张廷艺 古钦培

摘 要：随着我国经济的快速发展，在电厂中，凝汽器真空系统的运行必不可少，但其在运行过程中可能产生了挥发性的氨气，造成了厂房污染，存在安全隐患。本文以惠州LNG电厂单轴M701F3燃气蒸汽联合循环机组和分轴M701F4热电联产燃气蒸汽联合循环机组工作投产出现的问题进行了分析并提出了有效的解决方案，仅供参考。

关键词：氨水;氨气;真空;废水;地沟;凝坑

背景

惠州LNG电厂一期（以下简称一期）建设三台单轴M701F3燃气蒸汽联合循环机组，二期建设三套分轴M701F4热电联产燃气蒸汽联合循环机组，目前所有机组均已投产。一期机组从2006年投产至今，凝汽器真空系统从没有发现有氨气挥发到厂房，但二期机组至2017年#4機组投产后，就发现厂房氨气味很重，机组闭冷水PH值会持续升高。经排查发现，厂房氨气味来源于凝汽器真空泵溢流管，机组闭冷水PH值持续升高是因为闭冷水箱溢流管跟真空泵溢流管都流到同一条地沟，氨气通过地沟、闭冷水箱溢流管反串到闭冷水箱，并溶于闭冷水。

氨气具有强烈刺激气味，长期吸入可能引起呼吸道疾病或急性中毒，危害人员健康，氨气如果聚集到一定浓度，遇明火可能发生爆炸。因此二期机组有必要在原基础上进一步采取有效措施，消除厂房氨味，改善人员工作环境，确保电厂安全生产。

1.一、二期凝汽器结构区别

一期凝汽器冷却水下进上出，空冷区位置相对较高，没有档汽板（见图1），设计热负荷大约820106kJ/h，设计绝对压力7.33KPa，循环水量24，970m3/h，循环水入口温度29.0℃，循环水出口温度37.1℃，长宽高为14.5米×6米×9.4米。

二期凝汽器冷却水上进下出，空冷区位置相对较底，有档汽板（见图2），设计冷却面积11300m2，设计绝对压力5.99KPa，循环水量27576m3/h，循环水入口温度23.4℃，蒸汽流量417.6t/h。无水时凝汽器重量约300t，凝汽器正常运行时重量约640t，满水重量约1250t。

2.二期机组凝汽器氨气挥发机理

二期机组凝汽器由于有严密的隔汽板，使得空冷区部分与汽机排汽隔绝。该部分所通过的蒸汽量很小，只是凝结水再蒸发所产生的汽量。凝结水再蒸发的同时，氨、氧、二氧化碳也都挥发出来。少量的再蒸发汽体通过此部分钛管时，在钛管上或多孔板上形成水滴和水膜，由于水量很小，水滴和水膜在钛管上或多孔板上停留时间比较长，以致氨、二氧化碳、氧大量地溶于水膜和水滴中，形成高浓度的氨、二氧化碳、氧溶液，此处的氨含量能达到凝结水氨含量的400多倍以上，其绝对值能达800ppm以上，这就形成了氨浓缩区，真空系统把高浓度氨抽至真空泵汽水分离器，当真空泵汽水分离器液位高过溢流阀时，氨水就通过溢流阀流入地沟，最终流入凝坑，并在地沟、凝坑进行挥发，最终导致厂房氨气味很重。

一期机组凝汽器没有这种隔汽板，汽机排汽或其凝结水可进入空冷区，氨浓缩现象就不会发生或浓缩不那么严重，就不会有高浓度的氨水抽至真空泵汽水分离器，最终挥发出氨气到厂房。

3.解决方案

二期机组凝汽器区域氨气味重是由于凝汽器结构导致的，要改造凝汽器结构将会非常困难。经分析讨论决定，采取了外部氨水收集并通过输送泵打至工业废水进行中和处理方案。

3.1方案布置设计

（1）二期真空泵分离器溢流水从凝坑排污泵后管道引入，输送至工业废水，见图3。

（2）收集水箱采用密闭不锈钢形式，容积约400L（通过实验机组运行一天溢流阀排水约200L），放置在凝坑。

（3）真空泵溢流水从真空泵溢流口接入至收集水箱，收集水箱散发的少量氨气接至真空泵分离器排空管;管路除两端接口外，其余采非金属材料，埋地布置。

（4）新加的泵采用不锈钢输送泵，流量约200L/h，扬程约20m。

（5）图（3）标注红色范围为增加设备。

3.2每台机组增加设备

不锈钢水箱1个、分离器至水箱引入管、排氨气管（PPR）一批、不锈钢管少量、不锈钢输送泵1台、手动阀、逆止阀、入口滤网、液位计。

3.3现场功能设计

（1）设自启停功能，根据液位高低自动启停泵。

（2）收集水箱有就地液位计和观察功能。

（3）收集水箱内的氨气能自动排出厂房外。

4.结束语

二期凝汽器结构原因导致厂房氨气味重，给电厂生产带来较大安全隐患。通过技改，彻底消除安全隐患，对电厂的安全稳定运行有着积极的意义。本文所述的研究和解决措施，可为同类型电厂所借鉴。

参考文献：

[1]《大型燃气—蒸汽联合循环发电设备与运行》机务分册

[2]朱志平、杨道武、李宇春 凝汽器空冷区铜管氨腐蚀过程分析与防护措施

作者简介：

张廷艺 男 39岁 电气工程师。

古钦培 男 40岁 热动工程师。