一起氨区蒸发槽管道堵塞事故分析

摘 要：作者介绍了某6*350MW电厂脱硝系统氨区蒸发槽管路堵塞的事件，通过对事件经过深入分析，总结出氨管路堵塞的原因，并提出预防和应对措施，对氨区同类事故的解决提供一定的借鉴。

关键词：氨区；堵塞；原因分析

引言

某电厂装机容量2100兆瓦，安装6台350兆瓦燃煤发电机组。为减少锅炉NOx的排放，改善当地大气环境，适应新的环保政策，电厂开始陆续对6台机组进行了SCR脱硝改造工程，其中，#1、#2、#3机组脱硝系统于2013年完成改造投入运行，#4、#5、#6机组脱硝系统于2014年完成改造投入运行。

1 某电厂氨区概况

该厂地处郊区，脱硝工艺系统采用液氨作为还原剂，为保证脱硝系统正常运行，专门设立了公共氨区，作为氨存储、制备、供应的场所。氨区设备主要包括氨卸料压缩机（2台）、液氨供应泵（2台）、液氨储罐（4只）、氨蒸发槽（4只）、氨气缓冲槽（4只）、氨气稀释槽（1只）、废水池（1座）、废水泵（2台）等。其中设置4只液氨储罐，每只有效容量125m3，全容积139m3。设4台液氨蒸发器，每台按两台机组ECR工况下120%容量设计，设置4台氨气缓冲槽，与液氨蒸发槽相对应组成4套制氨系统。液氨的供应由液氨槽车运送，卸料压缩机抽取储罐中的氨气，经加压后至液氨槽车，将槽车的液氨压入液氨储罐中。液氨储罐中的液氨在气温高时可以通过自身压力（气温低时通过液氨供应泵），输送到液氨蒸发槽内。从蒸汽加热获取的热量使液氨蒸发为氨气，蒸发槽入口装有压力控制阀将氨气压力控制在一定范围。从蒸发槽来的氨气进入氨气缓冲槽，缓冲稳定压力，为SCR系统稳定供应氨气。氨气系统紧急排放的氨气则排入氨气稀释槽中，用水吸收后排入废水池，再经废水泵送至废水处理系统处理。从脱硝系统改造完成后，运行基本稳定正常，但最近发生一起蒸发槽管路堵塞事件，差点造成6台机组脱硝全停的环保恶性事件。

2 事故经过

事故当日，氨区A、C液氨储罐运行，D氨罐备用，B氨罐隔离检修，A、B、C、D蒸发槽运行，缓冲槽出口母管气氨压力150KPa，其他设备正常方式。18：51A氨罐液位降至382mm，开D氨罐出液阀，A、C、D三氨罐运行。缓冲槽出口母管压力最低降至48KPa。之后缓冲槽出口母管压力恢复至151KPa。从画面开纯化阀，发故障报警无法开启，令巡检就地手动摇开纯化阀，A、C、D氨储罐压力从0.83降至0.68MPa，缓冲槽出口母管气氨压力至160KPa，到7.20缓冲槽出口压力逐渐降至130KPa。联系送氨槽车送氨，往D氨罐卸氨一车后，压力稳定在140KPa左右。维护开始检查D蒸发槽供氨调阀，经检查D蒸发槽供氨调阀不脏，解开蒸发槽供氨管道法兰后发现油状污泥状脏污。维护开始吹扫D蒸发槽，至7月21日吹通D蒸发槽，确证该次故障为蒸发槽管路堵所致。至早上D蒸发槽吹扫干净，投入运行，氨区供氨系统才算恢复稳定运行。又吹扫干净A蒸发槽，投入运行，A供氨调阀同样未发现堵塞，蒸发槽内吹出油状污泥状稀稠物。7.22至7.23又吹扫干净B蒸发槽，投入运行。

