火力發(fā)電廠脫硝氨區(qū)水噴淋系統(tǒng)探討

1、火力發(fā)電廠脫硝氨區(qū)水噴淋系統(tǒng)探討 摘要：近年隨著國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)不斷的提高，火力發(fā)電廠煙氣脫硝工程在電力行業(yè)內(nèi)大批量、集中展開。液氨作為火力發(fā)電廠脫硝系統(tǒng)的復(fù)原劑，被廣泛使用。對火力發(fā)電企業(yè)在平安管理、運(yùn)行管理、設(shè)備管理等方面，帶來了新的挑戰(zhàn)。依據(jù)現(xiàn)行國家設(shè)計(jì)規(guī)程、標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合氨區(qū)自身特點(diǎn)進(jìn)行探討，重點(diǎn)討論水噴淋系統(tǒng)在氨區(qū)防泄漏、防擴(kuò)散方面的設(shè)計(jì)模式和設(shè)計(jì)理念，促進(jìn)氨區(qū)水噴淋系統(tǒng)設(shè)計(jì)模式的開發(fā)。關(guān)鍵詞：氨區(qū);液氨;水噴淋1氨的特性氨是一種無色氣體，有強(qiáng)烈的刺激性氣味，分子量17.03，標(biāo)準(zhǔn)狀況下密度0.7081kg/m3，沸點(diǎn)為-33.35，自燃點(diǎn)651.11，與空氣混合爆炸極限15.7%27.4%

2、最易引燃濃度17%，最小點(diǎn)火能量680mJ。按火災(zāi)危險(xiǎn)性分類規(guī)定，液氨屬乙A類可燃液體。氨具有揮發(fā)性、毒性和強(qiáng)堿性pH在10左右，對眼、呼吸道粘膜有強(qiáng)烈刺激和腐蝕作用，可導(dǎo)致人體呼吸困難、昏迷、休克甚至死亡，其短時間接觸容許濃度30mg/m3，半致死濃度1390mg/m3，即刻致死濃度3500mg/m3。氨極易溶于水，常溫常壓下1體積水可溶解700倍體積氨氨水飽和濃度34%。2液氨危險(xiǎn)性液氨，又稱為無水氨，是一種無色液體，有強(qiáng)烈刺激性氣味。為運(yùn)輸及儲存便利，通常將氨氣通過加壓或冷卻成液氨。液氨20時密度為610.26kg/m3，加壓液氨氣化時體積會膨脹850倍，并大量吸熱，使周圍物質(zhì)的溫度急劇

3、下降。液氨氣化后與空氣混合能形成爆炸性混合物，遇明火、高熱能引起燃燒爆炸。低濃度氨對粘膜有刺激作用，高濃度可造成組織溶解壞死。液氨或高濃度氨可致眼灼傷;液氨可致皮膚灼傷【1】。根據(jù)化學(xué)品分類等標(biāo)準(zhǔn)系列標(biāo)準(zhǔn)，液氨屬于易燃?xì)怏w，類別2;壓力下氣體，液化氣體;急性毒性-吸入，類別3;皮膚腐蝕/刺激，類別1B;嚴(yán)重眼損傷/眼刺激，類別1;危害水生環(huán)境-急性危害，類別1。3液氨事故案例及分析3.1事故案例表1以上液氨發(fā)生泄漏事故為不完全統(tǒng)計(jì)，本文對液氨泄漏事故做定性分析。一是液氨泄露事故如果得不到有效控制和防護(hù)，通常會造成人員死亡，并且易造成較大事故。二是吉林寶源豐禽業(yè)的特別重大事故，由火災(zāi)導(dǎo)致液氨設(shè)備

4、和管道高溫發(fā)生物理爆炸，液氨發(fā)生爆噴性泄漏，在封閉廠房內(nèi)發(fā)生氣化和參與燃燒。三是從以上液氨泄漏事故分析，儲存液氨設(shè)備發(fā)生泄漏較少，液氨泄漏多發(fā)生在輸氨、用氨的設(shè)備和管道。4液氨儲存系統(tǒng)水噴淋系統(tǒng)模式根據(jù)液氨泄漏事故的定性分析，氨中毒是導(dǎo)致人員傷亡的主要原因，其次是火災(zāi)和爆炸，泄漏點(diǎn)多為法蘭、閥門等連接點(diǎn)的泄漏?；鹆Πl(fā)電廠脫硝工程液氨系統(tǒng)應(yīng)重點(diǎn)防止液氨泄漏和液氨泄漏后的防護(hù)。火力發(fā)電廠液氨儲存多使用壓力式液氨儲罐，目前國內(nèi)與液氨有關(guān)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、管理標(biāo)準(zhǔn)主要在液氨泄漏后防火防爆的角度考慮防范措施，水噴淋系統(tǒng)的設(shè)計(jì)強(qiáng)度是針對防火防爆進(jìn)行設(shè)置，未考慮水對氨的吸收作用。氨極易溶于水，常溫常壓下1體積水可

