江鵬威

(國(guó)家能源集團(tuán)諫壁發(fā)電廠，江蘇 鎮(zhèn)江 212006)

1 氨站簡(jiǎn)介

某火電廠裝機(jī)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(jì)為上述8臺(tái)機(jī)組供氨，為該省第一座氨站，于2010年建成投運(yùn)。該氨站為敞開(kāi)式帶頂棚半露天構(gòu)筑物，液氨儲(chǔ)罐布置在防火堤內(nèi)，與液氨儲(chǔ)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(mǎn)足GB 536—2017《液體無(wú)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(jí)；極易溶于水、乙醇、乙醚。

2.1 氨對(duì)人體的危害

人體吸入少量氨氣會(huì)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(guò)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(zhǎng)期反復(fù)吸入低濃度氨氣會(huì)引起支氣管炎、皮炎；若氨氣濃度過(guò)高，短時(shí)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(wú)水氨和空氣會(huì)形成爆炸性混合物。如氨氣中含油或其他可燃?xì)怏w，會(huì)增加可燃或爆炸風(fēng)險(xiǎn)；與氟、氯等強(qiáng)氧化性氣體接觸時(shí)會(huì)發(fā)生劇烈化學(xué)反應(yīng)；若遇高熱，容易造成儲(chǔ)氨容器超壓泄漏甚至發(fā)生物理爆炸。

3 實(shí)行氨站的標(biāo)準(zhǔn)化管理

要實(shí)現(xiàn)氨站的長(zhǎng)周期安全運(yùn)行，必須根據(jù)國(guó)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(biāo)準(zhǔn)。

3.1 制定分級(jí)管理標(biāo)準(zhǔn)

氨站作為電廠等企業(yè)的重大危險(xiǎn)源，首先從企業(yè)層面要建立《危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源管理標(biāo)準(zhǔn)》，明確重大危險(xiǎn)源各職能部門(mén)的職責(zé)和分工，實(shí)現(xiàn)各部門(mén)對(duì)危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源監(jiān)控及管理，并監(jiān)管氨站的直接管理部門(mén)，形成從上到下的安全管理鏈，有效防范危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源事故的發(fā)生。職能管理部門(mén)每三年請(qǐng)有資質(zhì)的第三方單位對(duì)氨站進(jìn)行全面安全評(píng)估，出具安全評(píng)估報(bào)告，并到地方政府安監(jiān)局備案。

各級(jí)管理部門(mén)根據(jù)《危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源管理標(biāo)準(zhǔn)》制定詳細(xì)的《氨站管理標(biāo)準(zhǔn)》，對(duì)氨站管理各個(gè)方面進(jìn)行細(xì)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(mén)必須對(duì)氨站操作班組、檢修班組及相關(guān)管理人員定期進(jìn)行培訓(xùn)，持證上崗，了解氨的危險(xiǎn)性，熟悉氨站管理標(biāo)準(zhǔn)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(dòng)防護(hù)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(biāo)準(zhǔn)

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(qiáng)調(diào)“事前防范”，還應(yīng)制定切實(shí)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(bào)當(dāng)?shù)胤桨脖O(jiān)局和企業(yè)上級(jí)安全主管部門(mén)備案。企業(yè)職能部門(mén)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(jì)劃和演練方案；每次演練結(jié)束后分析存在的問(wèn)題，吸取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，并對(duì)應(yīng)急演練預(yù)案進(jìn)行修訂，逐步提高應(yīng)急處置能力。

3.3 制定三級(jí)定期巡查標(biāo)準(zhǔn)

氨站運(yùn)行人員每10 min對(duì)氨站監(jiān)控畫(huà)面全面切換檢查一次，查看各運(yùn)行參數(shù)；每2 h對(duì)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(mén)和直接管理人員每周對(duì)氨站全面檢查一次，按照編制好的《氨站動(dòng)靜密封點(diǎn)檢查表》對(duì)氨站所有的動(dòng)靜密封處進(jìn)行逐個(gè)排查，發(fā)現(xiàn)隱患及時(shí)處理。

企業(yè)相關(guān)職能部門(mén)每月對(duì)氨站進(jìn)行一次全面檢查，核實(shí)氨站各項(xiàng)制度及規(guī)定的執(zhí)行情況，解決存在的隱患，避免隱患進(jìn)一步擴(kuò)大。

