液氨储存与蒸发系统培训手册.docx
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液氨储存与蒸发系统培训手册
编号:
AEP-CZTX-TSFAN-004
广东大唐国际潮州发电有限责任公司
2×1000MW超超临界机组
脱硝改造工程
液氨储存与蒸发系统
培训手册
浙江蓝天求是环保集团有限公司
二○一二年八月
1.系统概述错误!
未定义书签。
2.工艺原理4
2.1.选择性催化还原法(SCR)原理4
2.2.液氨系统工艺流程5
3.工艺指标5
3.1原辅材料及产品的主要技术规格5
3.2装置危险性物料主要物性6
4.设备概况及功能介绍6
4.1主要设备介绍6
4.2主要设备清单8
5.系统运行操作指南12
5.1首次卸氨操作12
5.1.1确认系统达到卸氨要求12
5.1.2氮气置换14
5.1.3卸氨操作步骤14
5.2非首次卸氨操作步骤16
5.3液氨蒸发系统的操作步骤16
5.3.1蒸发器投运操作步骤16
5.3.2蒸发器停运操作步骤17
6.设备操作规程17
6.1液氨卸料压缩机的开、停机操作17
6.1.1启动前的检查内容17
6.1.2启动步骤18
6.1.3启动后的检查内容18
6.1.4停机步骤19
7.氨区日常检查与维护19
7.1日常巡检内容19
7.2定期工作20
8.安全注意事项........................................................................................................
20
8.1
安全预防措施.................................................................................................
20
8.2
氨气泄漏后处理措施.....................................................................................
21
8.2.1
轻微泄漏...................................................................................................
21
8.2.2
严重泄漏...................................................................................................
22
9.急救知识.............................................................................................................
22
1系统概述
广东大唐国际潮州发电有限责任公司2×1000MW超超临界机组改造设置烟气脱硝装置。
采用SCR选择性还原法烟气脱硝工艺。
以NH3作为还原剂,在省煤器后350℃左右的烟温中与NOx发生反应,生成N2和H2O。
氨区系统包括:
液氨卸料压缩机、储氨罐、液氨蒸发槽、氨气缓冲罐、废水
泵、废水池等设备;供氨系统包括:
混合器、稀释风机等设备。
液氨的供应由液氨槽车运送,首先在卸氨前对卸氨管路及存储氨液罐进行
N2置换,利用液氨卸料压缩机将液氨由槽车输入储氨罐内,储罐中的液氨输送到
液氨蒸发槽内,利用辅助蒸汽加热后,液氨蒸发为氨气,进入氨气缓冲罐恒定压
力,一定压力的氨气与稀释空气在混合器中混合均匀,在稀释风机吹送下,送达
SCR烟气脱硝系统。
2.工艺原理
广东大唐国际潮州发电有限责任公司2×1000MW超超临界机组改造设置烟
