火力发电厂尿素水解制氨常见故障分析与措施探究

颜明杨

摘 要：目前，火力发电产生的NOx需要氨气对NOx进行处理，现阶段多数火力发电厂采用尿素水解制氨来处理燃煤产生的NOx，而尿素水解制氨经常出现故障。基于此，文章主要对火力发电厂尿素水解制氨常见故障分析与措施探究。

关键词：火力发电厂；尿素水解制氨；故障；

引言

随着经济的不断发展和人民生活水平的提高，电力消耗将有大幅度提高。为满足日益增长的能源需求，符合我国“十三五”节能减排目标的相关要求，采取有效的措施来处理燃煤产生的NOx，提高火力发电总水平、减少对环境的污染，对提高火电厂安全运行与实现超低排放具有重要意义。由于NOx是整个火力发电厂的主要排放物之一，对火力发电厂尿素水解制氨常见故障分析与措施探究刻不容缓。

1尿素溶液制备系统结晶

1.1现象

新建机组在投运初期尿素制备系统中出现结晶，在尿素溶解泵进出口结晶较为严重，另尿素中含有杂质在溶液中不能溶解，造成阀门频繁卡涩，导致尿素溶液不能正常输送到尿素溶液储罐内。

1.2原因

（1）新建机组设计尿素溶解罐和和尿素溶液储罐的容量能满足机组满负荷运行时间较长，由于现阶段火电机组长期低负荷运行导致需要消耗的尿素溶液较少，尿素溶解系统停运时间较长，尿素溶解罐内和尿素溶解泵进出口处有残余尿素溶液未排尽，管道内温度降低后尿素溶液在系统低点结晶较为严重。

（2）尿素溶解泵入口未设置滤网，尿素溶解罐罐内的杂质和尿素溶液吸附在泵入口，尿素溶液结晶后把杂物就吸附在泵入口。

（3）尿素溶解泵运行时间较短，把尿素溶液打至尿素溶液储罐内后就停运。

（4）未对管道内残余尿素溶液进行稀释和清理，导致尿素溶解罐和附属管道内有剩余尿素溶液。

（5）尿素溶液制备系统系统内未设置最低点放水。

（6）投产前期尿素采购环节把控不严含杂质较多，最终沉积在储罐底部、系统管道或阀门处，导致阀门卡涩。

1.3措施

（1）新建机组在设计初期时应在尿素溶解泵和尿素溶解罐之间设计滤网，制定尿素制备系统定期工作标准，定期清洗尿素溶解泵入口滤网。

（2）增加尿素溶解泵出口反冲洗水阀，尿素溶解罐配置溶液后进行反冲洗，防止管道内有残余尿素溶液。

（3）配置尿素溶液前对尿素溶解罐进行排污。

（4）尿素溶解罐蒸汽加热持续投运，保证尿素溶解罐内温度稳定。

（5）加强采购环节把控，严格按照厂家给定的尿素规格采购原材料。

（6）尿素溶液密度计需定期效验，防止因密度计故障导致配制的尿素溶液密度不合格。

（7）尿素制备系统停运后，尿素溶解泵定期再循环启动，防止系统管线内存在死水造成结晶。

2、水解器出口管道结晶

2.1现象

新建机组一般设计为水解器出口管道至氨空混合器为电伴热，并据常规的电伴热管道方案布置，经分析某些火力发电厂在脱硝反应区A、B两侧喷氨管道处电伴热有损坏现象造成水解器出口管道结晶。

2.2 原因

（1）脱硝系统多处恒功率电伴热带由于采用铁丝捆扎，部分伴热带在铁丝捆扎处出现勒破保护套，另外管道长期高温，造成铁丝也达到高温状态，引起捆扎在铁丝处的电伴热带保护套变色、老化或损坏。

（2）检查发现脱硝喷氨管道处有些电伴热带安装重叠，造成伴热带交叉重叠部分温度叠加，烧坏伴热带，造成电阻接近于零或短路。

（3）脱硝喷氨管道处电伴热带测温探头测温位置存在偏差，运行中测温探头是测量温度受到管道温度影响，实际中是要求测温探头直接测量电伴热自身发热温度。

（4）由于电伴热管道出现缺陷，导致氨气管道内温度波动较大，氨蒸汽在温度不稳定的管道内结晶，特别是在喷氨调门的阀芯上结晶较厚，致使喷氨调门经常卡涩。

2.3措施

（1）新建机组严格执行电伴热厂家或行业标准安装要求进行缠绕，严禁电伴热带交叉重叠、缠绕不均等现象。

（2）新建机组现场电伴热带严禁用铁丝进行捆扎，全部用压敏胶带和铝箔胶带进行错开捆扎。

（3）测温探头要紧贴伴热带，与管道隔开，不能与管道接触，避免温控器受到管道温度的影响。

（4）新建机组在伴热带安装时，严禁用中间接线盒进行连接。

（5）新建机组在设计阶段水解器中引入一路压缩空气。在水解器运行时可以由于其他原因引起氨蒸汽吸附在水解器内换热盘管上而及時被吹走，增加水解器换热盘管的安全性，防止水解器出口结晶。在水解器停运后也可以使用压缩空气对水解器内盘管吹扫烘干。

