电厂SCR脱硝液氨风险预控及管理

电厂SCR 脱硝液氨风险预控及管理

摘要：结合液氨的特性，分析电厂SCR(选择性催化还原) 脱硝系统中液氨的储存与使用, 可能存在的事故风险，按照电厂安全生产管理要求，提出风险防范措施与应急建议。

关键词： SCR脱硝； 液氨； 防范、应急措施

随着国家环保部《火电厂大气污染排放标准》修订后，从2014年1月1日起，重点地区火电机组氮氧化物排放量达到100毫克/立方米，非重点地区2003年以前投产的机组达到200毫克/立方米。环保部还提出，到2015年年底前，现役火电机组全部完成脱硝改造。目前，火电厂成熟的脱硝工艺主要为SCR 法（选择性催化还原法），脱硝还原剂为气化后的无水液氨（NH3），通过高压槽车运输，压力容器储存。该工艺装置简单、成本较低、运行较为成熟、效率较高，其氮氧化物脱除率可达到80%以上，在国内外广泛使用。由于液氨为危化品，电厂的使用储存构成重大危险源，发生泄漏事故易造成人员伤亡和环境危害，所以使用单位必须高度重视和采取可行的防范措施，来实现风险预控。

一、氨的特性危险分析

1. 可燃性:液氨在常温常压下是气体。虽然在空气中难以燃烧，但在空气中持续接触火源，便会发出黄

绿色的火焰，燃点是651℃，通常不易燃烧，空气中即使没有火源，加热到该温度以上会立刻燃烧。

2. 爆炸性:氨与空气混合15-28%(最易引燃浓度17%)；与氧气混合14.8-79%的状态下，遇火源即刻爆炸。

与其它可燃性气体相比较，氨爆炸的范围比较窄，危险性低，但是进入爆炸范围极其危险。液氨与卤素氟、氯、溴、碘、强酸接触，会发生爆炸、飞溅。按国家标准《工作场所有害因素职业接触限值》规定，车间中氨气最高允许浓度为30mg/m, 约为39.5ppm 。

3. 腐蚀性：对铜、铜合金等有强烈的腐蚀性，氨系统中不宜使用铜质零件。

4. 危险性：人体接触液氨可致眼和皮肤灼伤。液氨从容器内泄漏后，使周围温度下降，易造成接触人员

皮肤冻伤。储存液氨的压力容器遇高热时，内压增大有开裂和爆炸危险，可破坏环境，造成土壤、水体、大气污染。

5. 毒理特性：液氨储罐内压力较高，泄漏后液氨迅速蒸发占据空间，在空气中蔓延使人中毒。低浓度氨

对粘膜有刺激作用，高浓度可造成组织溶解坏死。急性中毒：轻度者出现流泪、咽痛、声音嘶哑、咳嗽、咯痰等; 眼结膜、鼻粘膜、咽部充血、水肿; 胸部X 线征象符合支气管炎或支气管周围炎。中度中毒上述症状加剧，出现呼吸困难、紫绀；胸部X 线征象符合肺炎或间质性肺炎。严重者可发生中毒性肺水肿，或有呼吸窘迫综合征，患者剧烈咳嗽、咯大量粉红色泡沫痰、呼吸窘迫、谵妄、昏迷、休克等。可发生喉头水肿或支气管粘膜坏死脱落窒息。

6. 物理性质：无色；有呼吸阻塞样的刺激气味；易溶于水、乙醇、乙醚;

二、SCR 脱硝系统液氨区的危险分析

1. 对照《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》，液氨系统属于第二级释放源，在正常运行中不释放3

易燃物质；即使释放也是在氨泵的轴封处和阀门、法兰、管件接头等密封处偶尔或短时发生，正常运行中不会出现爆炸性气体混合物的环境。依据规范规定：“易燃物质可能出现的最高浓度不超过爆炸下限的10%”，所以划为非爆炸危险区。

2. 脱硝氨区须严格按照《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》以及《石油化工企业设计防火规范》

等规范进行设计，应设在空旷地区，确保通风良好。氨的比重很轻，在标准状态下，氨的比重是0.59 kg ／m ，仅为空气的0.546，而且其扩散能力较强，扩散系数为17×10cm ／s ，仅次于氢、氧，难以聚集，出现最高浓度能超过爆炸下限10%的概率近似为零。因此，SCR 系统的氨区系统爆炸危险度不高，一般可作为非爆炸危险区看待。

3. 液氨泄露危险分析，主要在储存、生产使用过程中，因操作不当、闸阀失灵、管道破裂或一些非人为

的因素，违规施工、设备质量存在问题，处理系统故障，可能导致物料的大量泄漏，事故主要原因是储罐壳件出口部位断裂、阀门破损等，泄露事故风险出现机率按常理应该比发生火灾、爆炸的可能性要大。根据事故发生概率统计，因储罐、管道和设备破损造成的事故泄漏概率最高，而储罐因腐蚀、焊接、外力撞击等所造成的物料外泄点多集中于储罐与进出料管的连接处。

