江鵬威

(國家能源集團諫壁發(fā)電廠，江蘇 鎮(zhèn)江 212006)

1 氨站簡介

某火電廠裝機容量6×330 MW+2×1 000 MW，均采用SCR脫硝技術(shù)，該廠氨站設(shè)計為上述8臺機組供氨，為該省第一座氨站，于2010年建成投運。該氨站為敞開式帶頂棚半露天構(gòu)筑物，液氨儲罐布置在防火堤內(nèi)，與液氨儲罐相關(guān)的其他設(shè)備布置在防火堤外。具體流程如圖1所示。

2 氨的特性及危害

火電廠脫硝用液氨必須滿足GB 536—2017《液體無水氨》的要求。氨屬可燃、易爆、有毒物質(zhì)，毒物危害程度為IV級；極易溶于水、乙醇、乙醚。

2.1 氨對人體的危害

人體吸入少量氨氣會造成呼吸道粘膜、眼角膜和眼結(jié)膜損傷，輕者出現(xiàn)流淚、咽痛、聲音嘶啞、咯痰等；吸入過量可造成中毒性肺水腫，出現(xiàn)呼吸窘迫、昏迷、休克、窒息等；濺入眼內(nèi)可造成灼傷；如長期反復(fù)吸入低濃度氨氣會引起支氣管炎、皮炎；若氨氣濃度過高，短時間將引起人體反射性呼吸停止，甚至窒息性死亡。

2.2 氨的易燃易爆性

氨氣在氧化性介質(zhì)中易燃易爆，16 %～25 %(V/V)的氣體無水氨和空氣會形成爆炸性混合物。如氨氣中含油或其他可燃氣體，會增加可燃或爆炸風(fēng)險；與氟、氯等強氧化性氣體接觸時會發(fā)生劇烈化學(xué)反應(yīng)；若遇高熱，容易造成儲氨容器超壓泄漏甚至發(fā)生物理爆炸。

3 實行氨站的標準化管理

要實現(xiàn)氨站的長周期安全運行，必須根據(jù)國家能源局下發(fā)的《燃煤發(fā)電廠液氨罐區(qū)安全管理規(guī)定》，建立完善的氨站管理制度和相關(guān)規(guī)定、規(guī)程，明確氨站的責(zé)任人員及相關(guān)人員的管理崗位職責(zé)，制定氨站各種管理標準。

3.1 制定分級管理標準

氨站作為電廠等企業(yè)的重大危險源，首先從企業(yè)層面要建立《危險化學(xué)品重大危險源管理標準》，明確重大危險源各職能部門的職責(zé)和分工，實現(xiàn)各部門對危險化學(xué)品重大危險源監(jiān)控及管理，并監(jiān)管氨站的直接管理部門，形成從上到下的安全管理鏈，有效防范危險化學(xué)品重大危險源事故的發(fā)生。職能管理部門每三年請有資質(zhì)的第三方單位對氨站進行全面安全評估，出具安全評估報告，并到地方政府安監(jiān)局備案。

各級管理部門根據(jù)《危險化學(xué)品重大危險源管理標準》制定詳細的《氨站管理標準》，對氨站管理各個方面進行細化和分工，避免安全技術(shù)管理上的漏洞。氨站的直接管理部門必須對氨站操作班組、檢修班組及相關(guān)管理人員定期進行培訓(xùn)，持證上崗，了解氨的危險性，熟悉氨站管理標準和安全操作規(guī)程；掌握設(shè)備系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與原理、操作方法、異常狀態(tài)與處理、檢修技能及應(yīng)急處置措施；熟練掌握勞動防護用品的使用，防止人身傷害事故的發(fā)生。

3.2 建立完善的應(yīng)急管理標準

上述所有制度和規(guī)定主要集中在“事前防范”方面，而氨站管理不但要強調(diào)“事前防范”，還應(yīng)制定切實有效的“事后處置”措施。將氨站泄漏可能發(fā)生的后果及應(yīng)急措施等信息，以適當(dāng)方式告知可能受影響的單位、區(qū)域及人員。將應(yīng)急救援預(yù)案報當(dāng)?shù)胤桨脖O(jiān)局和企業(yè)上級安全主管部門備案。企業(yè)職能部門每年根據(jù)應(yīng)急救援預(yù)案，制定不同的氨站泄漏演練計劃和演練方案；每次演練結(jié)束后分析存在的問題，吸取經(jīng)驗教訓(xùn)，并對應(yīng)急演練預(yù)案進行修訂，逐步提高應(yīng)急處置能力。

3.3 制定三級定期巡查標準

氨站運行人員每10 min對氨站監(jiān)控畫面全面切換檢查一次，查看各運行參數(shù)；每2 h對氨站和供氨管道全面檢查一次，所有參數(shù)抄表一次，要求“氨站不得有氨味”，如有氨味必須找到原因，消除隱患。

氨站的直接管理部門和直接管理人員每周對氨站全面檢查一次，按照編制好的《氨站動靜密封點檢查表》對氨站所有的動靜密封處進行逐個排查，發(fā)現(xiàn)隱患及時處理。

