国投新疆罗布泊钾盐有限责任公司 839000
摘要：十八大以来，绿色可持续发展成为我国经济发展的重要方向，烟气排放达标受到了火力发电行业的高度重视，企业环保责任意识也不断增强，火力发电厂更是节能的重点对象，分析、设计、运行、设备优化的诸多环节，尽可能多的使火电厂在节能减排中节能降耗。本文将会通过火电厂4号机组计量氨气时出现的故障现象和解决方法进行分析。
关键词：火电厂；质量流量计；氨气；脱销
引言
近年来，随着经济的高速发展，人们对环保意识的逐渐加强，保护环境、节能降耗成为当下发展较为关注的问题。而火电行业运行管理受到了各种环境指标的约束，氮氧化物的排放量就是企业排放是否达标的一项重要数据。发电企业在保证达标排放的同时，也要考虑脱销工艺安全、经济、高效，所以在脱销工艺中计量氨气使用量就显得尤为重要了。
一、目前火力发电脱销工艺概况
火力发电的锅炉在脱硝环节普遍采用的是氨气与锅炉尾气中的一氧化氮化学反应，来降低排放烟气中的氮氧化物。这种化学反应工艺过程在实际生产中工艺设备成熟，利用率、效率高。脱销工艺整体简单，可操作性和安全维护技术规章制度成熟。液氨只需要经过蒸汽蒸发器将之气化后，通过与风机输送的自然风混合后就可直接喷洒入脱销装置与烟气反应，在高温下氨气和一氧化氮快速反应生成氮气和水，化学反应效率在85%左右，使之烟气经过净化达到环保排放标准。在脱销出口还有氨逃逸检测装置，实时监测投入的氨气是否有过剩，通过对比出口氮氧化物和氨逃逸实时调整脱销入口的进氨量，以寻求脱销运行高效、经济、安全运行。
二、我厂脱销入口氨气计量使用现状
我厂四台机组的脱销装置，在脱销进氨入口处均安装了质量流量计，流量计安装方式为水平安装，一期三台脱销装置的进氨流量计在初期安装方式为波纹管凸面垂直地面向下，发现常会因流量计内结晶或残留异物造成流量计计量数据波动。影响数据波动的原因，除了杂质残留的原因，还有在冬季环境温度低于零下20度，制氨设备的氨蒸发器出口氨气温度低于10度时，氨气经过近300多米的管道到达一期脱销入口处时已经又液化为氨水或氨的气液混合体，有液态介质流经测量气体的质量流量计时，测量数据失准或无显示。介质是否液化可通过流量计本体测温显示和流量计后的温度测点直观反映，液化较明显的特征是这两个温度均会显示负值，若介质只有少许液化，这两个温度则会显示在5度左右，有时甚至会低于零下。二期机组在交工时，施工方安装流量计方式依据设计图纸安装，依然采用的水平安装，波纹管凸面垂直地面向下。在机组投运两年后不出意外的出现了和一期脱销同样的问题。一、二期脱销还有一个共性问题就是在锅负荷低时，脱销进氨量也小，流量计在计量时就会出现测量数据波动大的现象。
三、针对脱销入口氨气流量计测量失准的两种原因分析和采取措施
测量失准现象（1）：流量计水平安装时，波纹管垂直于地面凸面向下安装，机组运行在设计范围内的负荷使用时出现测量数据波动异常，在冬季机组停运后也会出现数据波动，用铜制工具轻轻敲打管道和连接法兰，有时会缓解数据波动现象，时隔一段时间后还会出现同样的故障。在机组停运期间对管道氮气置换后，拆开流量计法兰可见波纹管内结晶和杂质。
数据失准的原因分析和采取措施：通过波纹管的残留杂质可判断，在流量计水平安装时，波纹管凸面向下会造成杂质积攒在弯管内。
杂质和结晶体粘连在波纹管壁上，气体流经时产生紊乱的流动影响了波纹管异常抖动是造成数据异常的直接原因。冬季机组停运后，介质停止流动，环境温度低，氨气液化为氨水滞留在弯管内，伴随着其他设备引起的轻微振动造成介质在波纹管内振动，引起波纹管共振出现测量数据时有时无的异常显示。
