火電廠SCR脫硝系統液氨泄露的環境風險評價

楊 晨 龐俊磊

南京博環環保有限公司

1.液氨的相關概論

氨的化學式為NH3，氨在常態下呈現氣體狀態，無色且帶有濃重的刺激性惡臭氣味。氨氣的分子量為l7.03，沸點為-33.5℃，熔點為-77.7℃，自燃點為651℃，其密度比空氣略小。氨氣通過冷卻、壓力下就會發生液化并放出熱量。液氨密度為0.639g/cm3也極易被氣化，只要減小壓力就會吸收熱量快速蒸發。氨即使處于正常溫度下具有一定的揮發性、腐蝕性，一旦與空氣發生接觸易發生爆炸，在高溫條件下更容易發生燃燒爆炸。氨對人體的心臟有著強烈的刺激，液氨會灼傷人體的皮膚與眼睛，也可引發中毒性肺氣腫、劇烈咳嗽、呼吸窘迫、休克等病癥，液氨位列危險化學品名錄。

2.液氨泄漏產生的危害分析

在火電廠的生產中對于液氨保存提出了更高的要求，不僅需要較高的壓力避免發生蒸發，還需要可靠的運輸來保障安全性，因而需通過液氨槽車進行運輸，利用液氨儲罐對其進行保存。如果在液氨儲存倉庫中發生泄漏，伴隨蒸氣在空氣中傳輸擴散及發生化學反應的過程，將會對有關區域作業人員、居民及其它人員構成威脅，會對各有關環境圈層造成污染，還有可能進一步引發火災及爆炸事故等。

圖1：SCR脫硝流程示意圖

3.火電廠SCR脫硝系統液氨泄漏的環境風險評價

(1)液氨泄漏情況分析。本次研究主要通過某大型火電廠SCR脫硝系統液氨泄漏進行了分析，并對可能波及的范圍內進行評估，同時針對其中問題制定科學、有效的解決對策。此火電廠安放了兩個160m3的液氨儲罐，其儲存量最高可達263噸。

(2)源項分析。以液氨儲罐發生泄漏時間為10min計算；通過《建設項目環境風險評價技術導則》極少的模型對泄漏量進行計算；源強。

儲罐最常出現泄漏的位置主要在罐身邊緣交接處，當線路故障或閥門受損造成液氨泄漏時，儲罐泄漏的孔徑為1cm，且泄漏位置與液面相差1.2m，相關人員須保證在lOmin之內作出反應。按照導則中的規定液氨通過小孔泄漏的基本公式來計算其源強：，其中Ql代表液體泄漏速度，單位kg/s；Cd表示液體泄露系數，取值0.64；A表示裂口面積，單位m2，液氨輸送管道的內徑為8.7cm，根據管道20%破裂計算；p表示液體泄露密度，取值616kg/m3；P表示容器內介質壓力，設計值為1.6MPa；P0表示環境壓力，取標準氣壓值1.01325x105Pa；g表示重力加速度，取值9.8m/s2；h表示裂口之上液位高度，取值1m。通過計算得出液氨泄漏強度為2.743kg/s，而10min內可能達到的泄漏量為1646kg。

(3)液氨泄露的環境風險評價分析。通過導則規定的要求進行分析，利用多煙團疊加模式，計算公式為：

分別以D類穩定度U10=3.6m/s(平均風速)、B穩定度U10=0.5m/s(小風)2.2m/s來評估液氨泄漏的濃度。當天氣為D類條件下，發生泄漏事故5min后，液氨下風向軸線濃度先快速增大后不斷降低，最大落地濃度為1300171mg/m3，于下風向7.8m處，當液氨泄漏后下風向涉及最大范圍達到527.6m。當天氣為B類條件下，發生泄漏事故5min后，液氨下風向軸線濃度先快速增大后不斷降低，最大落地濃度為3449849mg/m3，于下風向0.5m處，當液氨泄漏后下風向涉及范圍達到82.9m，影響程度沒有超出規定范圍。

4.火電廠液氨泄漏風險防范對策

(1)液氨儲罐區。對于液氨儲罐的選擇必須要經過嚴格的質量檢測，然后在按照規范的要求進行合理的安裝；在儲罐邊緣連接處應用有效的防腐材料，從而確保焊接處的封閉性；可在液氨儲存倉庫內安裝監控系統和報警系統，并在其周圍設置圍護或沖水系統，從而減少對環境造成的破壞；對于儲存設備進行有效的監測和維護，避免設備存在故障。

(2)液氨運輸。由于液氨屬于高危有害物質，所以對其的運輸必須要給與高度的重視，按照相關部門頒布的《化學危險物品安全管理條理》、《道路危險貨物運輸管理規定》嚴格遵循其中條例對化學危險品進行妥當的管理。

5.火電廠液氨泄漏風險應急預案

為了防止危險事故的出現，火電廠需要制定科學、有效的環境風險應急預案，從而保證火電廠各個部門都能夠團結一致、相互協作、按部就班的進行事故救援工作。當突發事件發生時，需要立即進行環境應急監測，并根據檢測的結果對附近的居民進行疏散；在條件允許的情況下，可在火電廠附近安放警報裝置，并在合適的位置安放風向標與風袋；在事故發生時可保證區域內的人員在15min內撤離；對于火電廠所處的區域進行合理規劃，減少周圍居住人口的增長，從而減少雙井突發事件對人帶來的傷害。

結束語：

由于火電廠生產過程中燃料消耗較大，排放的污染物較多，已成為國家環保部門的主要監查目標，應用SCR脫硝系統能夠起到節能減排的作用。眾所周知液氨是SCR系統還原劑主要成分，一旦發生泄漏非同小可，不僅會為火電廠帶來巨大的經濟損失，還會造成較大的人員傷亡，所以對液氨泄漏進行環境風險評價，旨在為火電廠能夠安全、可靠的運行。

[1]李慧.火電廠SCR脫硝系統液氨泄露的環境風險評價[J].中國科技縱橫，2012(22)：41-41.

[2]劉翠玲，LiuCuiling.火電廠SCR脫硝工程液氨儲罐泄露風險評價研究 [J].環境保護科學，2015，41(1)：113-116.