張家玉

（國家電投集團協(xié)鑫濱海發(fā)電有限公司，江蘇鹽城 224500）

0 引言

火力發(fā)電機組煙氣脫硝一般采用尿素水解方式制氨，鍋爐SCR（Selective Catalytic Reduction，選擇性催化還原技術）脫硝裝置配備公用尿素顆粒儲存?zhèn)}、卸載及尿素溶液制備、儲存及輸送系統(tǒng)。尿素水解系統(tǒng)按照單元制設計，單臺水解器出力滿足每臺機組BMCR（Boiler Maximum Continuous Rating，鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量）工況下100%供氨量，即每臺水解器產(chǎn)氨量為283 kg/h。袋裝尿素通過尿素顆粒斗提機輸送到尿素顆粒溶解箱里，用除鹽水及疏水箱疏水將尿素顆粒溶解成約50%（wt）質量濃度的尿素溶液，通過尿素溶液溶解提升泵輸送到尿素溶液儲存罐。尿素溶液經(jīng)由尿素溶液輸送泵進入尿素水解反應器內分解，生成NH3、H2O 和CO2，分解產(chǎn)物與稀釋空氣混合均勻并噴入脫硝系統(tǒng)。水解反應器模塊中產(chǎn)生出來的含氨氣通過管道輸送至鍋爐計量混合后最終噴入SCR 脫硝裝置脫硝系統(tǒng)。

1 工藝原理

尿素又稱碳酰胺（Carbamide），是一種白色或淺黃色的結晶體，是最簡單的有機化合物之一。從尿素制備成氨氣需要3 步：溶解—儲存—制氨。

（1）溶解：在溶解罐中將尿素顆粒和水配置成40%～60%（wt）的尿素溶液。

（2）儲存：將第一步配置好的尿素溶液儲存于尿素溶液儲罐中，尿素溶液儲罐的總儲存容量宜為全廠所有機組BMCR 工況下5～7 d 的日平均消耗量。

（3）制氨：將尿素溶液輸送到制氨反應器或反應區(qū)進行反應制備成脫硝需要的氨氣。

2 尿素水解反應器檢修內容

（1）水解反應器水煮：①編寫水煮方案及相關安全措施，審核后方可進行；②蒸煮介質為除鹽水；③蒸煮后應達到置換氨氣合格的條件；④水煮期間禁止出現(xiàn)超溫、超壓現(xiàn)象，并保證水解反應器安全附件及儀表不受損壞；⑤水煮期間應有專人監(jiān)視操作，水煮產(chǎn)生的污物應從水解反應器內排凈；⑥整個煮水時間大于4 h。

（2）水解反應器換熱管束拆裝及清洗：①編寫水解反應器管束的拆裝、清洗方案及相關安全措施，審核后方可進行；②拆裝前應準備好相關機具及準備更換的零配件；③清洗內容不少于設備筒體內部、設備相關接口、換熱管束、換熱管箱、各密封面及水解反應器內相關焊縫等；④檢查內容不少于設備筒體的內部表面、設備相關接口、換熱管箱、換熱管束及相關焊縫等；檢查的缺陷不少于腐蝕、裂紋、沙眼、銹蝕、變形及彎曲等；針對缺陷問題處進行標識，并進行現(xiàn)場查驗，并對損壞部位進行處理；⑤檢查管束內容不少于管束對換熱管的缺陷檢查、管束折流板、隔板、拉桿螺栓腐蝕情況，設備內表面清洗及污物清除使用的物品應為棉布、專用鋼絲刷及水解反應器污垢專用清洗劑等；⑥管束清洗使用的物品應為高壓水槍，棉布、清洗泵、專用鋼絲刷及水解反應器污垢專用清洗劑；⑦水解反應器污垢清洗劑的使用應防止損壞設備，清洗完成部位需將污垢完全去除并露出金屬本色；⑧清洗完成需在不銹鋼表面接觸腐蝕介質側進行鈍化并進行藍點測試，藍點測試點為隨機3 處。

（3）水解反應器換熱管束檢查測厚：①編寫水解反應器的測厚方案并準備好相關工器具，審核后方可進行；②隨機抽取管束上5 根不同部位的換熱管進行標記；③在每根標記的換熱管束上選取3 個不同位置，使用測厚器具進行測量并做好記錄；④水解反應器內筒體依次從進口端至末端氣液相各3 處不同部位標記并測厚和做好記錄；⑤安裝合格的管束，不合格管束進行更換。

3 尿素水解器檢修技術要求

（1）保溫拆除：①尿素水解反應器置換合格后，經(jīng)運行人員許可后進行檢修，檢修前應按規(guī)定辦理有關票證并按方案進行檢修施工；②反應器本體及連接管道的保溫應提前拆除，拆除時應保持其完整，拆下的保溫結構編號保存，便于恢復時使用。

（2）抽換熱管道。為避免拆下外殼管束的損壞，應按照要求編寫抽出檢修方案，并嚴格遵守如下事項：①采用軟性寬布帶吊裝；②管束抽出后不能直接放在地上，需放置在枕木或是支架上；③設置足夠的支架，并防止管束的變形。