针对以上分析的原因分析，得出结论都是介质和杂质得以存留在波纹管内造成的，解决对策是在机组停运，对管道氮气置换，将流量计的波纹管凸面垂直地面朝上调整，介质中杂质则难以停留在一个凸面的管道内，气体流经流量计时也不易产生结晶，改变波纹管方向后计量数据波动的现象得到改善。
测量失准现象（2）：冬季室外温度低于零下20度时通过质量流量计的氨气温度过低，从蒸发器出口至脱销的氨气在低温环境下液化，通过监视流量计内部的测温点和管道上的测温点，监测通过流量计的氨气温度在10度以下时就会发生计量数据波动大或无显示的现象。
数据失准现象的原因分析和采取措施：脱销使用的氨气由氨区的储氨罐液态氨经过蒸发器气化后通过近350米管道输送至各机组脱销入口。一期三台机组的脱销装置是连在一条管线上，管线有一部分在厂房内。二期只有一台机组，氨气管道在脱销入口前均在室外，相较一期脱销，二期脱硝和氨区的管线还要远50米。冬季室外环境在零下20度时，储氨罐的氨气温度也随着环境温度变低，当氨罐的低温氨气输送至蒸发器气化时，由于蒸发器运行温度不得超过80度，这就使得蒸发器输出气化后的氨气只有10度左右。在室外环境只有零下20度左右时，氨气经过300多米的管道输送至脱销，氨气因为低温又重新液化或者一部分液化，管道里氨气就已经是气态和液态的混合体状态，气液混合体经过用于测量气体的质量流量计时，流量计的计量数据显示负值或异常波动现象。针对以上原因采取对策的方向是在保障机组安全、稳定运行的基础上提高流量计入口的氨气温度，确保氨气进入流量计时是气态。我厂主要通过以下两种的方法提高氨气的温度。
1、尽量提高蒸发器出口的氨气温度，冬季环境温度低于零下5度后，由环保运行操作人员通过调整蒸发器出口的氨气温度保持在20至30度，当室外环境低于零下15度，蒸发器蒸汽伴热达到最大80度，蒸发器出口的氨气温度无法保持出口温度需求时，在蒸发器满足安全运行的前提下可将蒸汽伴热提高至85度，尽量提高蒸发器出口的氨气温度。以此满足待氨气经过300多米的管道，经过室外冷却到达脱销入口处时，进入质量流量计的氨气在气态。
2、冬季在脱销入口处的氨气管道处增加电伴热，通过提高管道温度对氨气再一次加热，我厂采用的是防爆中高温电伴热缠绕在管道上，用锡箔纸缠绕固定伴热带，使伴热带紧紧的贴在管道上，锡箔纸还有均匀散热的作用，提高电伴热与管道的接触面积，在机组负荷平稳时，氨气的流速在1.5米/秒，为了达到加热有效，电伴热缠绕长度尽量在3米以上，使氨气流经管道有加热的时间，尽量提高氨气进入流量计的温度。
通过采取以上方法后有效的保障了氨气测量的有效性。
结语
在当今在我国经济步入新常态的大背景下，绿色环保发展深得民心，火力发电行业排放指标控制逐年增加监控，火力发电在满足排放达标的同时也在追求经济效益，通过检测各数据分析出节能降耗、高效益的控制方式，让环保设备经济高效运行是火电行业不可忽略的部分。正常、稳定的计量脱销装置氨气消耗，满足烟气排放达标的同时，也可以及时避免氨气供应过量造成烟气管道各设备腐蚀加剧。要实现火电厂节能减排的任务，应该着重从加强电力设备的安全性能、优化环保设备运行组织、合理利用减排检测设备等多个方面进行。这样，才能是火电厂运行效率提高，更加环保，从而对社会做出应有的贡献。
参考文献：
[1]王立荣，赵小明，邱文锋.火电厂热工自动化设计中节能减排分析[J].建筑工程技术与设计 2020（13）