气脱硝装置采用的是选择性催化还原法(SCR)。
脱硝还原剂——气氨采用无水液
氨加热蒸发提供。
2.1.选择性催化还原法(SCR)原理
SCR装置脱硝反应原理——烟气和氨与空气的混合物在经过SCR装置的蜂窝
式或板式催化剂层时,烟气中的NOx和NH3、空气中O2发生化学反应,生成无污
染的N2和H2O。
其反应方程为:
4NO+4NH3+O2=4N2+6H2O
6NO2+8NH3=7N2+12HO
2.2.液氨系统工艺流程
液氨槽车液氨储罐蒸发器缓冲罐SCR反应区
卸氨压缩机
废水泵废水池氨气稀释罐
液氨由液氨槽车送来,利用液氨槽车自身压力及氨卸料压缩机增压的方式将
液氨由槽车输送至液氨储罐内储存,并利用液氨储罐与液氨蒸发器之间的压差,
将液氨储罐中的液氨输送到液氨蒸发器内,以被加热过的水作为热源将液氨蒸发
器内的液氨蒸发为气氨后,进入气氨缓冲罐,再经管道送至脱硝反应区。
液氨储
罐及气氨蒸发系统紧急排放的气氨则排入氨气稀释槽中,经水吸收后排入废水
池,再经由废水泵送至主厂废水处理系统处理。
3.工艺指标
3.1原辅材料及产品的主要技术规格
(1)原材料的主要技术规格
序号名称规格标准备注
1液氨含NH399.6%GB536-88《液体无水氨》
(2)产品的主要技术规格
序号名称规格标准备注
1
气氨
含NH399.6%
2
残留物含量
0.4%
红外光谱法
3.2装置危险性物料主要物性
氨属可燃、易爆、有毒物质,危险类别为
2.3类,其主要性质见下表:
分子式:
NH3
气氨相对密度(空气
=1):
0.59
分子量:
17.04
液氨相对密度(水
=1):
0.7067(25℃)
CAS编号:
7664-41-7
爆炸极限:
15.7-27.4%
熔点(℃):
-77.7
1%水溶液
PH值:
11.7
沸点(℃):
-33.4
蒸气压:
882kPa(20℃)
自燃点(℃):
655.11
火灾危险类别:
乙类
最高允许浓度:
30mg/m3
毒物危害程度分级:
IV
4.设备概况及功能介绍
4.1主要设备介绍
系统主要的设备包括液氨储罐(3台)、卸料压缩机(2台)、液氨蒸发器(2台)、气氨缓冲罐(2台)、气氨稀释罐(1台)、废水泵(2台)、压缩空气罐(1台)、氨泄漏检测仪器及一些安全辅助设施。
(1)储氨卧式储罐
3
液氨卧式储罐容量为160m,3台,其中三台互为备用。
设计温度-20℃—50℃,设计压力0-2.16Mpa。
储罐上安装有两台安全阀,温度计、压力表、液位计、高
液位报警仪和相应的变送器并将信号送到DCS控制系统。
四周安装有工业水喷淋管线及喷嘴,当储罐罐体压力或温度超高时自动喷淋装置启动,对罐体自动喷淋降温;当检测到有氨气泄露时,一旦检测到设备周围空气中的氨气浓度超过设定浓度,消防喷淋装置会自动启动,对氨气进行吸收,控制氨气污染。
(2)卸料压缩机
卸料压缩机用于氨储存供应系统中液氨的卸载,在卸氨时它抽取储氨罐中的
氨气,经压缩后送至槽车,将槽车内的液氨压入液氨储罐中。
ZW-1.0/16-24型压缩机采用双填料箱无油润滑活塞式气体压缩机。
是集压
缩机、过滤器、气液分离器、安全阀、止回阀、两位四通阀、防爆电动机等为一
体,在进口处配有气液分离器,确保被压缩的氨气无油、无水。
气液分离器配有安全阀、液氨排放阀和液位开关及压力开关。
压缩机的启停控制通过就地控制柜的手动按钮实现。
压缩机配有四通阀,能实现不同管路间液氨转移的切换。
压缩机的数量为2台,1台运行,1台备用。
(3)液氨蒸发器
液氨蒸发器的作用是为把液氨加热成气氨提供场所,液氨蒸发所需要的热量是由经减压过的蒸汽提供。
蒸发器的入口管线上装有调节阀与蒸发器的出口压力形成连锁。
在氨气出口管线上装有温度检测器,以便随时观察出口氨气的温度,使氨气至缓冲罐维持适当温度及压力。
蒸发器还装有安全阀,以防止设备超压。
液氨蒸发器按照1686kg/h容量设计。
