火电厂脱硝系统调试过程中的几个安全问题.pdf

第 l 2 卷2 0 1 0 年 第 1 2 期 电 力 安 全 技 术 Z 火咆广脱硝系统调试过程巾的几个安金问题 吴俊杰 。周春 苏州热工研 究院有限公 司，江苏 苏州 2 1 5 0 0 4 [ 摘 要]根据多个电厂脱硝 系统的调试经验 ，叙述 了脱硝 系统调试过程 中遇到的与安全相关的问题 ， 如氨的泄漏预防、氨区的防火防爆、废水的排放及处理、液氨卸车操作等，给出了 解决方案，并提出了 调试 过程 中的安全管理措施。 [ 关键词]火电厂 ；脱硝 系统 ；调试 ；安全 火电厂烟气脱硝 日益受到重视 ，越来越多的火 电厂开始上马脱硝系统。火电厂安装脱硝装置 ，是 减少N O 气体排放的有效措施，能够有效地改善大 气污染 ，减少酸雨的形成。随着 国家环境保护标准 的提高，越来越多的发电机组将陆续加装脱硝装置。 由于烟气脱硝仍然是一个 比较新的课题 ，在设计、 施工过程中存在着一些不规范，因而留有不少安全 隐患，需要在调试过程中仔细鉴别 ，加以消除。 现在投运的火 电脱硝系统大都采用S C R脱硝技 术 ，即选择性催化还原法 ，其工艺流程如图 1 所示。 这种方法是通过在较低温度的烟气中喷入 NH ，使 其在催化剂的作用下与烟气 中的 NO 发生还原反 应 ， 从而脱去烟气中的N O ， 达到净化烟气的目的。 i 覆 氮缓冲稆 图 1 S C R工艺流程 由于在脱硝过程中要用到大量的氨气， 涉及液 氨的装卸、存储 、汽化、传输以及化学反应等工业 过程 ， 而氨又是剧毒物质 ， 因此必须加强安全防范， 做好安全管理与运行防护措施。就现阶段而言，国 内的火电厂烟气脱硝正处于起步阶段 ，一些设计和 施工标准还不够规范。根据在多个电厂脱硝系统调 试的实际情况来看，脱硝系统无论是在设计还是在 施工过程中均存在着一些安全隐患和值得注意的地 方 ，应该给予足够的重视 。 1 脱硝系统调试过程中的几个安全问题 1 ． 1 氨的泄漏预防 液氨泄漏后 ，与空气接触汽化 ，很快形成白雾 状氨气， 具有强烈的刺激 陛。 人体一旦接触到氨气， 皮肤 、眼睛、呼吸道都会受到严重的伤害，当氨气 浓度过高时还会引发肺气肿甚至死亡。植物遇到高 浓度氨气后 ，会很容易变黄并枯死。氨气在空气中 的浓度达 l 6％时还可能引起爆炸。 要防止氨的泄漏，就必须保证整个脱硝系统的 气密性。需着重注意以下几点 1 仔细核对设计图纸，对氨区系统进行全面 检查 ，确保整个系统工艺流程正确无误 ，系统 中的 所有设备安装正确，且所有的承压设备和部件均符 合设计规范的要求。 2 对所有的电磁阀门及信号测点进行测试 ，确 保所有的信号显示准确， 阀门就地 远方 操作正常， 反馈正确。 3 依据设计规范 ，对氨区P L C控制系统的控 制逻辑进行逐条测试 ，确保所有的控制逻辑正确无 误，既没有误动作和控制失效，也没有设计规范以 外的额外功能。 4 对液氨泵、卸料压缩机、氨水泵等电气机 械设备按照设计标准严格进行 8 h试运转 ，查看这 些设备的工作状况， 确保这些对氨操作设备的启动、 停止和运转均正常。由于这些设备涉及液氨管道的 气密 陛，在进氨以后很难再拆开 ，因此对调试过程 中发现的问题必须立即处理 ，而不应等到进氨以后 再消缺。 