秦二廠真空泵區(qū)域氨氣問題技改淺析

金艷駿

【摘 要】在核電站中，凝汽器真空系統(tǒng)（CVI）的運(yùn)行必不可少，但其在運(yùn)行過程中產(chǎn)生了揮發(fā)性的氨氣，造成了廠房污染，產(chǎn)生了工業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)。本文針對(duì)這一問題進(jìn)行了分析并提出了解決方案。

【關(guān)鍵詞】氨水;氨氣;真空;廢水;地坑

中圖分類號(hào)： TQ172.6文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2019）01-0202-002

0 背景

在秦二廠核電機(jī)組中，凝汽器真空系統(tǒng)（CVI）的功能是在汽輪機(jī)啟動(dòng)時(shí)和正常運(yùn)行期間從凝汽器中抽除空氣和不凝結(jié)氣體，建立凝汽器真空并保持凝汽器的設(shè)計(jì)真空，從而為汽輪機(jī)提供一個(gè)合適背壓。其主要工作過程如下：在機(jī)組啟動(dòng)及正常運(yùn)行期間，CVI水環(huán)式真空泵從凝汽器中抽出空氣、水汽和其他不凝性氣體，大部分蒸汽在真空泵中凝結(jié)，剩余水蒸汽及其他氣體進(jìn)入CVI汽水分離器。蒸汽在汽水分離器中冷凝成水一部分冷凝水經(jīng)熱交換器冷卻后返回真空泵殼中，其余過量冷凝水及真空泵軸封水排放至分離器所在房間消防地坑SEO502PS。

秦二廠機(jī)組二回路系統(tǒng)中通過在給水中添加氨水（NH3H2O）調(diào)節(jié)二回路pH值，蒸汽中的部分氨氣在凝汽器抽真空過程中與其他氣體一起進(jìn)入汽水分離器。汽水分離器冷凝水蒸汽時(shí)，部分氨氣溶解在冷凝水中，并最終排至SEO502PS。在含氨水的排放路徑中，敞開在房間中的含氨水中部分氨氣會(huì)揮發(fā)至房間。

原設(shè)計(jì)中，秦二廠3、4號(hào)機(jī)組汽水分離器溢流水先流至一個(gè)帶蓋板的漏斗，然后由漏斗接管送至房間SEK地溝，再由地溝排至消防地坑SEO502PS。SEO502PS的廢水由消防水SEO521/522/523PO排出。由于房間氨味較重，秦二廠3、4號(hào)機(jī)組參照1、2號(hào)機(jī)組由地溝排放變更為固定管排放至SEO502PS的方式，通過橡膠管將含氨水排至消防地坑，以避免含氨水由于長(zhǎng)期在地溝中水分蒸發(fā)造成氨氣揮發(fā)。秦二廠3、4號(hào)機(jī)組通過增加橡膠管排放改造后，地溝區(qū)域氨味已基本消除。氨味主要存在于消防地坑SEO502PS區(qū)域，且SEO502PS遠(yuǎn)離含氨水排水口一端的味道更重。SEO502PS中的廢水排放間隔時(shí)間長(zhǎng)，地坑水的蒸發(fā)造成了其中溶解氨氣的揮發(fā)，且汽機(jī)廠房高溫環(huán)境加劇了氨氣揮發(fā)。

氨氣具有強(qiáng)烈刺激氣味，長(zhǎng)期吸入可能引起呼吸道疾病或急性中毒，危害人員健康。因此秦二廠3、4號(hào)機(jī)組有必要在原變更基礎(chǔ)上進(jìn)一步采取有效措施，進(jìn)一步消除房間氨味，改善人員工作環(huán)境。

