火力發(fā)電廠尿素水解制氨常見故障分析與措施探究

顏明楊

摘 要：目前，火力發(fā)電產(chǎn)生的NOx需要氨氣對(duì)NOx進(jìn)行處理，現(xiàn)階段多數(shù)火力發(fā)電廠采用尿素水解制氨來處理燃煤產(chǎn)生的NOx，而尿素水解制氨經(jīng)常出現(xiàn)故障。基于此，文章主要對(duì)火力發(fā)電廠尿素水解制氨常見故障分析與措施探究。

關(guān)鍵詞：火力發(fā)電廠；尿素水解制氨；故障；

引言

隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和人民生活水平的提高，電力消耗將有大幅度提高。為滿足日益增長的能源需求，符合我國“十三五”節(jié)能減排目標(biāo)的相關(guān)要求，采取有效的措施來處理燃煤產(chǎn)生的NOx，提高火力發(fā)電總水平、減少對(duì)環(huán)境的污染，對(duì)提高火電廠安全運(yùn)行與實(shí)現(xiàn)超低排放具有重要意義。由于NOx是整個(gè)火力發(fā)電廠的主要排放物之一，對(duì)火力發(fā)電廠尿素水解制氨常見故障分析與措施探究刻不容緩。

1尿素溶液制備系統(tǒng)結(jié)晶

1.1現(xiàn)象

新建機(jī)組在投運(yùn)初期尿素制備系統(tǒng)中出現(xiàn)結(jié)晶，在尿素溶解泵進(jìn)出口結(jié)晶較為嚴(yán)重，另尿素中含有雜質(zhì)在溶液中不能溶解，造成閥門頻繁卡澀，導(dǎo)致尿素溶液不能正常輸送到尿素溶液儲(chǔ)罐內(nèi)。

1.2原因

（1）新建機(jī)組設(shè)計(jì)尿素溶解罐和和尿素溶液儲(chǔ)罐的容量能滿足機(jī)組滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)間較長，由于現(xiàn)階段火電機(jī)組長期低負(fù)荷運(yùn)行導(dǎo)致需要消耗的尿素溶液較少，尿素溶解系統(tǒng)停運(yùn)時(shí)間較長，尿素溶解罐內(nèi)和尿素溶解泵進(jìn)出口處有殘余尿素溶液未排盡，管道內(nèi)溫度降低后尿素溶液在系統(tǒng)低點(diǎn)結(jié)晶較為嚴(yán)重。

（2）尿素溶解泵入口未設(shè)置濾網(wǎng)，尿素溶解罐罐內(nèi)的雜質(zhì)和尿素溶液吸附在泵入口，尿素溶液結(jié)晶后把雜物就吸附在泵入口。

（3）尿素溶解泵運(yùn)行時(shí)間較短，把尿素溶液打至尿素溶液儲(chǔ)罐內(nèi)后就停運(yùn)。

（4）未對(duì)管道內(nèi)殘余尿素溶液進(jìn)行稀釋和清理，導(dǎo)致尿素溶解罐和附屬管道內(nèi)有剩余尿素溶液。

（5）尿素溶液制備系統(tǒng)系統(tǒng)內(nèi)未設(shè)置最低點(diǎn)放水。

（6）投產(chǎn)前期尿素采購環(huán)節(jié)把控不嚴(yán)含雜質(zhì)較多，最終沉積在儲(chǔ)罐底部、系統(tǒng)管道或閥門處，導(dǎo)致閥門卡澀。

1.3措施

（1）新建機(jī)組在設(shè)計(jì)初期時(shí)應(yīng)在尿素溶解泵和尿素溶解罐之間設(shè)計(jì)濾網(wǎng)，制定尿素制備系統(tǒng)定期工作標(biāo)準(zhǔn)，定期清洗尿素溶解泵入口濾網(wǎng)。