5 对接 口处采用的垫片进行检查。调试过程 中，曾发现某电厂脱硝系统采用铜垫片，而氨与铜 一 9一 Z 电 力 安 全 技 术 第 l 2 卷 2 0 1 0 年 第 1 2 期 反应会生成铜铵络合物 ，腐蚀垫片，最终必将造成 氨气泄漏事故 ，因此绝对禁止使用铜垫片。 6 利用压缩空气对氨区设备和管道进行吹扫， 将其中的杂质吹扫干净。 杂质中包含水分、 泥土、 铁 屑等成分 ，杂质的存在不仅严重影响系统 的效率 ， 还会造成设备机件的损坏和阀门的卡涩 ，从而引发 系统故障和不必要的麻烦。 7 对氨区承压设备进行水压试验 ，水压试验 压力为设计压力的 1 ． 2 ～1 ． 3 倍。水压试验要反复进 行多次，每次发现的漏点要立即进行处理 ，严防跑 冒滴漏现象。处理完后再进行水压试验 ，直至系统 严密不漏 ，能够保压3 0 rai n 以上。 水压试验结束后 ， 要通过各管道的最低点把水排干净 ，然后再利用压 缩空气吹扫，把系统内所有的水排干。 8 水压试验后， 再对系统进行气密性试验 ， 试 验压力为系统的设计压力。气密性试验要分阶段进 行，每一个阶段都要用肥皂水对系统的所有法 兰、 阀门的盘根和门杆、仪表接 口等进行全面清查， 对 有泄漏的要进行处理 ， 直至系统严密不漏 ， 能够保 压 3 0 mi n以上。 9 氨区的氨气泄漏在线监测系统能够在线监 测氨气是否泄漏 ，当发生氨气泄漏时，系统会自动 发出报警 ，并将报警信号上传至电厂辅机控制室。 该系统探头的布置应根据氨区设备的实际分布情况 确定，要覆盖氨区有可能发生泄漏的所有设备和区 域， 且对氨罐等设备重点加强监测。系统调试好后 ， 必须利用标准氨气 一般为2 5 X 1 0 mL ／ L和5 0 1 0 mL ／ L 进行试验 ，确保该系统工作正常 ，检测 结果准确。 1 ． 2 氨区的防火防爆 液氨与空气接触能形成爆炸性混合物 ，遇明 火、高热能引起燃烧爆炸；与氟、氯等接触会发生 剧烈的化学反应。容器 内的液氨若遇高热，容器内 压增大，有开裂和爆炸的危险。而氨区是存储液氨 和制备氨气的场所， 因此氨区的防火防爆尤为重要。 在具体的调试过程 中要注意以下几点 1 氨区必须配备足够的灭火器 ， 放置有序 ， 易 取易用，并定期进行检验 ，发现失效后及时更换。 2 氨罐喷淋系统应保持完好，保证其自动投 入和退出功能正常，能够确保在氨罐温度高于 4 0 C 时自动投人对氨罐进行冷却。调试过程中，曾发现 某电厂的氨罐喷淋系统与氨区消防水系统共用 ，由 于2 个系统的功能和作用不同， 启动条件不一样 ， 在 一 9一 紧急情况下很可能不能发挥应有的作用，因此应坚 决杜绝此类现象的发生。 3 氨区全部采用防爆 电机和 电器 ，防爆接线 盒密封 l生完整可靠 ，接线无老化松动现象。电缆敷 设全部走电缆沟、电缆桥架，架空部分采用 P VC管 密封 ，不得有破损和明线接头，电缆敷设管道接头 部位跨接线要完整。在电缆与接线盒的接 口处，要 用密封胶条缠绕封死。氨罐下方如有照明开关，应 移至氨区电气控制室内。 4 氨罐应接地 良好 ，并围有围堰，管道法兰 要有跨接线连接，装卸区要设置卸车接地线等防雷 防静 电装置，且规范合理。 