摘要: 根据国家能源局文件《国能安全【2014】328号关于印发<燃煤发电厂液氨罐区安全管理规定>的通知》要求，施工前、施工后都必须将系统的氨气用氮气置换合格，因此制定切实可行、周密的氨系统置换方案尤为重要。
关键词：氨气；氮气；置换
1、系统介绍
本厂设计一套液氨储存和供应系统，包括液氨卸料压缩机、液氨储罐（2台50m3）、液氨输送泵、液氨汽化器、氨气缓冲罐、氨气吸收罐、废水池、废水泵、仪表气缓冲罐。
氨区液氨及氨气管道设计压力2.19MPa；液氨储罐及汽化器槽液位计设计工作压力2.01MPa ；机组SCR区氨气系统管道、综合管架区氨气系统管道设计压力1.18MPa；缓冲罐设计压力0.66MPa。
液氨的供应由专用液氨槽车运送，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汽化器内蒸发为氨气，经氨气缓冲罐来控制一定的压力及其流量，然后与稀释空气在混合器中混合均匀，再送入锅炉脱硝SCR系统，以满足锅炉脱硝系统的需要。
氨气系统紧急工况下排放的氨气则排入氨气吸收罐中，经水吸收后排入废水池，再经由废水泵送至废水处理设备处理。系统图如下：
2、置换范围及准备工作
2.1置换范围
液氨储罐（A、B罐各50m3）、液氨输送泵、液氨汽化器、氨气缓冲罐、氨气吸收罐、仪表气缓冲罐及液氨及氨气管道等设备。
2.2准备工作
（1）机组停运检修前，罐中液氨尽可能降到最低液位，氨储罐内的压力降到0MPa，利用氨站的装卸氨系统，将两台储氨罐中的液氨尽可能排空到液氨槽车中，再利用液氨专用槽车运回液氨供应厂家保管。
（2）本系统升级改造，氨气管路从氨气缓冲罐出来到脱硝SCR区域的管路不需要更换，因此应将氨气缓冲罐后部通往脱硝区域的总阀门关闭，实现切断与锅炉脱硝SCR区的联络。
（3）准备氮气瓶及充氮专用工具或专用充氮车及运氨专用槽车。
（4）水源取自氨区系统的工业水，取水管路连接完闭。
（5）对新购进的阀门进行气密性检查试验，合格备用；对阀门、氨管路材质进行确认等工作。
（6）施工的工作票、操作票等。
3、置换方法及标准
置换包括施工前的置换和施工后期（注液氨前）的置换工作。施工前的置换主要是用氮气置换氨管路和储罐等系统设备内残余的液氨和氨气；施工后期置换主要是用氮气置换氨管路和储罐等系统设备内存有过量的空气。
3.1施工前的置换方法及合格标准
3.1.1置换方法
步骤一：关闭压缩机出口阀、储罐液氨进口阀，开启罐体及管路排空阀门，向稀释槽进行排放。进入氨液稀释罐后排入废水池，经排水泵打入酸洗水池后经中和池处理合格后回用。
步骤二：首先关闭所有通往稀释罐的进口阀门，然后利用氮气车或氮气瓶接到充氮汇流排上，通过汇流排处的阀门及压力表控制充氮氮气的压力为0.3~0.5Mpa,向氨储罐充氮，当储罐及储罐出口管道的压力达到0.15Mpa时，停止充氮。打开通往稀释罐的进口阀门，氮气携带残余的氨液经氨储罐及氨管路进入氨液稀释罐后排入废水池。
此工作主要是利用储罐内的氮气对卸氨鹤管及氨系统管路进行吹扫，置换各系统内的氨气，系统中氨储罐、氨管路等设备氨气含量小于35ppm为合格。
如果储罐内储存的氮气量不足，要通过充氮装置系统将液氮槽车内的氮气不断的注入氨储罐内，置换合格后停止向系统内充氮。当氨储罐及氨系统管路的压力降为零，可进行拆除氨储罐及氨系统管路及待更换的阀门，开展施工工作。
步骤三（为确保安全，步骤二后再进行此项）：利用外接管道将工业水从液氨储罐底部排放管注入罐体内，罐体内的氨气迅速溶于水中形成氨水，由此形成的一定负压将保证外接水可连续注入并充满整个储罐，达到完全吸收储罐内氨气的目的。
吸收后产生的氨水将由外接工业水持续置换而出，直至排出水质达到控制标准后停止注水，将储罐接通大气，排放储罐内存水，即完成罐体及管路氨气的置换工作。
3.1.2合格标准
在施工前，安排专业人员检测各法兰口、管路内及周围空气的氨气含量，氨气含量小于35ppm为合格。如果氨气含量不合格禁止施工，要采取通风、氮气吹扫置换等措施，确保氨气含量小于35ppm。在取样点位置取样的，氨气含量小于35ppm(每10min取样一次（），连续取样3次都小于35ppm为合格。