3.4 配置完善的安全設(shè)施和防護(hù)用品

液氨接卸系統(tǒng)、液氨蒸發(fā)系統(tǒng)、儲(chǔ)存系統(tǒng)必須設(shè)置獨(dú)立的氮?dú)獯祾呦到y(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(mén)或排污門(mén)均通過(guò)不銹鋼管道排至廢水池底部吸收，廢水池長(zhǎng)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(cè)報(bào)警器相連，任何一個(gè)檢測(cè)器達(dá)到設(shè)定值，消防噴淋自動(dòng)啟動(dòng)；四周設(shè)置高壓消防炮、消防栓，不少于4只，消防炮可遠(yuǎn)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(chǔ)罐設(shè)置工業(yè)水噴淋冷卻系統(tǒng)，并與液氨罐溫度測(cè)點(diǎn)信號(hào)相連，達(dá)到溫度設(shè)定值自動(dòng)啟動(dòng)噴淋冷卻水。

氨站還應(yīng)設(shè)計(jì)液氨儲(chǔ)罐圍堰、符合標(biāo)準(zhǔn)的防火實(shí)體圍墻、二次防護(hù)圍欄；安裝避雷針、釋放靜電裝置、風(fēng)向標(biāo)、洗眼器、防撞柱、管道連接跨接線(xiàn)、工業(yè)電視監(jiān)控及門(mén)禁系統(tǒng)等安全設(shè)施；卸氨采用萬(wàn)向機(jī)械臂，禁止使用軟管；卸氨氣相、液相管道設(shè)置可遠(yuǎn)程操作的快速切斷閥。

防護(hù)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(hù)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(biāo)準(zhǔn)

4.1 技術(shù)規(guī)程

技術(shù)上編制詳細(xì)的氨站運(yùn)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(yùn)行、檢修維護(hù)及應(yīng)急處置提供依據(jù)和技術(shù)保障。氨站正常運(yùn)行時(shí)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(chǔ)罐、氣氨緩沖器停運(yùn)、投運(yùn)、置換、氣密性試驗(yàn)；供氨管道的置換、氣密性試驗(yàn)；氨站的整體投運(yùn)與停運(yùn)等，嚴(yán)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(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)國(guó)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(duì)液氨儲(chǔ)罐、液氨蒸發(fā)器、氣氨緩沖器、涉氨承壓管道的焊縫定期進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)和厚度檢測(cè)，壓力容器的部分焊縫每年檢測(cè)一次，承壓管道焊縫每三年檢測(cè)一次，做好臺(tái)賬，每次檢測(cè)的部位不一樣，做到有據(jù)可查。壓力容器檢測(cè)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(biāo)準(zhǔn)

氨站的設(shè)備檢修不能按照狀態(tài)檢修模式進(jìn)行，必須按照計(jì)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(kāi)人孔檢查，對(duì)內(nèi)部沉積物進(jìn)行清理并對(duì)其進(jìn)行化學(xué)成分分析；同時(shí)進(jìn)行金屬無(wú)損檢測(cè)和厚度檢測(cè)；對(duì)與壓力容器相連的閥門(mén)進(jìn)行全面檢查，更換有隱患的閥門(mén)，更換密封墊，閥門(mén)要求為不銹鋼氨專(zhuān)用閥門(mén)，密封材料為不銹鋼纏繞墊，法蘭必須用凹凸面帶頸對(duì)焊法蘭。液氨儲(chǔ)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(xiàn)檢漏儀、便攜式儀表每年由有資質(zhì)的單位定期校驗(yàn)一次。

4.4 涉氨壓力容器的氣密性驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)

制定嚴(yán)密的涉氨壓力容器氣密性試驗(yàn)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，氣密性試驗(yàn)按照逐步升壓查漏、三級(jí)驗(yàn)收制度執(zhí)行。涉氨壓力容器檢修工作結(jié)束后充氮?dú)獠槁?，查漏時(shí)必須對(duì)所有的法蘭接合面、相連的閥門(mén)門(mén)芯、閥門(mén)壓蓋全面檢查，跨接銅線(xiàn)已裝好，按照制定好的涉氨壓力容器氣密性試驗(yàn)查漏項(xiàng)目表進(jìn)行，以防遺漏。按照30 %，60 %，100 %試驗(yàn)壓力分步進(jìn)行查漏升壓，避免一次性不成功，泄壓重來(lái)，浪費(fèi)人力物力。形成由檢修人員、運(yùn)行人員、技術(shù)管理人員的三級(jí)驗(yàn)收制度。