5 正式进氨以后，操作人员在对氨区设备 如 氨罐阀门等 等进行手动作业之前， 应先在接地铜板 上除去手上静电，以防止静 电对氨罐造成危险。 6 由于氨气和空气混合后的体积分数为 1 6 ％ ～ 2 5 ％时易引燃爆炸 ，所以首次进氨前必须按照要 求把系统中的空气利用氮气置换到氧的体积分数为 1 ％～2 ％； 进氨时先通人气态氨气 ， 检查系统无泄 漏后再启动卸料压缩机通入液氨。卸氨结束后按照 要求把相关卸氨管道利用氮气吹扫干净。 7 开、关阀门和检修时应使用铜制工具 ，若 使用铁制工具 ，则有可能因碰撞产生火花 ，造成危 险。进入氨区应使用防爆手 电。氨罐顶部的安全阀 和压力表要定期进行检查，确保安全阀在压力超标 时能够正常起跳泄压。 8 氨区内要保持清洁、无杂草，不得存放其 他易燃易爆物品和堆放杂物 ，不得搭建临时建筑 。 周围的消防通道要保持畅通 ，除了卸车时的液氨槽 车之外 ，禁止任何其他车辆进入。 1 ． 3 废水的排放及处理 液氨贮罐区宜远离厂外排洪沟及灌溉渠，并有 防止液氨泄漏流人厂区下水系统和厂外沟道的措施。 液氨是易燃有毒物质，泄漏后流入厂外沟道、江河 必将造成严重污染和危害。因此 ，液氨罐区的布置 也应注意泄漏后对厂外环境 l拇影响和危害。 在氨制备区设有氨气排放系统，使液氨储存和 供应系统的氨排放管路为一个封闭系统。氨气系统 排放的氨气，必须先排入氨气稀释槽中，经水的吸 收后再排人废水池 ，然后经由废水泵送至废水处理 厂处理。氨气稀释槽为一定容积的水槽 ，利用大量 水来吸收安全阀排放的氨气。稀释槽的液位 由满溢 流管线维持 ，槽顶淋水 ，液氨系统各排放处所排出 第l 2 卷 2 0 1 0 年第l 2 期 电力安全技术 的氨气 由管线汇集后进人稀释槽底部 ，通过分散 管将氨气分散人稀释槽水中。稀释罐通风管的设计 确保使通风管出口 氨的浓度最小，设计的最大浓度 为 2 p p m 0 ． 0 0 2 ‰ ，以避免氨气味的发散，设计容 积为2 6 m 。 废水池设有液位报警联锁，以控制废水 泵的启停。在任何情况下 ，绝对禁止将废水直接向 江河排放 ，且废水处理装置必须保证完好，能够发 挥应有作用。废水池应配置2 台废水泵， 互为备用。 废水泵应采用自吸泵，且由于脱硝系统中的废水具 有一定的腐蚀 陛，废水泵还必须具有耐腐蚀能力。 对于北方冬季寒冷地 区，应在废水排放管道和废水 泵上加伴热带或其他保温措施， 防止管道结冰冻裂。 在废水池进水之前，应仔细检查废水池底部和四壁 的严密性 ，防止出现渗漏现象。 1 ． 4 液氨卸车操作 液氨的卸车操作是氨站操作中极为重要的环 节。由于卸车操作是在一定压力下将高腐蚀性的液 氨从槽车压人液氨储罐 ， 涉及管道连接、 氮气置换、 气密性保持、压力控制以及卸车完毕后的氮气吹扫 等多个技术步骤，稍有不慎极易酿成重大事故。因 此整个过程要严格按规程进行操作，并做好相应的 防护措施，密切注意 ，防止泄漏。应着重注意 以下 几点 1 在进行液氨卸车操作之前，一定要根据规 范确定管道水压试验、气密试验、泄漏试验完全合 格。卸料操作应有专门安全人员现场督导 ，卸料操 作期间，操作人员不得离开现场。 2 对卸料压缩机进行启动前检查。因卸料压 缩机为非经常运转设备，长时间停运后，特别是首 次启动之前必须进行检查， 清理液氨过滤器；同时， 确认防护设备 ，包括全脸型防毒面具、手套、防护 鞋、防护衣、安全冲洗等完好齐备。 