企業(yè)相關(guān)職能部門每月對氨站進行一次全面檢查，核實氨站各項制度及規(guī)定的執(zhí)行情況，解決存在的隱患，避免隱患進一步擴大。

3.4 配置完善的安全設(shè)施和防護用品

液氨接卸系統(tǒng)、液氨蒸發(fā)系統(tǒng)、儲存系統(tǒng)必須設(shè)置獨立的氮氣吹掃系統(tǒng)，互不干涉。所有涉氨壓力容器及承壓管道的安全閥排放口均接至氨氣稀釋罐吸收；所有涉氨壓力容器及承壓管道的放空門或排污門均通過不銹鋼管道排至廢水池底部吸收，廢水池長期保持高水位。

氨站及液氨接卸區(qū)設(shè)置全覆蓋消防水幕噴淋系統(tǒng)，并與氨氣泄漏檢測報警器相連，任何一個檢測器達到設(shè)定值，消防噴淋自動啟動；四周設(shè)置高壓消防炮、消防栓，不少于4只，消防炮可遠程噴射，也可形成水幕擋墻；站內(nèi)配備泡沫滅火器或二氧化碳滅火器；液氨儲罐設(shè)置工業(yè)水噴淋冷卻系統(tǒng)，并與液氨罐溫度測點信號相連，達到溫度設(shè)定值自動啟動噴淋冷卻水。

氨站還應(yīng)設(shè)計液氨儲罐圍堰、符合標準的防火實體圍墻、二次防護圍欄；安裝避雷針、釋放靜電裝置、風(fēng)向標、洗眼器、防撞柱、管道連接跨接線、工業(yè)電視監(jiān)控及門禁系統(tǒng)等安全設(shè)施；卸氨采用萬向機械臂，禁止使用軟管；卸氨氣相、液相管道設(shè)置可遠程操作的快速切斷閥。

防護用品配置急救箱、滅火器、防爆工具、防爆便攜照明、防凍服、防凍手套、防化服、靜電工作服、防毒面具、防護眼鏡、防酸堿橡膠手套、防酸堿橡膠雨靴、正壓空氣呼吸器、便攜式氨氣檢漏儀、硼酸洗液、堵漏工具等應(yīng)急工器具。

4 制定完善的技術(shù)標準

4.1 技術(shù)規(guī)程

技術(shù)上編制詳細的氨站運行規(guī)程、氨站檢修規(guī)程、應(yīng)急處置預(yù)案、迎峰度夏、防寒防凍等措施，為氨站設(shè)備運行、檢修維護及應(yīng)急處置提供依據(jù)和技術(shù)保障。氨站正常運行時采用PLC系統(tǒng)，除正常調(diào)整之外，均須編制完整的典型操作票，如液氨接卸；液氨蒸發(fā)器、液氨儲罐、氣氨緩沖器停運、投運、置換、氣密性試驗；供氨管道的置換、氣密性試驗；氨站的整體投運與停運等，嚴格執(zhí)行操作票制度，防止誤操作。

4.2 氨站壓力容器管理標準

根據(jù)國家能源局下發(fā)的《燃煤發(fā)電廠液氨罐區(qū)安全管理規(guī)定》和GB 150—2011《壓力容器》須對液氨儲罐、液氨蒸發(fā)器、氣氨緩沖器、涉氨承壓管道的焊縫定期進行無損檢測和厚度檢測，壓力容器的部分焊縫每年檢測一次，承壓管道焊縫每三年檢測一次，做好臺賬，每次檢測的部位不一樣，做到有據(jù)可查。壓力容器檢測的部位主要為本體焊縫以及與本體焊接相連的管道和法蘭。

4.3 氨站定期檢修標準

氨站的設(shè)備檢修不能按照狀態(tài)檢修模式進行，必須按照計劃定期檢修。液氨蒸發(fā)器、氣氨緩沖器每年定期檢修一次，要求開人孔檢查，對內(nèi)部沉積物進行清理并對其進行化學(xué)成分分析；同時進行金屬無損檢測和厚度檢測；對與壓力容器相連的閥門進行全面檢查，更換有隱患的閥門，更換密封墊，閥門要求為不銹鋼氨專用閥門，密封材料為不銹鋼纏繞墊，法蘭必須用凹凸面帶頸對焊法蘭。液氨儲罐三年檢修一次，要求與上述設(shè)備相同。氨站的所有安全閥、在線檢漏儀、便攜式儀表每年由有資質(zhì)的單位定期校驗一次。

4.4 涉氨壓力容器的氣密性驗收標準

制定嚴密的涉氨壓力容器氣密性試驗驗收標準，氣密性試驗按照逐步升壓查漏、三級驗收制度執(zhí)行。涉氨壓力容器檢修工作結(jié)束后充氮氣查漏，查漏時必須對所有的法蘭接合面、相連的閥門門芯、閥門壓蓋全面檢查，跨接銅線已裝好，按照制定好的涉氨壓力容器氣密性試驗查漏項目表進行，以防遺漏。按照30 %，60 %，100 %試驗壓力分步進行查漏升壓，避免一次性不成功，泄壓重來，浪費人力物力。形成由檢修人員、運行人員、技術(shù)管理人員的三級驗收制度。