数量为2台,1台运行,1台备用
(4)气氨缓冲罐
从液氨蒸发器蒸发出的氨气流进入缓冲罐,通过调压阀控制后,再通过氨气
输送管线送到锅炉侧的脱硝系统。
气氨缓冲罐能满足为SCR系统供应稳定的氨气,避免受蒸发器操作不稳定所影响。
(5)气氨稀释罐
气氨稀释罐为一定容积水罐,水罐的液位应由满溢流管线维持。
稀释罐设计由罐顶淋水,液氨系统各排放处所排出的氨气由管线汇集后从稀释槽低部进入,通过分散管将氨气分散入稀释罐水中,利用大量水来吸收安全排放的氨气。
(6)氨气泄漏检测器
液氨储存及蒸发系统周围设有氨气检测器,以检测氨气的泄漏情况,并显示大气中氨的浓度。
当检测器测得大气中氨浓度过高时,在机组控制室会发出警报,操作人员采取必要的措施,以防止氨气泄漏的异常情况发生。
氨气泄漏检测器分别布置在氨区及气氨稀释区域。
。
(7)排放系统
氨制备区设有排放系统,使液氨储存和蒸发系统的氨排放管路为一个封闭系统,废氨经稀释罐吸收成氨废水后排放至废水池,再经由废水泵送到工业废水处理车间。
(8)氮气吹扫系统
液氨储存及供应系统保持系统的严密性防止氨气的泄漏和氨气与空气的混
合造成爆炸是最关键的安全问题。
基于此方面的考虑,本系统的卸料压缩机、液
氨储罐、液氨蒸发器、气氨缓冲罐等都备有氮气吹扫管线。
在液氨卸料之前通过
氮气吹扫管线对以上设备分别要进行严格的系统严密性检查和氮气吹扫,防止氨
气泄漏和系统中残余的空气混合造成危险。
4.2主要设备概述
储氨罐
序号
项
目名
称
单位
数据
数量
台
3
尺寸外型
Ф3500x16000
容积
m3
162
工作介质
液氨
设备内操作温度
℃
0~40
设备设计压力
MPa
2.16
材料
Q345R
卸料压缩机
序号
项
目名
称
单位
数据
数量
台
2
产品型号
ZW-1.0/16-24
结构形式
立式、风冷、无油润滑、活
塞
压缩介质
氨气
公称容积流量
(m3/min)
1.0
压缩级数
一级
气缸数
2个
传动方式
皮带
噪声(声压级)
dB(A)
≤85dB(A)(一米距)
冷却形式
风冷
转速
r/min
850
吸气压力(表压)
MPa
1.6
排气压力(表压)
MPa
2.4
吸气温度
℃
≤40℃
排气温度
℃
≤110℃
电动机
序号
项
目名
称
单位
数据
型号
YB180M-4
2
隔爆等级
ExdⅡBT4
防护等级
主机外壳
IP54
接线盒
IP54
转速
r/min
1440r
额定电压
V
380V50HZ3相
额定功率
kW
18.5KW
外形尺寸
(L×W×H)mm
约1200×450×980
重量
kg
630
液氨蒸发器技术数据表
液氨进口压力MPa
0.4-1.6
液氨进口温度℃
常温
液氨参数
40
气氨出口温度℃
最大蒸发量kg/h
1686
气源压力MPa
0.6~1.3
气源温度℃
300~380
蒸汽参数
822
蒸汽耗量kg/h
蒸汽喷入方式
文丘里直接涡流喷射式
工作温度℃
60
加热水参数
65
最大工作温度℃
最小工作温度℃
55
液位控制方式
水位开关
材料
Q235
壳程
壳体厚度mm
6
设计压力MPa
常压
设计温度℃
90
材料
304
管子规格
¢57×3.5
设备
管程
设计压力MPa
2.3
参数
设计温度℃
90
2
45.38
换热面积m
材料
硅酸铝
保温
厚度mm
50
外护板材料
铝板
外护板厚度mm
0.7
使用寿命
年
30
氨气缓冲罐
序号
项
目名
称
单位
数据
数量
台
2
尺寸外型
Ф1600x2000
容积
m3
6.2
工作介质
氨气
设备内操作温度
℃
40
设备设计压力
MPa
0.85
材料
Q345R
序号
序号
氨/空
气混
合器
氨气稀释槽
项
目名
称
单位
数据
数量
台
1
尺寸外型
立式Ф2000x2400
容积
m3
6.8
工作介质
氨水