（6）水解器安全阀需要定期校验，防止因氨蒸汽结晶腐蚀导致安全阀拒动，来保证水解器及其出口管线安全运行。

3、脱硝系统退出运行后喷氨管道上的阀门卡涩

3.1现象

一些区域受电网负荷影响，晚间深度调峰导致机组烟温不能满足投入脱硝系统条件。多台已投运机组均出现喷氨管道入口手动阀和自动关断阀堵塞，脱硝系统投入条件满足后不能正常的开启喷氨管道入口手动阀和自动关断阀。

3.2原因

（1）由于脱硝系统停运后，喷氨管道内残留的氨蒸汽随着管道内温度的降低缓慢凝结成甲酸胺结晶体堵塞阀门和管道。

（2）氨蒸汽管道电伴热系统由于温度设定值偏低且电伴热温度不均，使管道内不能保持衡温。

3.3 措施

（1）运行值班员按照生产厂家给定的巡检标准对脱硝系统进行巡回检查，必须检查喷氨管道电伴热就地控制箱和喷氨管道旁的电伴热温度控制器，发现异常，及时处理。

（2）脱硝现场喷氨管道电伴热就地控制柜上电伴热温度设定值根据厂家说明书进行设置，保证喷氨管道在脱硝运行或脱硝退出后均有较高温度维持。endprint

（3）运行值班人员在脱硝系统退出后1h内到现场打开喷氨管道底部排污阀，必须将喷氨管道内的残留氨蒸汽排净，脱硝系统退出时间较长时，运行人员应每隔3h左右到现场打开喷氨管道排污阀排放管道内的氨蒸汽，如果脱硝系统停运时间超过2天，运行人员到现场将喷氨调节阀处管道排污阀开启进行排空通风。

（4）水解器停运后，水解器内存在少量的氨蒸汽，在氨蒸汽未排尽的情况下水解器内温度降低会使氨蒸气凝结导致腐蚀堵塞水解器内各管道，水解器长期停运后需制定水解器停运保养措施。

（5）脱硝系统投入前打开氨蒸汽管道的蒸汽吹扫阀，对喷氨管道进行吹扫，确保管道内没有任何杂物。

（6）阀门堵塞严重时，可拆除阀门，用100℃的开水不断对阀门腔室及阀芯进行冲洗，直至冲洗融化。

4、尿素储仓堵塞、下料系统堵塞、给料机上插板门卡涩

4.1现象

火力发电厂一般设计为尿素储备系统设置2套尿素筒仓。每个尿素颗粒储仓配备一台斗提机，通过料斗将尿素颗粒从地面竖向提升至储仓，尿素储仓中尿素板结，造成下料口堵塞或下料口插板门卡涩。

4.2原因

（1）尿素颗粒吸湿性较强，空气湿度较大时极容易吸收超期而板结，搬运或储存过程中尿素包装袋破损，易发生板结，在下料口造成堵塞或阀板卡涩。

（2）尿素储仓密封不良，长期储存易吸潮板结，导致储仓不下料。

4.3措施

（1）尿素颗粒存储位置干燥、通风良好。

（2）尿素包装袋完好无损，运输及倒运过程中轻拿轻放，防止雨淋。

（3）加强尿素储存仓密封。

（4）对已发生堵塞的系统通过采用人工破碎、榔头敲击储仓的方式进行消除。

参考文献：

[1]崔一塵.尿素水解制氨技术的发展[J].火电厂环境保护综合治理技术研讨会，2016.

[2]陆续.火电厂脱硝用尿素水解制氨工艺[J].中国电机工程学会年会，2016.

[3]朱贵森.火电厂烟气SCR脱硝尿素催化水解制氨技术研究[J].中国电力，2016.

[4]曾德勇.控制NOx排放的SCR还原剂制备系统-尿素制氨工艺综合调研 [J].火电厂环境保护综合治理技术研讨会，2001.endprint