3.2施工后期的置换方法和合格标准
3.2.1置换方法
系统施工完成进行水压、气密性试验后， 用氮气对系统进行氮气置换。
首先置换A氨储罐，A氨储罐置换合格后再用A氨储罐内的氮气置换B氨储罐，当B氨储罐置换合格后，再利用B氨储罐置换氨输送泵、氨蒸发器及氨缓冲罐系统内的空气。
无论A氨储罐还B氨储罐进行置换时，都要保证系统压力0.5MPa，然后打开排放口（或取样口）待系统压力降到0.1MPa，重复进行4~5次，直至系统气体取样内的氧体积含量小于2%为置换合格。
氮气置换合格后，氨系统的氮气要保持0.02~0.03
Mpa的压力，直至保持到氨储罐加入液氨前。置换过程中，不能拆除系统上任何阀门、仪表及附属设备等，避免空气漏入，致使置换工作工期拖延等现象发生。
3.2.2合格标准
用氮气置换后，降低氨储罐、氨输送泵、氨蒸发器及氨缓冲罐系统内的空气含量，系统气体内的氧体积含量小于2%为置换合格。
4、安全保障措施
4.1施工过程中
必须设专人组织、指挥、协调，全体人员应严格遵守相关安全规程，注意人身、设备安全。
氨区安全措施落实前，氨区周围30米内严禁烟火，氨区内严禁明火，禁止穿钉鞋，操作人员应穿防静电工作服；进入氨区时手机等通讯工具必须关机，并交与氨区运行人员保管或放到门外火种箱内。
氨设备操作时,操作人员应站于上风处，并戴防毒面罩、穿防护服等防护设备；氨区内的安全同道要保持畅通，并设有专人把守。
工作人员必须经过氨区值守人员许可，按规定办理登记手续后方可进入，禁止与工作无关的人员进入氨区；作业时应穿好防护服和必要的防护用品，严禁撞击等行为，以防造成管道泄漏。
施工过程中工作人员尽量远离氮气排放点，如需在排放点附近工作，应注意风向，站在上风口，工作人员配备空气呼吸器，防止排放氮气浓度过高而发生窒息事故。
专业人员要定时测量工作现场的氨气和氧气浓度，当发现氨气、氧气浓度超标时，应及时通知现场工作人员撤离，并派专业人员找出原因加以彻底解决。
4.2氨的防护措施
呼吸系统防护：佩戴过滤式防毒面具，在氨系统出现氨泄漏时可进行保护；紧急事态抢救或撤离时，必须佩戴空气呼吸器。
眼睛防护：戴专用化学安全防护眼镜，防止在进行上述措施时眼睛与氨气接触，避免眼睛过敏及损伤。
身体防护：穿专用防静电工作服。
手防护：戴橡胶手套，防止在处理、检查和维护氨设备和氨管道时氨气与皮肤接触，导致过敏和皮肤损伤。
风向标：风向标布置一般两个及以上，当有氨气泄漏时，周围人员向泄漏点的上风侧移动。
4.3急救措施
皮肤接触：立即脱去被污染的衣服，应用2%硼酸液或大量流动清水进行冲洗；如果冲洗后有过敏或烧伤，并尽快采取医疗救助措施。
眼睛接触：立即提起眼睑，用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟。
呼吸道吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，进行输氧；如呼吸停止，立即进行人工呼吸，并尽快采取医疗救助措施。腹中吸入氨后应立即喝大量的水稀释吸入的氨，同时，应尽快进行医疗救助。
4.4氨系统的灭火方法
消防人员必须穿戴专用防火、防毒服，切断气源。若不能立即切断气源，则不允许熄灭正在燃烧的气体，可用喷水冷却容器。
灭火剂：雾状水、抗溶性泡沫、二氧化碳、砂土。
4.5其他
施工过程中，应制订《液氨泄漏事故应急预案》并通过审批。
液氨储罐及氨管路系统置换作业涉及液氨倒运、气氨排放吸收等操作流程，厂内消防保卫部门应派驻消防车和必备人员，在现场做好应急处置准备工作。
5、结束语
氨区系统改造工作中，氮气置换工作是一重要的环节，只有置换工作进行的顺利，才能保证整个施工的质量和工期，并且脱硝工程近些年才逐步完善，氨区检修及改造工作将越来越多，因此把我厂氨区改造工作中置换经验总结出来，与专业人士共同探讨，共同减少此项工作的纰漏，消除薄弱环节，降低施工风险。
富拉尔基热电厂基建处工程部 王文宏