设备内操作温度
℃
40
设备设计压力
MPa
常压
材料
Q235B
废水泵
项
目名
称
单位
数据
数量
台
1
扬程
Mpa
0.4
功率
kW
11
流量
3
20
m/h
项目
单位
技术参数
数量
套
2
规格
mm
Φ630mm×2340mm
稀释风机
数量
台
2
型式
离心风机
功率
kW
41
全压
Pa
6600
流量
3
13400/15440
m/h
项目
数量
技术参数
注氨
开孔
576个,20#
格栅
5.系统运行操作指南
5.1首次卸氨操作
卸氨的原理主要如下:
利用卸料压缩机提高槽车内的压力,使槽车内压力高于储罐压力,利用压差将槽车内液氨压入储罐。
控制目标:
将汽车运入的液氨安全、平稳地卸入液氨储罐中备用。
相关参数:
液氨入口管线上的压力,气氨管线上的压力,液氨储罐顶部压力、温度,压缩机入口压力、出口压力,压缩机入口温度、出口温度。
5.1.1确认系统达到卸氨要求
1)检查卸氨所需的各种工具准备齐全
—确认卸氨所需扳手,“F”扳手到位
—确认卸氨所需防护器具到位
手持氨泄漏检测仪,防毒面罩,防化服,正压式空气呼吸器
—确认通讯设备完好备用
2)检查落实仪表电气符合卸氨要求
—确认液氨储存系统的热控及现场仪表都已正常投用
—确认氨泄漏仪和喷淋装置已投入使用
3)安全设施检查完好
—确认系统安全阀都已正确投用
—确认消防器材完好备用,消防设施已正常投用
4)确认公用工程系统已正常投用
—确认工业风正确投用
—确认仪表风正确投用
—确认氮气正确投用
—确认工艺水正确投用
5)确认气氨稀释系统投用完毕
—确认气氨稀释罐内已充满水
6)检查系统流程是否符合工艺要求
—确认1#液氨储罐顶部液氨入口管路截止阀处于关闭状态
—确认1#液氨储罐顶部气相出口管路截止阀处于关闭状态
—确认1#液氨储罐顶部压缩机回气管路截止阀处于关闭状态
—确认2#液氨储罐顶部液氨入口管路截止阀处于关闭状态
—确认2#液氨储罐顶部气相出口管路截止阀处于关闭状态
—确认2#液氨储罐顶部压缩机回气管路截止阀处于关闭状态
—确认1#液氨储罐底部排污阀处于关闭状态
—确认1#液氨储罐液氨出口阀处于关闭状态
—确认2#液氨储罐底部排污阀处于关闭状态
—确认2#液氨储罐液氨出口阀处于关闭状态
—确认液相、气相管路去稀释罐阀处于关闭状态
—确认液相管路进口总阀处于关闭状态
—确认气相管路出口总阀处于关闭状态
—确认液相管路氮气接入阀处于关闭状态
—确认气相管路氮气接入阀处于关闭状态
—确认卸车臂气相,液相线阀门处于关闭状态
—确认1#压缩机进、出口阀处于关闭状态
—确认2#压缩机进、出口阀处于关闭状态
7)—确认卸料压缩机具备安全启动的条件
8)—确认槽车和设备已接地
9)—确认液氨槽车与液氨储罐液液相连;液氨槽车与液氨储罐气气相连
10)—确认系统在做完氮气置换后保有0.1MPa以上的正压,否则在各取样
点处测氧含量,合格后方可进行卸氨操作,不合格需重新做氮气置换,直到在测
氧含量合格为止。
在各取样点处测氧含量<3%,为合格。
5.1.2氮气置换
1)打开卸车臂液相阀门,
2)打开氮气吹扫阀当压力升至0.5MPa时,关闭此吹扫阀;(注意检查卸车
臂连接处是否有泄漏)
3)打开液相管路排放阀,当压力降至0.05MPa时,关闭此排放阀
4)重复
(2)(3)步骤3次,则管道与卸车臂内的残留气体被氮气置换干净
5)打开卸车臂气相阀门
6)打开氮气吹扫阀,当压力升至0.5MPa时,关闭此吹扫阀;(注意检查卸
车臂连接处是否有泄漏)
7)打开气相管道排放阀,当压力降至0.05MPa时,关闭此排放阀;
8)重复(6)(7)步骤3次,则管道与卸车臂内的残留气体被氮气置换干净
9)置换完毕,按照卸氨的步骤进行卸氨操作
5.1.3卸氨操作步骤
利用卸料压缩机把液氨卸进1#液氨储罐来说明卸氨的操作步骤:
1)确认1#液氨储罐已具备储氨条件
