低溫條件下脫硝裝置供氨不足的解決方案

童波

(中國華電科工集團有限公司，南京　210013)

低溫條件下脫硝裝置供氨不足的解決方案

童波

(中國華電科工集團有限公司，南京210013)

摘要：為解決環(huán)境溫度達到-20 ℃及以下時脫硝裝置供氨不足的問題，在第1代液氨儲罐伴熱方案的基礎上提出了第2代液氨儲罐伴熱方案，并將2種方案進行對比。以實際項目為例，指出了第2代液氨儲罐伴熱方案的特點，可為解決供氨不足的問題提供參考。

關鍵詞：脫硝裝置；液氨儲罐；低溫；供氨方案

0引言

冬季，寒冷地區(qū)的脫硝裝置都會出現(xiàn)供氨不足的情況，根據(jù)DL/T 5480—2013《火力發(fā)電廠煙氣脫硝設計技術規(guī)程》[1]的要求，當廠址所在地極端最低溫達到-20 ℃及以下時，液氨儲罐與液氨蒸發(fā)器間應設液氨輸送泵，故液氨供應泵成了解決供氨不足的主要方案。近幾年，液氨供應泵的改造項目也隨之增多，主要還是因為輸送液氨對泵的要求很高。根據(jù)GBZ 230—2010《職業(yè)性接觸毒物危害程度分級》[2]，氨屬中度危害物質(zhì)；根據(jù)GB 536—1988《液體無水氨》[3]，液態(tài)氨在標準大氣壓力下的沸點為-33 ℃；氣體無水氨與空氣形成爆炸性混合物，爆炸極限為氨氣的體積分數(shù)達16%～25%：故液氨供應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，還要設置逆循環(huán)管道等。

目前出現(xiàn)了采用給液氨儲罐伴熱的方式來解決低溫的問題，但以下兩個問題導致此方案一直得不到重視和認可：(1)液氨儲罐為三類壓力容器[4]，給液氨儲罐加熱，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，則會影響其余功能且增加額外的現(xiàn)場維護工作量。只有很好地解決了這兩個問題，此方案才有可能被認可和推廣。

1液氨儲罐伴熱方案對比

目前，液氨儲罐伴熱方案(第1代伴熱方案)已經(jīng)在多個工程中得到應用，且現(xiàn)場反饋也是可行的，本文提出的液氨儲罐伴熱方案是在原液氨儲罐伴熱方案的基礎上進行優(yōu)化后的方案(第2代伴熱方案)。液氨供應泵方案與第1代液氨儲罐伴熱方案對比見表1，第1代與第2代液氨儲罐伴熱方案對比見表2。液氨儲罐伴熱方案在很多方面都優(yōu)于液氨供應泵方案，故未來必將得到進一步發(fā)展和更多的工程應用。第2代液氨儲罐伴熱方案特點如下。

表1　液氨供應泵方案與第1代液氨儲

表2　第1代、第2代液氨儲罐

(1)第2代伴熱方案在液氨儲罐伴熱之前增加了電動開關閥門，且與液氨儲罐本體的2個溫度控制和1個壓力控制進行3取1報警和聯(lián)鎖控制，增加了伴熱的安全性能。

(2)第1代液氨儲罐伴熱方案只保溫液氨儲罐下部(約1/3)，冬季時進行蒸汽伴熱的同時，上部罐體熱量不斷損失；第2代液氨儲罐伴熱方案經(jīng)過整體協(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，無需拆除保溫，且為了保證保溫層使用的長久性采用了防水巖棉。

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

2第2代液氨儲罐伴熱方案

以一個實際項目為例進行介紹，該項目液氨儲罐容量為100 m3，液氨儲罐2臺，1用1備。

2.1工藝流程

第2代液氨儲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，液氨儲罐內(nèi)液氨飽和蒸汽壓力下降、罐內(nèi)壓力不足的情況。每個液氨儲罐前的蒸汽管線都設計有電動開關閥門，當液氨儲罐本體的2個溫度檢測結果和1個壓力變送器檢測結果有1個超標時就會聯(lián)鎖報警和開關此電動閥門；蒸汽末端的管線設計有疏水系統(tǒng)。

(2)第2路為工業(yè)水冷卻管線，用于夏季溫度超過規(guī)定值時聯(lián)鎖開啟工業(yè)水電動閥門，給液氨儲罐降溫。

(3)第3路為消防噴淋管線，當液氨儲罐頂部的漏氨檢測儀檢測到氨的質(zhì)量濃度超過26.6 mg/m3時，聯(lián)鎖雨淋閥組，對液氨儲罐進行噴淋。本設計噴淋管線的布置與第1代有所不同。

2.2管線和設備布置

管線和設備布置如圖2所示。

圖2　管線和設備布置

(1)液氨儲罐頂部有部分不保溫，為氨氣泄漏的檢測口和消防噴淋的噴射口；液氨儲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，伴熱管道與液氨儲罐不接觸，蒸汽盤管的任何部位都不與液氨儲罐直接接觸。

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

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

3結束語

液氨儲罐的伴熱方案與液氨供應泵的方案相比有很多優(yōu)勢，在實際工程中已經(jīng)漸漸得到重視和應用，但液氨儲罐伴熱方案的工程實踐時間較短，還需要進一步優(yōu)化設計。本文重點提出的液氨儲罐第2代伴熱方案還缺乏工程應用的檢驗，還需要進一步完善和發(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：

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

[2]職業(yè)性接觸毒物危害程度分級：GBZ 230—2010[S].

[3]液體無水氨：GB 536—1988[S].

[4]危險化學品重大危險源辨識：GB 18218—2009[S].

(本文責編：劉芳)

收稿日期:2016-02-15；修回日期:2016-04-11

中圖分類號：X 701

文獻標志碼：B

文章編號：1674-1951(2016)04-0054-02

作者簡介：

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