(广东惠州平海发电厂有限公司设备部 516363)
摘要:火电厂液氨区是危险化学品重大危险源，一旦发生事故，将会造成人员伤亡、财产损失等严重后果。本文描述了某发电厂对氨区氨泄漏检测装置的改造，提高了设备可靠性及氨站区安全管理水平。
关键词：氨区 安全 氨泄漏监测
1．概述
氨是选择性催化还原法SCR烟气脱硝技术的必备原料，同时也是一种有毒有害气体，一旦发生泄漏，可能会对人员造成化学性灼伤、中毒和窒息等严重危害，高温或遇到明火更是会发生化学性爆炸，对周围的人员和财产造成严重损失。
在发电厂氨区运行及安全管理过程中，对从储氨罐、液氨蒸发器等相关设备泄漏逸散到工作环境中的氨气进行快速、准确、及时的检测和报警，提示相关人员及时避险并采取合理的处理措施是保证氨区安全运行的关键。
2．改造前项目情况
2.1概貌
某发电厂的氨区共有1套储氨供氨系统，担负着两台发电机组脱硝系统的供氨任务。其氨区按功能划分为卸料区、液氨储罐区、蒸发缓冲区。
氨区氨气泄漏装置共安装3套设备，共计安装了14个氨检漏探头（如图1），所有氨检漏变送器中的传感器均为电化学传感器。控制主机安装在氨区电子间，用于显示并向DCS系统传输各个监测点的检测数据。
基于上述测量原理及图2电化学传感器的基本结构可知，壳体中密封的电解液会因为测量转化或渗漏等原因造成不可避免的消耗，一旦电解液与电极之间的稳定平衡状态发生变化，就会严重影响传感器的测量精度和可靠性。
在实际使用及测量过程中主要存在以下问题：
1）灵敏度低，响应时间长，可靠性差
现场设备使用一段时间后变送器的灵敏度会明显降低，使用标气标定检测探头时会出现较大偏差，甚至无反应的情况。
2）易受交叉气体干扰产生误报警
现场设备对硫化物和氮氧化物也有一定的敏感性，使用中会出现因气体干扰导致的误报警。
3）使用寿命短
现场使用的大部分氨气泄漏检测探头使用一年后，测量误差会大于20%，甚至无响应，需更换，既增加了设备维护成本，也增加了采购成本。
3．改造设计方案
3.1总体方案
根据现场设备区域划分和设置具体情况以及氨站区相关技术标准的要求，在氨区各功能区监测点设置14台激光氨检漏变送器，将氨检漏主机设置于氨区电子间。根据相关规范敷设电缆，连接激光氨检漏变送器与氨检漏主机，同时送信号给DCS系统及氨区消防喷淋系统实现远程监测及紧急喷淋。
新型激光氨气泄漏检测仪采用分布式激光检测技术，1台主机可同时连接14个检测变送器。主机采用1路220VAC电源供电，其内置直流电源，可同时为14只变送器提供24VDC供电。激光器内置在主机中，由分光器分出14路激光信号通过光纤传输给14只变送器，所有变送器均可实现独立、同步、实时在线检测。
系统布局如下图3所示：
图3 改造系统布局示意图
3.2现场监测点的设置
氨区现场设置14个监测点，氨罐区设置7个氨泄漏检测探头，4个在储罐上方，3个在储罐下方，其他重要设备上方各设置1个检测探头。
3.3工作原理
新型激光氨气在线检漏仪是集激光气体探测技术及通讯技术于一体的多点氨气检漏报警系统，采用可调谐激光光谱分析（TDLAS）技术，利用窄带激光扫描气体分子的吸收谱线，通过分析被气体分子吸收后的激光强度得到待测气体浓度等参数（如下图4所示）。
图4 可调谐激光光谱分析（TDLAS）技术示意图
半导体激光光源的光谱宽度远小于特定气体吸收谱线宽度，可以避免背景气体间的交叉干扰。激光信号进入变送器的检测气室，光电转换器将代表氨气浓度值的激光信号转换为电信号，经采集处理后将氨气浓度值显示在本地OLED屏上，并判断是否超限，如超限则启动变送器本地的声光报警器。变送器在本地显示氨气浓度值的同时，把相应的监测数据实时发送至控制主机。
控制主机同时接收来自变送器的测量数据，并将每一路的氨气浓度值转换为（4～20）mA电流信号上传DCS，实现远程监控，同时判断每一路变送器的氨气浓度是否超限，一旦发生超限则该路报警继电器闭合发出报警信号，同时将信号发至消防喷淋系统，启动紧急喷淋。
4．改造方案技术特点及性能比较
4.1技术特点
1) 采用可调谐激光光谱分析（TDLAS）技术，消除气体交叉干扰，避免氨气检测系统误报，具有极高的氨气检测灵敏度、精度和速度；
2) 采用光纤传感技术，实现远距离监测；
3) 变送器具备本地测量值显示及声光报警功能；
4) 控制主机输入、输出接口多达14路，监测更多点位并传输更多信号。
4.2性能及经济性比较
5．结语
通过使用创新技术对火电厂氨区氨泄漏监测装置实施改造，大幅提高了相关设备的可靠性及耐用性。为氨区的安全管理提供更有效的技术保障，同时大大节省了设备维护的人工成本及备件采购成本。
参考文献:
[1]GB 3836.1-2010 爆炸性气体环境用电气设备 第1部分 通用要求
[2]GB 3836.4-2010 爆炸性气体环境用电气设备 第4部分 本质安全型
[3]GB12358-2006 作业场所环境气体检漏报警仪通用技术要求
[4]AQ3036-2010 危险化学品重大危险源罐区现场安全监控装备设置规范
论文作者:常涛
论文发表刊物:《电力设备》2018年第29期
论文发表时间:2019/3/27
标签：氨气论文; 激光论文; 气体论文; 变送器论文; 设备论文; 主机论文; 技术论文; 《电力设备》2018年第29期论文;