氨站的液氨储存工艺方案选择和优化

氨站的液氨储存工艺方案选择和优化
一、火电厂液氨站的设计
1、液氨储存及制备的设计选型导则
还原剂储存及氨气制备系统宜为全厂公用，当机组台数较多或考虑扩建需要时，应根据总平面布置格局采取分组布置。

液氨储罐：液氨储运宜采用槽车运入、常温压力储存的方式。

液氨储罐的容量应满足BMCR工况下液氨消耗量所要求的储存天数要求。

液氨蒸发器：总出力宜满足全部机组BMCR工况下的氨气需要量，至少留有5%的设计裕量，另设1台备用；液氨的加热宜采用水浴管式间接加热方式。

液氨输送泵：我国南部地区不需要设，只有当厂址地区极端最低温度达到-20℃及以下时，液氨储罐与液氨蒸发器间应设液氨输送泵。

氨气缓冲罐：蒸发器后应配置与蒸发器单元运行的氨气缓冲罐。

2、工艺设备的布置
液氨储罐应布置在敞开式带顶棚的半露天构筑物中，不宜布置在室内。

全压力式液氨储罐应布置在防火堤内，堤内有效容积不应小于最大的一个储罐的容积，与液氨储罐相关的其它设备应布置在防火堤外。

设备布置应顺工艺流程合理布置，并满足其设备间的净空大于 1.5m。

液氨系统设备布置的防火间距宜符合下表的规定。

3、安全措施
液氨卸料、储存和制备系统应配置设备及管道内置换残留空气的氮气吹扫系统。

液氨储存系统内的含氨气体宜由氨气稀释罐吸收；
储罐应设置检修平台，储罐的附件应布置在平台附近，平台应设置不少于两个方向通往地面的梯子；
液氨储罐应设置喷淋冷却水系统，并应设有氨气泄漏检测器；
氨区应根据现行行业标准《人身防护应急系统的设置》HG/T 20570.14的规定，设置安全淋浴器和洗眼器；
氨区应配备防毒面罩、橡胶手套、橡胶靴等劳防用品。

二、新旧规范对氨泄漏监测的主要差异
1、规定氨气为有毒气体
旧规范中的有毒气体系指硫化氢、氰化氢、氯气、一氧化碳、丙烯腈、环氧乙烷、氯乙烯。

为了体现“以人为本、安全第一”的原则和“预防为主”的宗旨，国家又在旧规范的基础上，根据实际需要颁布了自2009年10月1日起实施的新规范。

新规范第2.0.2条提出“有毒气体指卫生部卫法监发[2003]142号《高毒物品目录》中所列的有毒蒸汽或有毒气体”。

卫生部卫法监发[2003]142号《高毒物品目录》确定了31种气体和蒸气，其中有毒蒸汽或有毒气体有：二氧化氮、硫化氢、苯、氰化氢、氨、氯气、一氧化碳、丙烯腈、氯乙烯，光气（碳酰氯）等。

对比可知，新规范明确地把氨列入了有毒气体之中。

2、提高氨泄漏检测系统的要求
新规范中第 3.0.2条强制规定“可燃气体和有毒气体的检测系统应采用两级报警”。

在旧规范中并没有强制要求两级报警。

一级报警为常规的气体泄漏警示报警，提示操作人员及时到现场巡检。

当可燃气体和有毒气体浓度达到二级报警值时，提示操作人员应采用紧急处理措施。

无论新旧规范，都强调当区域环境内“有毒气体和可燃气体同时报警时，有毒气体的报警级别应优先”。

在新规范中第309条建议“可燃气体和有毒气体检测报警系统宜独立设置”，以最大发挥报警系统应有的作用。

三、火电企业脱硝液氨站安全管理现状分析
1、液氨站安全配套设施完善。

目前火电企业液氨站设计防晒顶棚、围堰、符合标准的防火实体围墙；安装避雷针、静电球、风向标、洗眼器、卸氨机械臂、防撞柱、安全阀、管道连接跨接线、摄像及门禁系统等安全设施；配置急救箱、灭火器、防爆工具、防冻服、防毒面具、正压空气呼吸器等应急工器具；液氨站配套设计放空稀释系统及氮气吹扫系统；液氨储罐区和液氨蒸发区设计液氨泄漏检测报警装置并配套设计降温消防喷淋装置。