5、溶解約700倍體積氨氨水飽和濃度34%，因此水可以作為液氨泄漏后有效的吸收劑和保護(hù)劑。因此火力發(fā)電廠液氨儲存系統(tǒng)水噴淋系統(tǒng)的給水強(qiáng)度，需從吸收和防止擴(kuò)散角度考慮進(jìn)行設(shè)計(jì)，而并非僅考慮防火防爆的需要。5液氨儲存系統(tǒng)水噴淋系統(tǒng)給水強(qiáng)度探討根據(jù)?石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)?8.10.13要求，消防噴淋供應(yīng)強(qiáng)度不小于6L/min˙m2;?水噴霧滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?表3.1.2中防護(hù)冷卻時乙類儲存設(shè)施供應(yīng)強(qiáng)度為6L/min˙m2，閃點(diǎn)高于120度的液體火災(zāi)供應(yīng)強(qiáng)度為13L/min˙m2。?水噴霧滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?條文解釋說明：6L/mi

6、n˙m2供應(yīng)強(qiáng)度是接近控制壁溫，防止儲罐壁強(qiáng)度下降的臨界值，10L/min˙m2供應(yīng)強(qiáng)度可獲得露天有風(fēng)條件下保護(hù)儲罐干壁的滿意效果?？紤]到液氨儲罐同時設(shè)置單獨(dú)的冷卻噴淋系統(tǒng)，可在發(fā)生泄漏時同時開啟，能有效保障對于事故狀況下泄漏氨氣的吸收。綜上考慮，液氨儲罐消防噴淋系統(tǒng)供應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)不小于9L/min˙m2。本文調(diào)查統(tǒng)計(jì)了中國大唐集團(tuán)公司下屬火力發(fā)電企業(yè)液氨儲罐的數(shù)據(jù)，儲罐本體最大開孔孔徑為80mm。按DN80管道5mm法蘭間隙半周泄漏計(jì)算，20情況下液氨的最大泄漏速度為0.93t/min。氨水飽和濃度為34%，完全吸收情況下所

7、需水流量約為2.0m3/min。按吸收效率為50%計(jì)，消防噴淋吸收水流量應(yīng)不小于4m3/min。根據(jù)儲罐容積大小、噴嘴的布置及吸收效率，確定不同容積儲罐的消防噴淋水流量【2】。6液氨儲存區(qū)域水噴淋系統(tǒng)設(shè)計(jì)建議火力發(fā)電廠液氨儲存區(qū)域水噴淋系統(tǒng)，應(yīng)統(tǒng)籌考慮液氨儲罐防火防爆防泄漏和冷卻降溫的需求，多水源多系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，提供以下建議供參考。每個液氨儲罐的冷卻噴淋系統(tǒng)應(yīng)單獨(dú)設(shè)置，水源為工業(yè)水，噴淋強(qiáng)度不小于4.5L/m2˙min，以滿足液氨儲罐夏季高溫時的降溫需要，并可作為液氨泄漏的備用噴淋系統(tǒng)。液氨儲存區(qū)域消防噴淋水應(yīng)取自高壓消防水系統(tǒng)，室外消火栓用水應(yīng)取自低壓消防水系統(tǒng)。當(dāng)電廠消防給水系統(tǒng)為共用一套管路時，消防噴淋系統(tǒng)與室外消火栓用水應(yīng)分別從全廠消防水母管接入，且其分支母管均應(yīng)設(shè)置為帶有隔離閥門分段的環(huán)型管路。氨區(qū)消防噴淋系統(tǒng)應(yīng)采用水噴淋方式，噴頭應(yīng)采用實(shí)心錐型開式噴嘴，嚴(yán)禁采用管道開孔方式，噴淋系統(tǒng)的噴淋管道宜布置為環(huán)型布置。7結(jié)語火力發(fā)電企業(yè)作為國家重要經(jīng)濟(jì)命脈，擔(dān)負(fù)著重要的社會責(zé)任，構(gòu)建節(jié)能環(huán)保、平安穩(wěn)定生產(chǎn)的環(huán)境是所有企業(yè)的需要。我們只有深刻認(rèn)識火力發(fā)電廠液氨儲存系統(tǒng)泄漏的危險(xiǎn)性和危害性，