（2）增加尿素溶解泵出口反沖洗水閥，尿素溶解罐配置溶液后進(jìn)行反沖洗，防止管道內(nèi)有殘余尿素溶液。

（3）配置尿素溶液前對(duì)尿素溶解罐進(jìn)行排污。

（4）尿素溶解罐蒸汽加熱持續(xù)投運(yùn)，保證尿素溶解罐內(nèi)溫度穩(wěn)定。

（5）加強(qiáng)采購環(huán)節(jié)把控，嚴(yán)格按照廠家給定的尿素規(guī)格采購原材料。

（6）尿素溶液密度計(jì)需定期效驗(yàn)，防止因密度計(jì)故障導(dǎo)致配制的尿素溶液密度不合格。

（7）尿素制備系統(tǒng)停運(yùn)后，尿素溶解泵定期再循環(huán)啟動(dòng)，防止系統(tǒng)管線內(nèi)存在死水造成結(jié)晶。

2、水解器出口管道結(jié)晶

2.1現(xiàn)象

新建機(jī)組一般設(shè)計(jì)為水解器出口管道至氨空混合器為電伴熱，并據(jù)常規(guī)的電伴熱管道方案布置，經(jīng)分析某些火力發(fā)電廠在脫硝反應(yīng)區(qū)A、B兩側(cè)噴氨管道處電伴熱有損壞現(xiàn)象造成水解器出口管道結(jié)晶。

2.2 原因

（1）脫硝系統(tǒng)多處恒功率電伴熱帶由于采用鐵絲捆扎，部分伴熱帶在鐵絲捆扎處出現(xiàn)勒破保護(hù)套，另外管道長期高溫，造成鐵絲也達(dá)到高溫狀態(tài)，引起捆扎在鐵絲處的電伴熱帶保護(hù)套變色、老化或損壞。

（2）檢查發(fā)現(xiàn)脫硝噴氨管道處有些電伴熱帶安裝重疊，造成伴熱帶交叉重疊部分溫度疊加，燒壞伴熱帶，造成電阻接近于零或短路。

（3）脫硝噴氨管道處電伴熱帶測溫探頭測溫位置存在偏差，運(yùn)行中測溫探頭是測量溫度受到管道溫度影響，實(shí)際中是要求測溫探頭直接測量電伴熱自身發(fā)熱溫度。

（4）由于電伴熱管道出現(xiàn)缺陷，導(dǎo)致氨氣管道內(nèi)溫度波動(dòng)較大，氨蒸汽在溫度不穩(wěn)定的管道內(nèi)結(jié)晶，特別是在噴氨調(diào)門的閥芯上結(jié)晶較厚，致使噴氨調(diào)門經(jīng)?？?/p>

2.3措施

（1）新建機(jī)組嚴(yán)格執(zhí)行電伴熱廠家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)安裝要求進(jìn)行纏繞，嚴(yán)禁電伴熱帶交叉重疊、纏繞不均等現(xiàn)象。

（2）新建機(jī)組現(xiàn)場電伴熱帶嚴(yán)禁用鐵絲進(jìn)行捆扎，全部用壓敏膠帶和鋁箔膠帶進(jìn)行錯(cuò)開捆扎。

（3）測溫探頭要緊貼伴熱帶，與管道隔開，不能與管道接觸，避免溫控器受到管道溫度的影響。

（4）新建機(jī)組在伴熱帶安裝時(shí)，嚴(yán)禁用中間接線盒進(jìn)行連接。

（5）新建機(jī)組在設(shè)計(jì)階段水解器中引入一路壓縮空氣。在水解器運(yùn)行時(shí)可以由于其他原因引起氨蒸汽吸附在水解器內(nèi)換熱盤管上而及時(shí)被吹走，增加水解器換熱盤管的安全性，防止水解器出口結(jié)晶。在水解器停運(yùn)后也可以使用壓縮空氣對(duì)水解器內(nèi)盤管吹掃烘干。

（6）水解器安全閥需要定期校驗(yàn)，防止因氨蒸汽結(jié)晶腐蝕導(dǎo)致安全閥拒動(dòng)，來保證水解器及其出口管線安全運(yùn)行。

3、脫硝系統(tǒng)退出運(yùn)行后噴氨管道上的閥門卡澀

3.1現(xiàn)象

一些區(qū)域受電網(wǎng)負(fù)荷影響，晚間深度調(diào)峰導(dǎo)致機(jī)組煙溫不能滿足投入脫硝系統(tǒng)條件。多臺(tái)已投運(yùn)機(jī)組均出現(xiàn)噴氨管道入口手動(dòng)閥和自動(dòng)關(guān)斷閥堵塞，脫硝系統(tǒng)投入條件滿足后不能正常的開啟噴氨管道入口手動(dòng)閥和自動(dòng)關(guān)斷閥。