4.5 制定安全、可靠的運(yùn)行方式

氨站最主要的運(yùn)行設(shè)備為液氨蒸發(fā)器，一般設(shè)置2～3臺(tái)，對(duì)應(yīng)的緩沖器同樣設(shè)置2～3臺(tái)。某廠由于機(jī)組比較多，配置了3臺(tái)蒸發(fā)器、2臺(tái)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(jī)組運(yùn)行時(shí)，容易造成蒸發(fā)器和緩沖器負(fù)荷不均勻，甚至超壓。該廠仿照發(fā)電機(jī)機(jī)組AGC運(yùn)行方式，規(guī)定氨站的運(yùn)行方式：2～3臺(tái)蒸發(fā)系統(tǒng)并列運(yùn)行時(shí)，蒸發(fā)器蒸汽加熱調(diào)門(mén)投自動(dòng)，出口聯(lián)絡(luò)運(yùn)行至2臺(tái)緩沖器；為了平均負(fù)荷，防止蒸發(fā)器超壓，兩臺(tái)緩沖器進(jìn)口調(diào)整門(mén)，一只投自動(dòng)，另一只投手動(dòng)，一般保持總用氨量一半的開(kāi)度，緩沖器出口聯(lián)絡(luò)運(yùn)行，每月定期切換。這種運(yùn)行方式的優(yōu)點(diǎn)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(dòng)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(mén)開(kāi)度，保證向緩沖器供氨，維持自身壓力；緩沖器不會(huì)因調(diào)門(mén)失靈而失壓，進(jìn)而導(dǎo)致?tīng)t側(cè)噴氨壓力低脫硝停運(yùn)，關(guān)鍵是蒸發(fā)器也不會(huì)因氨氣沒(méi)有出處而超壓。

為了保證液氨蒸發(fā)器的安全運(yùn)行，防止氨站失氣、失電或程控失靈時(shí)蒸發(fā)器超壓，給應(yīng)急處理創(chuàng)造時(shí)間，每臺(tái)蒸發(fā)器蒸汽調(diào)門(mén)后手動(dòng)隔絕門(mén)微開(kāi)，對(duì)蒸汽進(jìn)汽量進(jìn)行機(jī)械限流，開(kāi)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(yùn)行；在異常情況下即使蒸汽調(diào)門(mén)開(kāi)足，蒸發(fā)器也不會(huì)快速升壓、超壓，為事故處理贏得時(shí)間。

4.6 優(yōu)化設(shè)備及系統(tǒng)

為保證在事故狀態(tài)下運(yùn)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(gè)涉氨壓力容器、每臺(tái)機(jī)組的供氨管道上均設(shè)置單獨(dú)的置換系統(tǒng)，便于設(shè)備或機(jī)組在檢修時(shí)隔離、置換，在氨站配置4～5組氮?dú)馄拷M合集箱，每組16～20瓶，置換操作時(shí)方便、可靠、快捷；同時(shí)每個(gè)涉氨壓力容器、每臺(tái)機(jī)組的供氨管道均有單獨(dú)的隔離閥，保證各個(gè)系統(tǒng)獨(dú)立、互不干涉，便于操作，便于隔離，事故狀況防止擴(kuò)大。氮?dú)馄拷M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(dú)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(cè)參數(shù)在PLC或DCS系統(tǒng)上顯示、控制，并設(shè)置報(bào)警、聯(lián)鎖與邏輯保護(hù)及緊急停運(yùn)遮斷保護(hù)。配置氨檢漏報(bào)警器，信號(hào)同時(shí)接入氨站程控系統(tǒng)和消防控制系統(tǒng)，任何一個(gè)點(diǎn)達(dá)到報(bào)警值(25 mg/m3)，消防噴淋自動(dòng)啟動(dòng)，對(duì)氨氣漏點(diǎn)進(jìn)行全覆蓋式吸收。同時(shí)配置單獨(dú)的工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)，要求無(wú)死角，全覆蓋。信號(hào)接入運(yùn)行控制室。

4.8 做好異常分析和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

氨站的技術(shù)人員、運(yùn)行專(zhuān)工、檢修專(zhuān)工，對(duì)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(jìn)行異常情況分析，撰寫(xiě)詳細(xì)分析報(bào)告，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，做好存檔，并組織運(yùn)行和檢修班組進(jìn)行學(xué)習(xí)，避免類(lèi)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(xiǎn)源，必須按照GB 18218—2009《危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源辨識(shí)》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(chǎng)建立實(shí)時(shí)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(yùn)行。