2、液氨站安全管理措施到位。

①设备管理：执行点检定修，建立健全设备、设施历史台帐（含安全阀、仪表校验记录、设备消缺、检修技改记录等），加强精密点检与劣化分析，保证设备性能精度及自动化程度，确保生产设备及安全设施的可靠性和稳定性；同时定期进行沉降观测记录，防止硬力原因造成系统变形
或损伤而发生泄漏事故。

②运行管理：严格执行“两票三制”与门禁准入制度；制定完善的应急预案报政府监管部门评审备案后定期组织预案演练活动；强化运行操作技能与安全意识培训工作，提升安全管理水平；利用“春检、秋检、安全大检查”等活动实施对标自查工作，对查出的问题及时闭环整改，确保液氨站设备长周期安全稳定运行。

3、现状分析：尽管火电企业液氨站嚴格按照国标设计，配套安全设施齐全，安全管理与监督执行了标准和规程，可上述所有措施都集中在“事前防范”方面，而对于液氨泄漏后污染扩散没有针对性的防治措施，从这个意义上来说液氨泄漏不光要强调“事前防范”，同时还应该采取切实有效的“事后控制”措施。

“水幕吸氨防护工艺”就是针对这一问题而提出的。

四、氨站的安全设计
1、工艺设计：
（一）液氨卸料：液氨在卸料过程中必须做到密闭，在可能发生泄漏的地方要有安全防范措施，并严禁超压。

⑴液氨装卸车，采用密闭式液下装卸车鹤管，禁止使用软管。

⑵在距卸车鹤位10m以外的装卸液氨管道上设便于操作的紧急切断阀。

⑶液氨卸车处设置水喷淋装置，一旦装卸过程出现脱扣、充装臂断裂、连接法兰呲开等情况大量泄漏时，可关闭紧急切断阀，启动水喷淋装置，防止事故进一步扩大。

（二）液氨储存：液氨储存采用常温压力卧式储罐，液氨储罐安全充装量不得超过储罐容积的85%，液氨储罐设置温度计、压力表、液位计、液位高限报警仪、压力高限报警仪、温度高限报警仪，并设置超流阀、逆止阀、紧急切关断阀和安全阀。

储槽四周安装有工业水喷淋管线及喷嘴，当储槽温度过高时自动淋水装置启动，对槽体自动喷淋减温；当有微量氨气泄露时也可启动自动淋水装置，对氨气进行吸收，控制氨气污染。

（三）氨缓冲罐：氨气缓冲罐操作压力0.2MPa（G），属于压力容器，设置安全阀、压力表。

2、氨管道的设计
（一）氨对铜、铜合金、铝等有腐蚀性，相关的管道、阀门以及仪器上不能使用这些材料。

（二）氨管道除需要采用法兰、垫片、螺栓连接外，均采用焊接连接；法兰选用凹凸面带颈对焊法兰，垫片金属缠绕垫片。

3、仪表和监控
氨站采用PLC控制系统，所有控制及检测在PLC系统上进行显示、控制及报警。

氨既是可燃介质，又是有毒介质，在报警设置上只考虑有毒气体报警设施，有毒气体探测器选用电化学型，氨报警器报警设定值为30mg/m3（100%的短时间接触容许浓度）。

五、结束语
根据我国对于《危险化学品重大危险源辨识》的整体的要求，火电厂进行脱硝项目的液氨存储制备区域，已经构成了对危险化学品的重大危险源头，因此，氨站的整体设计务必要求设计人员，在其氨站的设计过程中，严格落实相关的规定与各项安全设施和安全措施，以防止事故发生。

参考文献：
[1] 崔洪波. 氨站设计方案的选择[J]. 辽宁化工.2012（06）：40-42+31.
[2] 梁海明，姜艳萍. 考虑指标期望的产品外观设计方案的选择方法[J]. 工业工程与管理.2014（01）：16-22.。