2)按照卸料压缩机正常启动前检查步骤对卸料压缩机进行检查,确认已具
备安全启动条件。
并确认四通阀处于从储罐至槽车运行情况要求的方向(阀杆处
于水平方向);
3)打开1#液氨储罐顶部液氨入口管路截止阀、气相出口管路截止阀;
4)微开液氨槽车上液相管路截止阀(此步骤由槽车司机操作),检查卸车臂
与法兰连接处无液氨泄漏后,缓慢打开液氨管路液相总阀,使液氨槽车与液氨储
罐液相连通;
5)微开液氨槽车上气相管路截止阀(此步骤由槽车司机操作),检查卸车臂
与法兰连接处无氨泄漏后,缓慢打开气氨管路气相总阀;
6)在确认无任何泄漏后,根据液氨管线上的压力显示,缓慢调节槽车上液
相出口阀门,利用槽车内液氨自身的压力向液氨储罐卸料;
7)当液氨储罐与槽车的压力相差0.2Mpa时,准备启压缩机;
8)缓慢打开1#卸料压缩机进出口阀;
9)启动卸料压缩机开始向槽车加压进行卸氨
10)在卸料压缩机运行过程中,按照压缩机启动后注意事项对压缩机进行检查(应重点注意:
1.进出口压力是否正常;2.压缩机运转是否平稳,有无异常过热、漏气、漏油,仪表指示有无异常等现象,如有应及时处理);
11)当液氨储罐液位高度达到75%时,停卸料压缩机;关闭卸料压缩机进口截止阀,卸料压缩机出口截上阀;
12)关闭槽车上气相出口阀,关闭槽车上液相出口阀门(此步骤由槽车司机
操作);
13)关闭液相管路液相总阀、气氨管路气相总阀;
14)关闭1#液氨储罐顶部气相出口截止阀;
15)关闭1#液氨储罐顶部液氨入口管路截止阀;
16)打开液相、气相管路排放阀放掉管道内的余压;关闭此2只阀门;
17)打开液相管路的氮气吹扫截止阀,当气相与液相管道内充入氮气的压力
达到0.5MPa时,关闭此阀门
18)打开液相管道排放截止阀,当液相管道压力降至0.05MPa时,关闭此阀
门;
19)打开气相管路的氮气吹扫截止阀当气相与液相管道内充入氮气的压力达
到0.5MPa时,关闭此阀门
20)打开气相管道排放截止阀,当气相管路压力降至0.05MPa时,关闭此阀
门;
21)重复步骤(17)-(20)4~5次来达到用氮气置换气、液相管道以及金属软管中的氨气的目的
22)关闭卸车臂卸氨液相、气相管路阀;
23)分离槽车的连接软管及接地线,挪开固定车辆的垫木(此步骤由槽车司
机操作)。
提示卡
1.首次卸载液氨前,液氨储罐内的空气要用氮气置换至安全水平,卸氨前,整个系统的氮气置换操作见《系统气密和置换操作卡》
2.首次卸载液氨前应在各取样点处测氧含量,<3%为合格。
3.注意氨罐的充装液位不要超过80%,储罐内要保留一定的蒸发空间。
5.2非首次卸氨操作步骤
1.如果液氨系统已经投入使用,在正常操作中卸氨时,只需利用氮气对卸车臂段管线进行置换,具体操作步骤参照:
(5.1.2氮气置换)
2.具体操作步骤参照:
(5.1.3卸氨操作步骤)
5.3液氨蒸发系统的操作步骤
液氨靠自身的压力从液氨储罐输送到蒸发器(氨罐压力<0.5Mpa时才启动液氨泵,且液氨泵为手动打开进出口阀后再启动泵),液氨在蒸发器中被热媒加热蒸发成气氨进入气氨缓冲罐。
任一台存储罐的液氨都可以进液氨蒸发器,任一蒸发器都可以进气氨缓冲罐。
5.3.1蒸发器投运操作步骤
(以投运由1#液氨储罐供应液氨至蒸发器为例)
1)确认蒸发器内液位在规定范围内;
2)按下面箭头图导通流程,关闭无关阀门;
1#/2#/3#液氨储罐1#/2#液氨蒸发器1#/2#缓冲罐;
3)设定蒸发器温度控制范围55℃—65℃,手动启动蒸发器后投自动;
4)打开1#液氨储罐出口气动阀;打开蒸发器液氨进口气动阀;将液氨引到
1#蒸发器进口调节阀阀前
5)当蒸发器的温度达到65℃后将1#蒸发器进口调节阀的阀位给至5%,再根据蒸发器内的压力上升情况,
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