液氨供應(yīng)泵需采用防爆型屏蔽泵，為了防止汽蝕，均要求泵前具有10 kPa的余壓，還要設(shè)置逆循環(huán)管道等。

目前出現(xiàn)了采用給液氨儲(chǔ)罐伴熱的方式來(lái)解決低溫的問(wèn)題，但以下兩個(gè)問(wèn)題導(dǎo)致此方案一直得不到重視和認(rèn)可：(1)液氨儲(chǔ)罐為三類壓力容器[4]，給液氨儲(chǔ)罐加熱，安全性若得不到保障，方案就不可能被采納；(2)若與現(xiàn)有系統(tǒng)的匹配性不好，則會(huì)影響其余功能且增加額外的現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)工作量。只有很好地解決了這兩個(gè)問(wèn)題，此方案才有可能被認(rèn)可和推廣。

1液氨儲(chǔ)罐伴熱方案對(duì)比

目前，液氨儲(chǔ)罐伴熱方案(第1代伴熱方案)已經(jīng)在多個(gè)工程中得到應(yīng)用，且現(xiàn)場(chǎng)反饋也是可行的，本文提出的液氨儲(chǔ)罐伴熱方案是在原液氨儲(chǔ)罐伴熱方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化后的方案(第2代伴熱方案)。液氨供應(yīng)泵方案與第1代液氨儲(chǔ)罐伴熱方案對(duì)比見(jiàn)表1，第1代與第2代液氨儲(chǔ)罐伴熱方案對(duì)比見(jiàn)表2。液氨儲(chǔ)罐伴熱方案在很多方面都優(yōu)于液氨供應(yīng)泵方案，故未來(lái)必將得到進(jìn)一步發(fā)展和更多的工程應(yīng)用。第2代液氨儲(chǔ)罐伴熱方案特點(diǎn)如下。

表1　液氨供應(yīng)泵方案與第1代液氨儲(chǔ)

表2　第1代、第2代液氨儲(chǔ)罐

(1)第2代伴熱方案在液氨儲(chǔ)罐伴熱之前增加了電動(dòng)開(kāi)關(guān)閥門，且與液氨儲(chǔ)罐本體的2個(gè)溫度控制和1個(gè)壓力控制進(jìn)行3取1報(bào)警和聯(lián)鎖控制，增加了伴熱的安全性能。

(2)第1代液氨儲(chǔ)罐伴熱方案只保溫液氨儲(chǔ)罐下部(約1/3)，冬季時(shí)進(jìn)行蒸汽伴熱的同時(shí)，上部罐體熱量不斷損失；第2代液氨儲(chǔ)罐伴熱方案經(jīng)過(guò)整體協(xié)調(diào)考慮，采取了最大范圍的保溫措施，減少了伴熱蒸汽的消耗量。

(3)第1代伴熱方案在冬季需要保溫，夏季需要拆除保溫，十分麻煩；第2代伴熱方案由于修改了夏季高溫冷卻方案和事故噴淋方案，無(wú)需拆除保溫，且為了保證保溫層使用的長(zhǎng)久性采用了防水巖棉。

(4)第1代液氨儲(chǔ)罐伴熱方案在液氨儲(chǔ)罐周圍設(shè)計(jì)了多個(gè)事故噴淋噴頭，不管哪一點(diǎn)漏氨均需要全體噴淋，吸收氨氣不充分，會(huì)有大量氨逃逸；第2代方案修改了噴淋方案，能更準(zhǔn)確地吸收泄漏的氨氣。

2第2代液氨儲(chǔ)罐伴熱方案

以一個(gè)實(shí)際項(xiàng)目為例進(jìn)行介紹，該項(xiàng)目液氨儲(chǔ)罐容量為100 m3，液氨儲(chǔ)罐2臺(tái)，1用1備。