3 液氨汽车卸料应设固定的液氨卸车位，料 压缩机距离卸料车位路边不小于 8 m，卸车位路边 距离贮罐不小于 1 0 m。卸车位应满足与其他设施的 消防间距要求， 并设相应的高压喷淋水管及消火栓等 配套设施。 卸料车需水平停放 ， 加以固定并接地 ， 安 全熄火 ，并于车前后约 1 个车身长位置放置安全标 示牌。 4 为了防止氨气与空气混合达到爆炸极限， 开车之前必须对装置进行氮气置换 ，以防止火灾和 爆炸事故的发生。氮气置换应分段进行，将管路充 压至2 9 4k P a ，然后排放，再加压、排放 ，重复 3 ～ Z 5 次 ， 使系统 内氧气完全被置换。 不同地点氧含量连 续 3 次检测小于 2 ％即合格 ， 否则继续重复置换 ， 直 至达到要求。在氮气置换过程中，要注意充压和卸 压均不得过 陕，注意排放各个导淋，消除死角 ，禁 止边排放边充氮的置换方法。 5 进行管路连接。对氨罐至槽车相关管路进 行检查，确保连接完好，以避免管路连接时发生泄 漏 。连接压缩机 出口端后段软管至槽车进气接头 ， 连接液氨储罐进口端上段软管至槽车液氨出口 接头， 两软管连接后，检查是否连接妥当，确认后开启两 软管及槽车端的隔离阀。 6 卸氨操作。联系中控 ，从 C R T上打开液氨 储罐进 口阀，启动卸料压缩机，开启压缩机入 口隔 离阀，待压力建立后再开启出口隔离阀，利用压差 1 9 6 k P a 将液氨从槽车压入液氨储罐。整个过程中 须密切监视储罐压力 1 ． 0 MP a左右 和温度是否正 常。 待压差降至3 4 ． 3 -6 8 ． 6 k P a 或槽车液位指示为0 ， 表示槽车内液氨已卸完。 停压缩机， 几分钟后关闭液 氨储罐进 口遮断阀， 关闭软管上端及槽车上隔离阀。 7 软管拆卸。为操作安全 ，应先开启液氨管 路上的排放阀，将管内剩余液氨及氨气排放至稀释 槽， 再拆卸软管，并关闭相应管路上的各个手动隔 离阀。 2 脱硝系统调试过程中的安全管理措施 1 加强宣传教育，提高职工对氨的物理 、化 学特性及相关的防护工作的认识 ；氨站操作人员必 须经过专门培训 ，严格遵守操作规程 ；加强个人防 护， 液氨作业人员佩戴过滤式防毒面具 半面罩 ， 戴 化学安全防护眼镜， 穿防静 电工作服 ， 戴橡胶手套， 使用防爆型的通风系统和设备 ；制定紧急事件处理 程序 ，定期组织氨区泄漏演习，提高职工对氨气泄 漏的反应及处理能力。 2 电厂氨站设事故应急救援“ 指挥领导小组” ， 该小组 由厂长、副厂长、总工程师以及生产、设备、 安全、办公室等部门负责人和轮班调度组成，当班 调度为常务副指挥长。 当班调度在接到事故报告后， 应组织当班人员迅速查明事故源头 ，切断事故源 ， 安排相应的自救措施并立即通知本厂应急救援指挥 领导小组成员。指挥部领导到达现场后 ，根据事故 状态及危害程度作出相应的决定，并各司其职 ，开 展救援工作。 办公室应根据事故波及的范围和危害， 迅速联系相关部门建立警戒区，疏散人员，实施交 一 9一 Z 1 问题的提出 电力 安 全 技 术 第 1 2 卷 2 0 1 0 年第 1 2 期 提 离室内落地 I 1 0 V道雷器 带咆测试的 安全水 平 陈昕 南京供 电公 司，江苏南京 2 1 0 0 i 3 电气设备的预防性试验是 电力设备运行和维护 工作中的一个重要环节 ，对于发现运行 中设备的绝 缘劣化趋势具有明显的效果，是保证 电力设备安全 运行的有效手段之一。