1 問題分析與解決方案

理論上可以從三方面對(duì)房間空氣中的氨氣含量加以控制：一、從源頭上限值氨氣的產(chǎn)生;二、在氨氣產(chǎn)生后限制進(jìn)入房間環(huán)境的氨氣量;三、進(jìn)入房間后采取措施將氨氣盡快排出。對(duì)于第一點(diǎn)，由于二回路采用氨水和聯(lián)氨控制水質(zhì)，將pH及含氧量控制在限值內(nèi)所需注入的氨水及聯(lián)氨量基本是定的。凝汽器需要CVI真空泵連續(xù)抽真空，CVI真空泵抽出水汽及不凝性氣體連續(xù)送入CVI汽水分離器，因此，CVI汽水分離器的溢流水體積及含氨量是一定的，無法減少氨氣產(chǎn)生量。對(duì)于第二點(diǎn)，氨氣在水中的溶解度比較大，汽水分離器剛排出的含氨水氨氣的揮發(fā)量較少。在排至消防地坑SEO502PS后，由于環(huán)境溫度升高，氨氣溶解度減小，且水分不斷揮發(fā)，加劇了氨氣從水中逸出。由于消防地坑上部為鋼格柵，對(duì)于揮發(fā)氨氣沒有任何包容阻擋作用，逸出的氨氣全部進(jìn)入房間。為不影響消防地坑收集消防水的能力，消防地坑上的格柵不能改為密封蓋板，因此只能通過優(yōu)化運(yùn)行方式減少含氨水在水坑中的留存時(shí)間，來減少氨氣向房間的排放;或改變含氨水排放路徑，將含氨水收集到密封儲(chǔ)罐中，徹底解決氨氣向房間擴(kuò)散的問題。對(duì)于第三點(diǎn)，由于汽輪機(jī)廠房空間較大，地坑區(qū)域通風(fēng)較差，可考慮在地坑上方增加通風(fēng)罩，及時(shí)排除進(jìn)入廠房的氨氣。綜上，為解決凝汽器真空系統(tǒng)（CVI）運(yùn)行過程中房間氨味重的問題，提出以下三種方案：

方案一、優(yōu)化運(yùn)行方式，及時(shí)排出SEO502PS含氨水。

目前SEO502PS的消防水泵SEO521/522523PO采用地坑液位自動(dòng)控制啟停，當(dāng)SEO502PS中廢水到達(dá)高液位（1.4m）后SEO521/522/523PO自動(dòng)啟動(dòng)排出廢水，SEO502PS到達(dá)低液位（0.4m）后泵啟動(dòng)停止。由于地坑容積較大，地坑到達(dá)高液位排水的時(shí)間間隔較長(zhǎng)，導(dǎo)致含氨水在地坑中長(zhǎng)時(shí)間積留，引起氨氣揮發(fā)。因此，建議運(yùn)行人員定期手動(dòng)啟動(dòng)消防水泵或降低高液位自動(dòng)啟泵整定值，以及時(shí)排放地坑水，并在夏季高溫時(shí)期增加地坑水排放頻次。

若長(zhǎng)期運(yùn)行后房間仍存在氨味，建議化學(xué)部門對(duì)地坑水樣進(jìn)行pH或氨濃度分析，根據(jù)分析結(jié)果及地坑水量，添加合適的化學(xué)物（如稀硫酸），將氨水轉(zhuǎn)化為銨鹽，消除氨氣揮發(fā);或?yàn)橄赖乜釉黾硬缓钡钠渌唇涌?，增加氨溶解?/p>

本方案不能完全消除氨氣逸出，但對(duì)原設(shè)計(jì)影響較小。

方案二、增設(shè)含氨水收集貯罐及排放泵。

增設(shè)一臺(tái)收集罐，收集含氨水。含氨水需重力自流至收集罐，因此收集罐需置于下層房間中。收集罐為常壓容器，設(shè)置排氣管，排氣管可連接至房間通風(fēng)，或在排氣管道口設(shè)置過濾器裝填吸附劑（如顆粒陽樹脂），消除從排氣口逸出的少量氨氣。

為收集罐增設(shè)一臺(tái)排放泵，排放泵出口連接至SEO521/522/523PO出口排放管。收集罐設(shè)液位儀表，自動(dòng)控制泵啟停。保留原含氨水排至地坑的流道，以在泵維修或不可用時(shí)，暫時(shí)將水排至SEO502PS。

本方案可基本消除氨氣逸出，但需要增設(shè)一臺(tái)收集罐及一臺(tái)排放泵，增加泵的用電及控制，需要根據(jù)廠房情況開展布置設(shè)計(jì)。收集罐入口及出口管道需要貫穿樓板。

方案三、為SEO502PS增設(shè)局部排風(fēng)罩。

在SEO502PS上部增設(shè)局部排風(fēng)罩，加速地坑上方氨氣的排出，控制擴(kuò)散至房間其他位置的氨氣。此方案，需確定局部排風(fēng)所需通風(fēng)量及換氣次數(shù)、匹配房間原風(fēng)機(jī)負(fù)荷、確定排風(fēng)罩、排風(fēng)去向等技術(shù)問題，方案較復(fù)雜。

2 結(jié)語

以上三種方案通過限值進(jìn)入房間環(huán)境的氨氣量或盡快排出進(jìn)入房間氨氣等方式，解決了凝汽器真空系統(tǒng)（CVI）運(yùn)行過程中房間氨味重的問題，避免了人員誤吸入過量氨氣可能引起呼吸道疾病或急性中毒等工業(yè)安全事件，為核電廠安全生產(chǎn)運(yùn)行提供了重要保障。

【參考文獻(xiàn)】

[1]秦二廠三、四號(hào)機(jī)組中級(jí)運(yùn)行.