赵涛

摘 要：某公司2台630MW超临界火电机组脱硝系统采用选择性催化还原（SCR）工艺，采用液氨为还原剂，两台机组共用一套液氨储存与供应系统。氨区配置两台蒸发器，一运一备。A蒸发器出力持续降低，本文对蒸发器出力低的原因进行了分析，通过系统检查分析与化学指标分析，制定了解决对策，消除了蒸发器出力低的缺陷，确保了整个供氨系统的安全稳定运行。

关键词：超临界；脱硝；蒸发器

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.17.045

1 概述

某公司2台630MW超临界火电机组于2013年新增一套脱硝系统与液氨储存与供应系统，2016年实施了烟气超低排放改造，脱硝系统增加一层催化系统，同时受入炉煤煤质的影响，两台机组液氨消耗进一步加大，氨区蒸发器出力下降或设备退出运行，严重影响锅炉脱氮效率，氨区蒸发器出力下降是生产现场急需解决的问题。

2 原因分析及改善方案的制定

2.1 排查过程及分析

（1）A蒸发器水浴温度和氨气温差约为32℃、B蒸发器水浴温度和氨气温差约为15℃。说明A蒸发器换热效果差。

（2）解体检查调节门后平衡阀入口和平衡阀门芯，发现黑色沉积物。因其入口平衡阀有节流现象，该入口管处沉积物较多。同理，在蒸发器内部的气化盘管也应存在黑色沉积物沉积的问题。

（3）对黑色沉积物进行定性分析。分别用除盐水、硫酸和盐酸浸泡处理12小时，结果如下：1）除盐水浸泡后，底部沉积物无明显变化；上部析出漂浮物，定性为油脂类。2）硫酸和盐酸浸泡后底部沉积物全部溶解，定性为氧化铁；上部析出漂浮物，定性为油脂类。

2.2 对液氨杂质来源进行分析

（1）液氨中的油。1）目前工业制取液氨的工艺，主要是将天然气、石脑油、重质油和煤（或焦炭）等原料，制成含氢和氮的原料气，对原料气进行净化处理，除去杂质后的氢气和氮气，在高温高压和在催化剂的作用下合成得到氨，故液氨出厂时或多或少就有油的残留，比如合成过程中存在的原料油、杂质油、少量的压缩机油。2）液氨在输送及压缩过程中，输送泵等动力源携带油。

油在水的作用下变质，因环境温度低会析出石蜡，温度过高則碳化。石蜡作为一种单独、半固态液相从油中被分离出来，并在储氨罐、氨气输送管道上和其它所能够接触到的设备上形成沉积物，长时间堆积会严重堵塞调节阀门、氨气输送管道及喷氨流量计、阻火器等。

（2）液氨中的氧化铁。在制取液氨过程中，对原料气进行净化处理过程中极有可能不彻底，氢和氮在合成氨时催化触媒脱落，造成催化剂触媒、铁锈、炭、硫元素等杂质悬浮于液氨中，它们与液氨一同进入蒸发器盘管内，在液氨气化后析出并随气氨输送到喷氨流量计、阻火器，从而造成该部位的堵塞。

（3）基建残留。氨站系统设备安装后，储氨罐投入使用前对储罐内杂质未清理干净，整个管路系统吹污、清扫不彻底，造成系统运行期间金属屑等杂质脱落悬浮于液氨中，在蒸发器盘管内液氨气化后析出。

（4）液氨中的水分对金属的络合腐蚀。根据《GB 536-1988 液体无水氨》（GB 536-1988），液体无水氨优等品的水分≤0.1%，如果液氨出厂品质差，含水量非常大，氨水是一种络合剂，对大部分的金属都有络合腐蚀作用，长时间会造成金属腐蚀剥落形成金属杂质。

结论：因液氨中的杂质随着运行时间在相对高温区、流通变径处附着和沉积，造成蒸发器换热效果差和液氨进量少，导致液氨气化不足，最终导致蒸发器出力下降。

2.3 制定改善方案

（1）对调节门后平衡阀入口管和平衡阀处沉积物进行定期清理。

（2）入厂取样化验上对安全、人员资格、试验条件严格要求，确保入厂质量合格。

（3）设备内部沉积物多，造成蒸发器水浴温度和氨气温差大或氨气温度低是一个循序渐进的过程，运行监视应及早发现劣化的趋势，确定处理。

（4）运行合理调整氨气温度控制区间，一般控制在45～50℃左右，低于厂家推荐值，避免高温区杂质沉积。

3 改善后的效果

改善方案实施后，A蒸发器出力情况大大改善。A蒸发器出口氨温平稳，蒸发器出力未再出现降低和持续下降现象。

4 结束语

综上所述，该公司蒸发器的主要原因液氨中的杂质随着运行时间在相对高温区、流通变径处附着和沉积，造成蒸发器换热效果差和液氨进量少，导致液氨气化不足，最终导致蒸发器出力下降，通过对系统定期对蒸发器进行冲扫和对易沉积部位进行检查。结合运行实际和设备参数，氨气温度控制在55～60℃。持续把好液氨入厂质量验收关，有效的消除了蒸发器出力下降现象，提高供氨系统运行可靠性。

参考文献：

[1]曾令大，王晓林等.脱硝装置在超临界锅炉中的应用[J].锅炉技术.

[2]王松汉.石油化工设计手册[M].石油化工基础数据[M].北京化学工业出版社.

[3]斯派莎克工程中国公司.蒸汽和冷凝水系统手册[M].上海科学技术文献出版社.

[4]段修立.脱硝系统运行规程[E].2017.