4. 大量泄漏会造成附近区域的环境空气污染。在标准大气压、风速2.8m/s的微风情况下，最大散逸浓

度为1264 mg/m，出现距离为下风向8.9m 处；下风向的毒害范围将达到200 m ，该范围内人吸入氨气5～10min 将会致死，下风向500m 处的散逸浓度可达420mg/m 。由以上分析可知，当储罐发生泄漏时，氨气对附近的大气环境质量造成影响, 还可能使有毒有害物料进入水体，造成水污染，恶化水质，危害水生物, 还可腐蚀桥梁、水上构筑物。侵入农田土壤也会污染地表层，影响土地使用和农作物生长。

三、SCR 脱硝系统液氨区危险防范措施

1. 设备的购置和安装应首选先进、成熟、可靠的工艺技术和设备，确保设备质量，在安装检修时加强“跑、

冒、滴、漏”的治理，严把工艺程序，实现全过程密闭化生产要求。每年确保投入足够的资金用于设备修理和维护，使设备装置保持良好的技术状态；编制严密科学的运行、检修规程和管理规章制度，严谨的执行安全、环保、质量和现场管理，落实责任到人，保证设备安全稳定运行。

2. 在设计安装中应充分考虑总体布置的安全性，生产和辅助装置按功能分别布置，保证安全防护距离、

消防和疏散通道等问题，有利于安全生产和应急处置。液氨装置设备应创建泄漏后的扩散条件，保持现场良好的通风环境，防止氨气积累扩大事故。氨储罐区现场设明显警示标志。

3. 按照职业健康防护要求，只有明确了解氨气浓度在2%以下时，才可以不使用防氨防毒面具。在氨浓度

大于2%或者不清楚的情况下，必须穿戴防化服、正压呼吸器。当要进入密闭的、换气不良的场所时，在戴上呼吸保护器的同时，应另外安排一人或多人并穿戴好防护用具在外面作警戒。使用的呼吸防护用具应定期检查，使用后要保持清洁以备后用。空气中浓度超标时，必须佩戴过滤式防毒面具，紧急事态抢救或撤离时，必须佩戴空气呼吸器。

4. 在密闭场所中应具有局部防爆型排风和全面通风设备，采用防爆型照明。操作人员必须经过安全和专

业培训合格后，方能上岗。液氨区域操作人员工作时，必须佩戴过滤式防毒面具，防护眼镜，穿戴防静电工作服，橡胶手套和防化靴。液氨区域不宜超过30℃，严禁火种、热源，工作场所严禁吸烟，避333-22

免与氧化剂、酸类、卤素混储。

5. 液氨储存于阴凉、干燥、通风良好的仓间。远离火种、热源，防止阳光直射，在罐区明显高处装设风

向标，便于液氨泄漏时人员向上风向撤离。罐储时要有防火防爆技术措施，配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。禁止使用易产生火花的机械设备和工具。运输单位应具备危险化学品运输资质，车辆配备事故应急救援设备，每次运输办理危化品拉运手续，按照划定路线运输，中途不得停留，不可超压超量超速运输，槽车装卸时要挂装地线，管道连接时要检查可靠方能装卸，操作匀速缓慢、灌装适量。

6. 电厂应编写专项事故预案，组建应急组织机构和应急队伍，经常或定期开展安全知识教育，应急救援

培训和事故应急演练。定期检查压力容器、输氨管道的安全性，定期检查试验氨气检测报警系统和工业水喷淋管线及喷嘴，当罐体温度过高时自动淋水装置应启动降温，发生微量泄漏，可启动稀释控制污染，并做到维护及时，确保液氨泄漏时正常投运。

7. 发生泄漏事故时，应迅速撤离泄漏污染区人员至上风处，并立即隔离150m ，将事故源周围白天400米，

夜间800米设定半致死浓度区域，严禁进入，切断火源。非应急处理人员不得入内，应急处理人员佩戴正压式呼吸器，穿防化服。尽可能切断泄漏源，合理通风，加速扩散。高浓度泄漏区，喷含盐酸的雾状水中和、稀释、溶解。构筑围堤或挖坑收容产生的大量废水，储罐区应设稀酸喷洒设施。

随着火电厂SCR 脱销工艺的普及应用，液氨涉及的安全环境风险也随着增加。安全评价、环保评价、消防审核作为建设项目的第一道关碍，应对液氨的风险性评价高度重视，综合预测液氨引发的安全环境风险危害度和危险度，为安全风险管理提供可行依据，并提出合理的操作性强的安全防范应急措施，有效控制防止电厂SCR 脱销系统人身设备环保事故发生。

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