火电厂SCR脱硝系统液氨泄露的环境风险评价

杨 晨 庞俊磊

南京博环环保有限公司

1.液氨的相关概论

氨的化学式为NH3，氨在常态下呈现气体状态，无色且带有浓重的刺激性恶臭气味。氨气的分子量为l7.03，沸点为-33.5℃，熔点为-77.7℃，自燃点为651℃，其密度比空气略小。氨气通过冷却、压力下就会发生液化并放出热量。液氨密度为0.639g/cm3也极易被气化，只要减小压力就会吸收热量快速蒸发。氨即使处于正常温度下具有一定的挥发性、腐蚀性，一旦与空气发生接触易发生爆炸，在高温条件下更容易发生燃烧爆炸。氨对人体的心脏有着强烈的刺激，液氨会灼伤人体的皮肤与眼睛，也可引发中毒性肺气肿、剧烈咳嗽、呼吸窘迫、休克等病症，液氨位列危险化学品名录。

2.液氨泄漏产生的危害分析

在火电厂的生产中对于液氨保存提出了更高的要求，不仅需要较高的压力避免发生蒸发，还需要可靠的运输来保障安全性，因而需通过液氨槽车进行运输，利用液氨储罐对其进行保存。如果在液氨储存仓库中发生泄漏，伴随蒸气在空气中传输扩散及发生化学反应的过程，将会对有关区域作业人员、居民及其它人员构成威胁，会对各有关环境圈层造成污染，还有可能进一步引发火灾及爆炸事故等。

图1：SCR脱硝流程示意图

3.火电厂SCR脱硝系统液氨泄漏的环境风险评价

(1)液氨泄漏情况分析。本次研究主要通过某大型火电厂SCR脱硝系统液氨泄漏进行了分析，并对可能波及的范围内进行评估，同时针对其中问题制定科学、有效的解决对策。此火电厂安放了两个160m3的液氨储罐，其储存量最高可达263吨。

(2)源项分析。以液氨储罐发生泄漏时间为10min计算；通过《建设项目环境风险评价技术导则》极少的模型对泄漏量进行计算；源强。

储罐最常出现泄漏的位置主要在罐身边缘交接处，当线路故障或阀门受损造成液氨泄漏时，储罐泄漏的孔径为1cm，且泄漏位置与液面相差1.2m，相关人员须保证在lOmin之内作出反应。按照导则中的规定液氨通过小孔泄漏的基本公式来计算其源强：，其中Ql代表液体泄漏速度，单位kg/s；Cd表示液体泄露系数，取值0.64；A表示裂口面积，单位m2，液氨输送管道的内径为8.7cm，根据管道20%破裂计算；p表示液体泄露密度，取值616kg/m3；P表示容器内介质压力，设计值为1.6MPa；P0表示环境压力，取标准气压值1.01325x105Pa；g表示重力加速度，取值9.8m/s2；h表示裂口之上液位高度，取值1m。通过计算得出液氨泄漏强度为2.743kg/s，而10min内可能达到的泄漏量为1646kg。

(3)液氨泄露的环境风险评价分析。通过导则规定的要求进行分析，利用多烟团叠加模式，计算公式为：

分别以D类稳定度U10=3.6m/s(平均风速)、B稳定度U10=0.5m/s(小风)2.2m/s来评估液氨泄漏的浓度。当天气为D类条件下，发生泄漏事故5min后，液氨下风向轴线浓度先快速增大后不断降低，最大落地浓度为1300171mg/m3，于下风向7.8m处，当液氨泄漏后下风向涉及最大范围达到527.6m。当天气为B类条件下，发生泄漏事故5min后，液氨下风向轴线浓度先快速增大后不断降低，最大落地浓度为3449849mg/m3，于下风向0.5m处，当液氨泄漏后下风向涉及范围达到82.9m，影响程度没有超出规定范围。

4.火电厂液氨泄漏风险防范对策

(1)液氨储罐区。对于液氨储罐的选择必须要经过严格的质量检测，然后在按照规范的要求进行合理的安装；在储罐边缘连接处应用有效的防腐材料，从而确保焊接处的封闭性；可在液氨储存仓库内安装监控系统和报警系统，并在其周围设置围护或冲水系统，从而减少对环境造成的破坏；对于储存设备进行有效的监测和维护，避免设备存在故障。

(2)液氨运输。由于液氨属于高危有害物质，所以对其的运输必须要给与高度的重视，按照相关部门颁布的《化学危险物品安全管理条理》、《道路危险货物运输管理规定》严格遵循其中条例对化学危险品进行妥当的管理。

5.火电厂液氨泄漏风险应急预案

为了防止危险事故的出现，火电厂需要制定科学、有效的环境风险应急预案，从而保证火电厂各个部门都能够团结一致、相互协作、按部就班的进行事故救援工作。当突发事件发生时，需要立即进行环境应急监测，并根据检测的结果对附近的居民进行疏散；在条件允许的情况下，可在火电厂附近安放警报装置，并在合适的位置安放风向标与风袋；在事故发生时可保证区域内的人员在15min内撤离；对于火电厂所处的区域进行合理规划，减少周围居住人口的增长，从而减少双井突发事件对人带来的伤害。

结束语：

由于火电厂生产过程中燃料消耗较大，排放的污染物较多，已成为国家环保部门的主要监查目标，应用SCR脱硝系统能够起到节能减排的作用。众所周知液氨是SCR系统还原剂主要成分，一旦发生泄漏非同小可，不仅会为火电厂带来巨大的经济损失，还会造成较大的人员伤亡，所以对液氨泄漏进行环境风险评价，旨在为火电厂能够安全、可靠的运行。

[1]李慧.火电厂SCR脱硝系统液氨泄露的环境风险评价[J].中国科技纵横，2012(22)：41-41.

[2]刘翠玲，LiuCuiling.火电厂SCR脱硝工程液氨储罐泄露风险评价研究 [J].环境保护科学，2015，41(1)：113-116.