3.2原因

（1）由于脫硝系統(tǒng)停運(yùn)后，噴氨管道內(nèi)殘留的氨蒸汽隨著管道內(nèi)溫度的降低緩慢凝結(jié)成甲酸胺結(jié)晶體堵塞閥門和管道。

（2）氨蒸汽管道電伴熱系統(tǒng)由于溫度設(shè)定值偏低且電伴熱溫度不均，使管道內(nèi)不能保持衡溫。

3.3 措施

（1）運(yùn)行值班員按照生產(chǎn)廠家給定的巡檢標(biāo)準(zhǔn)對(duì)脫硝系統(tǒng)進(jìn)行巡回檢查，必須檢查噴氨管道電伴熱就地控制箱和噴氨管道旁的電伴熱溫度控制器，發(fā)現(xiàn)異常，及時(shí)處理。

（2）脫硝現(xiàn)場噴氨管道電伴熱就地控制柜上電伴熱溫度設(shè)定值根據(jù)廠家說明書進(jìn)行設(shè)置，保證噴氨管道在脫硝運(yùn)行或脫硝退出后均有較高溫度維持。endprint

（3）運(yùn)行值班人員在脫硝系統(tǒng)退出后1h內(nèi)到現(xiàn)場打開噴氨管道底部排污閥，必須將噴氨管道內(nèi)的殘留氨蒸汽排凈，脫硝系統(tǒng)退出時(shí)間較長時(shí)，運(yùn)行人員應(yīng)每隔3h左右到現(xiàn)場打開噴氨管道排污閥排放管道內(nèi)的氨蒸汽，如果脫硝系統(tǒng)停運(yùn)時(shí)間超過2天，運(yùn)行人員到現(xiàn)場將噴氨調(diào)節(jié)閥處管道排污閥開啟進(jìn)行排空通風(fēng)。

（4）水解器停運(yùn)后，水解器內(nèi)存在少量的氨蒸汽，在氨蒸汽未排盡的情況下水解器內(nèi)溫度降低會(huì)使氨蒸氣凝結(jié)導(dǎo)致腐蝕堵塞水解器內(nèi)各管道，水解器長期停運(yùn)后需制定水解器停運(yùn)保養(yǎng)措施。

（5）脫硝系統(tǒng)投入前打開氨蒸汽管道的蒸汽吹掃閥，對(duì)噴氨管道進(jìn)行吹掃，確保管道內(nèi)沒有任何雜物。

（6）閥門堵塞嚴(yán)重時(shí)，可拆除閥門，用100℃的開水不斷對(duì)閥門腔室及閥芯進(jìn)行沖洗，直至沖洗融化。

4、尿素儲(chǔ)倉堵塞、下料系統(tǒng)堵塞、給料機(jī)上插板門卡澀

4.1現(xiàn)象

火力發(fā)電廠一般設(shè)計(jì)為尿素儲(chǔ)備系統(tǒng)設(shè)置2套尿素筒倉。每個(gè)尿素顆粒儲(chǔ)倉配備一臺(tái)斗提機(jī)，通過料斗將尿素顆粒從地面豎向提升至儲(chǔ)倉，尿素儲(chǔ)倉中尿素板結(jié)，造成下料口堵塞或下料口插板門卡澀。

4.2原因

（1）尿素顆粒吸濕性較強(qiáng)，空氣濕度較大時(shí)極容易吸收超期而板結(jié)，搬運(yùn)或儲(chǔ)存過程中尿素包裝袋破損，易發(fā)生板結(jié)，在下料口造成堵塞或閥板卡澀。

（2）尿素儲(chǔ)倉密封不良，長期儲(chǔ)存易吸潮板結(jié)，導(dǎo)致儲(chǔ)倉不下料。

4.3措施

（1）尿素顆粒存儲(chǔ)位置干燥、通風(fēng)良好。

（2）尿素包裝袋完好無損，運(yùn)輸及倒運(yùn)過程中輕拿輕放，防止雨淋。

（3）加強(qiáng)尿素儲(chǔ)存?zhèn)}密封。

（4）對(duì)已發(fā)生堵塞的系統(tǒng)通過采用人工破碎、榔頭敲擊儲(chǔ)倉的方式進(jìn)行消除。

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