而通过各种试验项 目，获取 准确可靠的试验数据正是正确诊断高压 电气设备故 障的前提 。 根据南京供电公司对高压设备防污闪的有关要 求，高压设备在条件允许的情况下应尽量放置在室 内。以南京供 电公司市区所辖的8 0 多座变 电站为样 本进行调查，其中有大量室内落地布置的 1 1 0k V避 雷器 。 受供 电可靠性要求的限制 ， 避雷器停 电机会很 少。为 了保证避雷器的健康运行，根据 江苏省 电 力预防性试验规程 的要求，南京供电公司以 2年 为一个周期对 1 1 0 k V避雷器进行一次带电测试。由 于种种原因，这些避雷器在设计安装时没有考虑今 后做预防性试验 ，避雷器的高压引线与地面的距离 比较近 ，存在一定的安全隐患。因此 ，设计人员在 避雷器的外围加装了封闭的网门，以此来保证人与 带电部分可以有足够的安全距离 如图 l 所示 ， 但也 导致 目前的带电测试程序繁琐。此外，由于是带 电 测试， 试验人员在工作中与 1 1 0 k V的高压 电场的距 离过近 ，危险眭也极高。针对上述 l 1 0 k V室内避雷 器的现状 ， 提高室内落地 1 1 0 k V避雷器带电测试安 全水平显得尤为重要 。 加装封 闭网 门使运行 中的安全距离得到了保 证 ，但是带电测试过程中需要从避雷器底部的峰值 电流表提取电压、电流信号，这就要求运行人员在 试验工作开始前必须开启网门，而网门的开启由于 涉及到安全问题 ，开启手续比较繁琐。根据公司的 有关规定，必须得到运行主管领导的许可后方可开 启，等待时间较长。另外，即便开启了网门，试验 人员必须进入网门内的区域方可进行试验 如图2 所 示 ，需时刻注意保持安全距离，存在安全隐患，甚 至出现离网门最远的一只避雷器 由于安全距离的限 制无法进行试验的情 况。 图 l 改造前避雷器外部网门的现状 通管制和开展救护工作。 3 岗位人员在第一时间内发现液氨泄漏，应 立即按程序逐级报告。当班班长组织相关人员以最 快的速度佩戴好防护器材，迅速判明泄漏部位，切 断与泄漏相关的阀门， 并接通消防水对泄漏点喷淋， 控制氨雾扩散。当班调度根据事故扩展速度和可能 波及的范围， 进一步协调和控制处理事故， 减负荷、 降压 ，必要时安排工序停车或全系统停车。指挥部 成员应按照事故预案规定的职责各司其职，指挥事 故控制抢险抢修队进行喷淋、关闭相关阀门，切断 一 9一 泄漏源或实施带压堵漏以及废水的处置及环境监测 等工作。由办公室组织抢险保障队，对事故现场设 置警戒区域， 疏散厂区员工及周边居民， 抢救受伤、 中毒人员。开展事故反思，对事故出现及处理过程 中的不足进行总结，找出问题 ，落实整改措施，并 组织员工学 习。时刻牢记 “ 安全生产 ， 预防为主”的 警示标语 ，严格按照操作规程操作，减少或避免安 全事故的发生。遇紧急事故， 应及时果断进行处理 ， 避免事态扩大，把对生命财产的损失降到最低。 收稿 日期 2 0 1 0 - 0 6 - 0 2 修回 日期2 0 1 0 - 0 7 - 0 8