4.5 制定安全、可靠的運行方式

氨站最主要的運行設(shè)備為液氨蒸發(fā)器，一般設(shè)置2～3臺，對應(yīng)的緩沖器同樣設(shè)置2～3臺。某廠由于機組比較多，配置了3臺蒸發(fā)器、2臺緩沖器，蒸發(fā)器出口和緩沖器出口均為母管制。因此當(dāng)所有機組運行時，容易造成蒸發(fā)器和緩沖器負荷不均勻，甚至超壓。該廠仿照發(fā)電機機組AGC運行方式，規(guī)定氨站的運行方式：2～3臺蒸發(fā)系統(tǒng)并列運行時，蒸發(fā)器蒸汽加熱調(diào)門投自動，出口聯(lián)絡(luò)運行至2臺緩沖器；為了平均負荷，防止蒸發(fā)器超壓，兩臺緩沖器進口調(diào)整門，一只投自動，另一只投手動，一般保持總用氨量一半的開度，緩沖器出口聯(lián)絡(luò)運行，每月定期切換。這種運行方式的優(yōu)點在于：緩沖器根據(jù)爐側(cè)噴氨量和自身壓力設(shè)定值自動調(diào)整維持供氨壓力；蒸發(fā)器根據(jù)自身壓力設(shè)定值調(diào)整蒸汽調(diào)門開度，保證向緩沖器供氨，維持自身壓力；緩沖器不會因調(diào)門失靈而失壓，進而導(dǎo)致爐側(cè)噴氨壓力低脫硝停運，關(guān)鍵是蒸發(fā)器也不會因氨氣沒有出處而超壓。

為了保證液氨蒸發(fā)器的安全運行，防止氨站失氣、失電或程控失靈時蒸發(fā)器超壓，給應(yīng)急處理創(chuàng)造時間，每臺蒸發(fā)器蒸汽調(diào)門后手動隔絕門微開，對蒸汽進汽量進行機械限流，開度約為供氨總量所需蒸汽量的50 %，不影響蒸汽發(fā)器的正常運行；在異常情況下即使蒸汽調(diào)門開足，蒸發(fā)器也不會快速升壓、超壓，為事故處理贏得時間。

4.6 優(yōu)化設(shè)備及系統(tǒng)

為保證在事故狀態(tài)下運行人員能快速處理，制定了《氨站失氣、失電、程控失靈應(yīng)急處理預(yù)案》并培訓(xùn)考試。為確保氨站每個涉氨壓力容器、每臺機組的供氨管道上均設(shè)置單獨的置換系統(tǒng)，便于設(shè)備或機組在檢修時隔離、置換，在氨站配置4～5組氮氣瓶組合集箱，每組16～20瓶，置換操作時方便、可靠、快捷；同時每個涉氨壓力容器、每臺機組的供氨管道均有單獨的隔離閥，保證各個系統(tǒng)獨立、互不干涉，便于操作，便于隔離，事故狀況防止擴大。氮氣瓶組合集箱設(shè)置防爆曬裝置，便于夏季備用存放。

4.7 設(shè)置完善的程控與儀表監(jiān)控系統(tǒng)

氨站應(yīng)設(shè)置全覆蓋工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)、程控操作系統(tǒng)及消防控制系統(tǒng)、采用獨立的PLC或DCS程控系統(tǒng)，并有100 %的冗余；雙CPU互為熱備用；供電系統(tǒng)為雙電源(加快速切換裝置)；UPS熱備用。所有控制及檢測參數(shù)在PLC或DCS系統(tǒng)上顯示、控制，并設(shè)置報警、聯(lián)鎖與邏輯保護及緊急停運遮斷保護。配置氨檢漏報警器，信號同時接入氨站程控系統(tǒng)和消防控制系統(tǒng)，任何一個點達到報警值(25 mg/m3)，消防噴淋自動啟動，對氨氣漏點進行全覆蓋式吸收。同時配置單獨的工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)，要求無死角，全覆蓋。信號接入運行控制室。

4.8 做好異常分析和經(jīng)驗總結(jié)

氨站的技術(shù)人員、運行專工、檢修專工，對氨站的異常情況，包括設(shè)備異常和人為操作異常，都必須進行異常情況分析，撰寫詳細分析報告，總結(jié)經(jīng)驗，做好存檔，并組織運行和檢修班組進行學(xué)習(xí)，避免類似情況再次發(fā)生。

5 結(jié)論

火電廠脫硝氨站作為重大危險源，必須按照GB 18218—2009《危險化學(xué)品重大危險源辨識》要求規(guī)范管理，從業(yè)人員按照規(guī)程掌握應(yīng)急處置技能，現(xiàn)場建立實時的監(jiān)控預(yù)系統(tǒng)，做好設(shè)備的定期檢查和檢修工作，以保證脫硝氨站的安全穩(wěn)定運行。