2.1工藝流程

第2代液氨儲(chǔ)罐伴熱方案工藝流程如圖1所示，流程圖中有3路管線。

圖1　第2代液氨儲(chǔ)罐伴熱方案工藝流程

(1)第1路為蒸汽管線，用于冬季溫度較低時(shí)，液氨儲(chǔ)罐內(nèi)液氨飽和蒸汽壓力下降、罐內(nèi)壓力不足的情況。每個(gè)液氨儲(chǔ)罐前的蒸汽管線都設(shè)計(jì)有電動(dòng)開(kāi)關(guān)閥門，當(dāng)液氨儲(chǔ)罐本體的2個(gè)溫度檢測(cè)結(jié)果和1個(gè)壓力變送器檢測(cè)結(jié)果有1個(gè)超標(biāo)時(shí)就會(huì)聯(lián)鎖報(bào)警和開(kāi)關(guān)此電動(dòng)閥門；蒸汽末端的管線設(shè)計(jì)有疏水系統(tǒng)。

(2)第2路為工業(yè)水冷卻管線，用于夏季溫度超過(guò)規(guī)定值時(shí)聯(lián)鎖開(kāi)啟工業(yè)水電動(dòng)閥門，給液氨儲(chǔ)罐降溫。

(3)第3路為消防噴淋管線，當(dāng)液氨儲(chǔ)罐頂部的漏氨檢測(cè)儀檢測(cè)到氨的質(zhì)量濃度超過(guò)26.6 mg/m3時(shí)，聯(lián)鎖雨淋閥組，對(duì)液氨儲(chǔ)罐進(jìn)行噴淋。本設(shè)計(jì)噴淋管線的布置與第1代有所不同。

2.2管線和設(shè)備布置

管線和設(shè)備布置如圖2所示。

圖2　管線和設(shè)備布置

(1)液氨儲(chǔ)罐頂部有部分不保溫，為氨氣泄漏的檢測(cè)口和消防噴淋的噴射口；液氨儲(chǔ)罐底部有部分不保溫，為消防噴淋水的出口。保溫采用防水的巖棉。

(2)從安全角度考慮，伴熱管道與液氨儲(chǔ)罐不接觸，蒸汽盤管的任何部位都不與液氨儲(chǔ)罐直接接觸。

(3)液氨儲(chǔ)罐外部的蒸汽盤管和保溫都依靠保溫固定環(huán)來(lái)支撐和固定。

(4)由于液氨儲(chǔ)罐大部分都保溫，故本方案的消防噴淋管道及噴嘴設(shè)置于液氨儲(chǔ)罐頂部，利用液氨儲(chǔ)罐頂部的開(kāi)口進(jìn)行噴淋，吸收泄漏氨氣的效果也會(huì)大大提高。

3結(jié)束語(yǔ)

液氨儲(chǔ)罐的伴熱方案與液氨供應(yīng)泵的方案相比有很多優(yōu)勢(shì)，在實(shí)際工程中已經(jīng)漸漸得到重視和應(yīng)用，但液氨儲(chǔ)罐伴熱方案的工程實(shí)踐時(shí)間較短，還需要進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)。本文重點(diǎn)提出的液氨儲(chǔ)罐第2代伴熱方案還缺乏工程應(yīng)用的檢驗(yàn)，還需要進(jìn)一步完善和發(fā)展。希望本文能拓寬大家的思路，為更好地解決寒冷地區(qū)冬季供氨壓力不足提供幫助。

參考文獻(xiàn)：

[1]火力發(fā)電廠煙氣脫硝技術(shù)規(guī)程：DL/T 5480—2013[S].

[2]職業(yè)性接觸毒物危害程度分級(jí)：GBZ 230—2010[S].

[3]液體無(wú)水氨：GB 536—1988[S].

[4]危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源辨識(shí)：GB 18218—2009[S].

(本文責(zé)編：劉芳)

收稿日期:2016-02-15；修回日期:2016-04-11

中圖分類號(hào)：X 701

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

文章編號(hào)：1674-1951(2016)04-0054-02

作者簡(jiǎn)介：

童波(1979—)，男，江蘇南京人，工程師，從事電廠環(huán)保設(shè)計(jì)方面的工作(E-mail:tongb@chec.com.cn)。