3 原因分析

从氨区报表及参数变化过程分析可得出事态进展情况：7.16氨区D罐卸氨一车和氨区A罐卸氨一车，7.17氨区C罐卸氨一车和氨区D罐卸氨一车，液氨为太原某公司所供。7.16A缓冲槽出口气氨温度从47℃降至22℃，7.18从24℃涨至28℃，之后又从26℃涨至45℃。7.17C蒸发槽出口气氨温度从48℃降至29℃，7.18从29℃涨至50℃，接着又从50℃降至29℃，7.19又从29℃涨至50℃。7.18B缓冲槽出口气氨温度从48℃降至37℃，之后又从36℃涨至49℃。7.19D蒸发槽出口液氨温度从50℃降至28℃。从上面时间点查询，各缓冲槽出口气氨温度降低和升高，均在蒸发槽供汽调阀关闭和开启后发生，时间节点基本一致。这就可以基本判断，在16日改为太原供氨后，7.16A蒸发槽管路堵过一次，至7.18稍微过些氨气，至12：16过大量氨气。7.17C蒸发槽也堵过一次，至7.18早上开始大量通气，中午又堵过一次，7.19又恢复通气。7.18B蒸发槽管路有些堵，之后恢复通气。7.19D蒸发槽堵，直至清理通后恢复正常。从氨罐使用情况看，在7.7B罐隔离检修后，A罐一直是主用罐。7.16卸氨后用的是A、D罐，7.18D罐液位483mm开始用C罐，当时A罐液位606mm。7.19D罐液位409mm时卸氨一车，开始倒为A、C罐运行。可以看出基本上从7.16开始用的就是7.16改为太原某公司供的氨，直至堵塞发生。我们对管路堵塞物进行化验分析，加入盐酸后产生剩下大量不溶物。而在罐内取样后，加入盐酸很快就全溶解了，只剩下很少的一点残渣。综上分析，本次事件的原因为：太原某公司所供液氨存在质量问题；液氨储罐A、D罐内有污物，特别是A罐，在液位低至380mm时已接近罐底，供氨存在在气液两相流动，由于扰动把罐内杂物带入液氨输送管路，在经过调门后由于法兰口径和蒸发槽内蒸发管口径变小，堵塞管路；运行控制氨罐液位太低，造成罐内底部杂物扰动随液氨进入蒸发槽管路；维护以前在更换B、C蒸发槽供汽调门后，造成四个蒸发槽供汽调门型号不一样，通流量相差太大，运行不能很好判断每个蒸发槽的出力大小；蒸发槽运行方式安排不合理，四个都运行很容易造成同时堵塞，失去备用；液氨储备不足，不利于合理的安排方式；氨区值班人员不足，不能很好的快速事故处理以及办理工作票及时消缺；维护对设备的定期点检不科学，造成罐、槽杂物较多不能及时清理。

4 预防及应对措施

预防措施包含以下几点：严把物资入厂管理，确保合格的液氨进入生产现场，最好电厂自己有有效的检测手段；氨储罐出口液氨输送管道加装篮式过滤器，过滤精度为300目；检修维护应根据设备实际运行情况，制定氨区各储备、制备设备定期检修台账，定期进行清理维护；制定合理的储、制氨设备的运行方式，以满足氨区设备的正常备用和安全运行；每天值长对全厂液氨储备应清楚，不足时应及时通报有关采购人员，各专业应具体控制物资储备；脱硝及氨区规程应及时跟进修改，维护应对有碍安全的氨区设计及设备及时更改，抓紧解决。

加强氨区检修及操作的规范管理，尽量减少管路内空气进入造成腐蚀；利用停机机会检查各炉前脱硝系统供氨管路及喷氨格栅的喷嘴头，看有否堵塞。

5 堵塞物成因分析

出厂液氨杂质含量小，由液氨带来的杂质堵塞氨系统管道的可能性较小。但也可能有些供氨厂家存在把关不严，特别是星期天值班人员，疏于对氨储罐的监控，造成储罐液位低时杂质带入槽车。

液氨为强碱性物，对碳钢的均匀腐蚀小，常见的腐蚀为：外壁大气腐蚀。空气中的水汽频繁在液氨罐、管道外壁冷凝腐蝕。应力腐蚀。储罐焊缝处存在由于操作压力引起的拉应力和焊接残余应力，当液氨中含氨时，在拉力作用下易形成微电池，产生快速溶解，而当液氨中含有N2时，则会增加钢的应力腐蚀敏感性，腐蚀主要存在于设备内壁焊缝等应力集中区。

6 结论与展望

综上所述，随着国家对环保控制越来越严格，我们火电行业首当其冲的就要不断修改排放标准适应国情。而当前在烟气排放中脱硝技术用的最多的还是氨技术，在使用氨的过程中肯定会碰各种各样的问题，这就需要我们在脱硝氨站的管理中不断的努力，发现问题及时应对总结，防止各类事故的发生，保证安全经济的运行。

参考文献

[1]翁俊震，毛荣军，等.火电厂脱硝系统氨站输氨管道堵塞原因分析及处理[J].清洗世界，2014.

作者简介：刘峰云（1973-），男，汉族，山西阳城，阳城国际发电有限责任公司，工程师，学士学位，研究方向：电厂锅炉及脱硝专业。