（3）清理及清洗：水解反應器拆開后應及時進行清理和清洗，機械清洗和清洗劑清洗為主要方式。清洗后檢查殼體、管束及其他部件有無腐蝕、裂紋、變形情況，記錄并進行處理。確保無問題后應進行鈍化，并經(jīng)檢測驗收合格方可回裝試壓。換熱管束里面不易清洗，需借助專用清洗工器具及專用清洗劑。

（4）試壓：①檢查、清洗水解反應器，必須進行試壓檢漏，水解反應器液壓試驗充水時，應從最高處將空氣排盡。試壓過程中應做好相關安全附件及儀表部件的保護措施。試壓后用壓縮空氣吹干并及時泄壓。試壓結束后，應盡快拆除試壓用輔助部件；②水壓試驗時，試驗介質宜采用除鹽水。設備充滿水后保壓時間大于30 min，保壓期間對所有焊縫及連接部位進行全面檢查。合格標準為無滲漏、無可見的異常變形及保壓中無異常的響聲。發(fā)現(xiàn)漏點及時進行修補，修補后需再次試壓。

（5）設備回裝：①試壓結束后，應盡快拆除試壓用輔助部件，恢復設備與管道的連接；②回裝順序：先安裝管束，清理法蘭密封面保持干燥，檢查密封面并在密封面上均勻涂抹高溫密封膠，然后將高溫石墨墊片放到殼體法蘭密封面上，墊片放正、放平并壓牢，法蘭對稱緊固。

（6）尿素水解反應器檢修：回裝完成后，恢復管道復位連接和管道設備保溫。法蘭墊片損壞更換新的墊片。設備管道的保溫應恢復原樣。

（7）尿素水解反應器檢修過程：將“設備清理清洗記錄”“設備缺陷及檢修記錄”“開孔封閉檢查記錄”“打水壓檢漏記錄”等作業(yè)過程詳細記錄，準確記錄檢修作業(yè)過程中發(fā)現(xiàn)的設備缺陷。

尿素水解器檢修項目及質量標準見表1。

表1 尿素水解器檢修項目及質量標準

4 尿素水解器停機檢查項目

（1）整體檢查：檢查尿素水解反應器的本體、接口、閥門、管路、焊接接頭等部位是否有裂紋、泄漏、變形、損傷等；檢查保溫層有無破損、脫落、潮濕；檢查封孔、信號孔有無漏液、漏氣情況。運行時設備與相鄰管道及構件有無相互摩擦、異常振動、響聲；支承、支座有無損壞、銹蝕，基礎有無下沉、傾斜、開裂，螺栓緊固完好；排放、疏水、排污等裝置是否完好。

（2）開罐檢查：檢查殼體內表面有無腐蝕，為均勻腐蝕還是其他形式的腐蝕，如有應進行測厚，測量最小厚度。檢查殼體內焊縫焊接接頭等是否有裂紋、變形、泄漏、損傷等。

（3）抽出管束：檢查主螺栓是否腐蝕、變形、螺紋部分是否完好等。檢查法蘭、管板密封面是否有腐蝕、變形、劃傷等缺陷；檢查換熱管管束有無沖刷、腐蝕、破損、劃傷碰傷等；檢查管板管子與管板焊縫：檢查管束滑道有無變形等缺陷。

（4）安全附件及閥門儀表檢查：安全閥是否完好，安全閥需定期報檢；爆破片是否完好，需定期更換；壓力表、溫度計、電伴熱系統(tǒng)是否完好、檢定；檢查、檢修、維護止回閥、關斷閥、手動閥等閥門；設備管路上電伴熱線若有損壞，建議根據(jù)電伴熱施工圖將相關電伴熱線保溫拆除后更換（更換時應注意電伴熱線長度、型號、品牌一致，避免造成運行故障）；最后再恢復保溫，恢復保溫時注意鋁皮上螺絲固定時不要打穿電伴熱表皮。

（5）吹掃清洗：設備筒體內壁及換熱管的內、外部清洗，對換熱管管壁、設備筒體、筒體焊縫的厚度進行檢測，發(fā)現(xiàn)腐蝕嚴重部位通知水解器廠家確認后進行焊接處理。氣相泄壓、液相回流、安全閥、爆破片等進出口管道內部必須通熱水清洗干凈，保證管路暢通。調節(jié)閥閥芯及閥門污垢需定期清洗，避免調節(jié)閥調節(jié)精度受到影響。特別注意氨氣調節(jié)模塊、氨蒸氣出口調節(jié)閥。氣動閥門（包括調節(jié)閥、關斷閥）請將進氣減壓閥過濾器進行清潔。在水解制氨系統(tǒng)投運前，對蒸汽管道、儀表空氣管道、尿素溶液管道等進入水解器殼體內部的接口管道進行吹掃清洗，防止雜物進入影響系統(tǒng)正常運行。系統(tǒng)投運前應用除鹽水進行試漏試驗，合格后方能投運。