火力發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，火力發電產生的NOx需要氨氣對NOx進行處理，現階段多數火力發電廠采用尿素水解制氨來處理燃煤產生的NOx，而尿素水解制氨經常出現故障。基于此，文章主要對火力發電廠尿素水解制氨常見故障分析與措施探究。

關鍵詞：火力發電廠；尿素水解制氨；故障；

引言

隨著經濟的不斷發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”節能減排目標的相關要求，采取有效的措施來處理燃煤產生的NOx，提高火力發電總水平、減少對環境的污染，對提高火電廠安全運行與實現超低排放具有重要意義。由于NOx是整個火力發電廠的主要排放物之一，對火力發電廠尿素水解制氨常見故障分析與措施探究刻不容緩。

1尿素溶液制備系統結晶

1.1現象

新建機組在投運初期尿素制備系統中出現結晶，在尿素溶解泵進出口結晶較為嚴重，另尿素中含有雜質在溶液中不能溶解，造成閥門頻繁卡澀，導致尿素溶液不能正常輸送到尿素溶液儲罐內。

1.2原因

（1）新建機組設計尿素溶解罐和和尿素溶液儲罐的容量能滿足機組滿負荷運行時間較長，由于現階段火電機組長期低負荷運行導致需要消耗的尿素溶液較少，尿素溶解系統停運時間較長，尿素溶解罐內和尿素溶解泵進出口處有殘余尿素溶液未排盡，管道內溫度降低后尿素溶液在系統低點結晶較為嚴重。

（2）尿素溶解泵入口未設置濾網，尿素溶解罐罐內的雜質和尿素溶液吸附在泵入口，尿素溶液結晶后把雜物就吸附在泵入口。

（3）尿素溶解泵運行時間較短，把尿素溶液打至尿素溶液儲罐內后就停運。

（4）未對管道內殘余尿素溶液進行稀釋和清理，導致尿素溶解罐和附屬管道內有剩余尿素溶液。

（5）尿素溶液制備系統系統內未設置最低點放水。

（6）投產前期尿素采購環節把控不嚴含雜質較多，最終沉積在儲罐底部、系統管道或閥門處，導致閥門卡澀。

1.3措施

（1）新建機組在設計初期時應在尿素溶解泵和尿素溶解罐之間設計濾網，制定尿素制備系統定期工作標準，定期清洗尿素溶解泵入口濾網。

（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行反沖洗，防止管道內有殘余尿素溶液。

（3）配置尿素溶液前對尿素溶解罐進行排污。

（4）尿素溶解罐蒸汽加熱持續投運，保證尿素溶解罐內溫度穩定。

（5）加強采購環節把控，嚴格按照廠家給定的尿素規格采購原材料。

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

（7）尿素制備系統停運后，尿素溶解泵定期再循環啟動，防止系統管線內存在死水造成結晶。

2、水解器出口管道結晶

2.1現象

新建機組一般設計為水解器出口管道至氨空混合器為電伴熱，并據常規的電伴熱管道方案布置，經分析某些火力發電廠在脫硝反應區A、B兩側噴氨管道處電伴熱有損壞現象造成水解器出口管道結晶。

2.2 原因

（1）脫硝系統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勒破保護套，另外管道長期高溫，造成鐵絲也達到高溫狀態，引起捆扎在鐵絲處的電伴熱帶保護套變色、老化或損壞。

（2）檢查發現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，運行中測溫探頭是測量溫度受到管道溫度影響，實際中是要求測溫探頭直接測量電伴熱自身發熱溫度。

（4）由于電伴熱管道出現缺陷，導致氨氣管道內溫度波動較大，氨蒸汽在溫度不穩定的管道內結晶，特別是在噴氨調門的閥芯上結晶較厚，致使噴氨調門經常卡澀。

2.3措施

（1）新建機組嚴格執行電伴熱廠家或行業標準安裝要求進行纏繞，嚴禁電伴熱帶交叉重疊、纏繞不均等現象。

（2）新建機組現場電伴熱帶嚴禁用鐵絲進行捆扎，全部用壓敏膠帶和鋁箔膠帶進行錯開捆扎。

（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）新建機組在伴熱帶安裝時，嚴禁用中間接線盒進行連接。

（5）新建機組在設計階段水解器中引入一路壓縮空氣。在水解器運行時可以由于其他原因引起氨蒸汽吸附在水解器內換熱盤管上而及時被吹走，增加水解器換熱盤管的安全性，防止水解器出口結晶。在水解器停運后也可以使用壓縮空氣對水解器內盤管吹掃烘干。

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

3、脫硝系統退出運行后噴氨管道上的閥門卡澀

3.1現象

一些區域受電網負荷影響，晚間深度調峰導致機組煙溫不能滿足投入脫硝系統條件。多臺已投運機組均出現噴氨管道入口手動閥和自動關斷閥堵塞，脫硝系統投入條件滿足后不能正常的開啟噴氨管道入口手動閥和自動關斷閥。

3.2原因

（1）由于脫硝系統停運后，噴氨管道內殘留的氨蒸汽隨著管道內溫度的降低緩慢凝結成甲酸胺結晶體堵塞閥門和管道。

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

3.3 措施

（1）運行值班員按照生產廠家給定的巡檢標準對脫硝系統進行巡回檢查，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，發現異常，及時處理。

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

（3）運行值班人員在脫硝系統退出后1h內到現場打開噴氨管道底部排污閥，必須將噴氨管道內的殘留氨蒸汽排凈，脫硝系統退出時間較長時，運行人員應每隔3h左右到現場打開噴氨管道排污閥排放管道內的氨蒸汽，如果脫硝系統停運時間超過2天，運行人員到現場將噴氨調節閥處管道排污閥開啟進行排空通風。

（4）水解器停運后，水解器內存在少量的氨蒸汽，在氨蒸汽未排盡的情況下水解器內溫度降低會使氨蒸氣凝結導致腐蝕堵塞水解器內各管道，水解器長期停運后需制定水解器停運保養措施。

（5）脫硝系統投入前打開氨蒸汽管道的蒸汽吹掃閥，對噴氨管道進行吹掃，確保管道內沒有任何雜物。

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

4、尿素儲倉堵塞、下料系統堵塞、給料機上插板門卡澀

4.1現象

火力發電廠一般設計為尿素儲備系統設置2套尿素筒倉。每個尿素顆粒儲倉配備一臺斗提機，通過料斗將尿素顆粒從地面豎向提升至儲倉，尿素儲倉中尿素板結，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，空氣濕度較大時極容易吸收超期而板結，搬運或儲存過程中尿素包裝袋破損，易發生板結，在下料口造成堵塞或閥板卡澀。

（2）尿素儲倉密封不良，長期儲存易吸潮板結，導致儲倉不下料。

4.3措施

（1）尿素顆粒存儲位置干燥、通風良好。

（2）尿素包裝袋完好無損，運輸及倒運過程中輕拿輕放，防止雨淋。

（3）加強尿素儲存倉密封。

（4）對已發生堵塞的系統通過采用人工破碎、榔頭敲擊儲倉的方式進行消除。

參考文獻：

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