液氨储罐液位时异常波动原因分析及解决方案

 

　　1 引言

　　某火电厂一期工程2x330MW供热机组，针对火电厂环保配套脱硝裝置采用SCR（选择性催化还原法），还原剂采用液氨，采用液氨储罐进行液氨存储，划定专门液氨存储区并设计两台容积为85m3的常温卧式液氨储罐，设计压力2.2MPa，设计温度50℃，室外布置方式，就地测量采用磁翻板液位计、DCS远传信号采用磁浮筒式液位计实现。从近年液氨储罐运行情况看，液氨储罐液位存在定期定时有规律的波动现象，因此本文系统地对液氨储罐液位波动原因进行详细探讨、提出应对方案、以确保机组脱硝系统安全稳定运行。

 

　　2 异常现象及处理

　　2016年2月9日，运行值班人员液氨C蒸发器压力氨气低报警，二号炉炉膛出口A侧脱硝效率低于80%，手动开大蒸发器氨气压力调整门调整无效，此时负责一号炉用氨的B蒸发器也出现氨气压力降低的现象。检查发现A、B液氨储罐出口气动切断阀全部在关闭位置，立即手动开启原运行B液氨储罐出口门恢复供氨，调整B、C蒸发器压力及脱硝系统各参数正常。经炉控检修人员检查A、B液氨储罐出口气动切断阀全部关闭的原因为：B液氨储罐液位出现波动，当液位低信号发出后自动关闭出口气动切断阀，由于液位波动后迅速恢复，A储罐出口气动切断阀未满足开启条件，在联锁正常投入的情况下未开启。

 

　　3 原因分析

　　液氨储罐液位波动的原因有：（1）磁翻板液位计损坏失效；（2）DCS远传信号错误；（3）液位计引出管堵塞；（4）液氨储罐局部温度不均衡导致液位波动；（5）液氨储罐压力波动导致。

　　液氨储罐上的液位计，不论是磁翻板液位计还是电远传浮筒式液位计，都采取接触式测量方式，在储罐的气、液相液位接口装配根部阀门再与连通器相连，通过检测连通器内的液位来间接测量液氨储罐的液位值[1][2]；根据浮力原理，浮子在测量管内随液位的升降而上、下移动，浮子内的永久磁钢通过耦合作用，驱动红、白色翻柱翻转180°，液位上升时翻柱由白色转为红色，下降时由红色转为白色，从而实现磁翻板液位计液位指示。

　　通过调阅液氨储罐长期运行数据进行系统分析发现，其液位波动现象存在周期性，规律性极强，A、B液氨罐液位波动时间及周期几乎一致，波动幅度较大，在对现场实际运行情况进行跟踪，发现远方DCS显示值波动时其就地磁翻板液位也存在波动现象，根据其发生周期和时间分析判定为温度原因影响。

 

　　4 防范措施及改进建议

　　4.1 液氨储罐液位波动的防范措施

　　（1）在正常运行中，由于液氨储罐液位大幅度波动至液位低值将触发关闭出口气动快关阀、脱硝系统供氨中断，从而导致机组NOX超标环保事件发生；而运行中液氨储罐每8小时下降液位在30mm左右，因此将液氨储罐液位低关闭出口气动快关阀时间变更为延时60S，同时开启备用也氨罐出口气动快关阀，以实现脱硝系统连续供氨。（2）由于液氨储罐属于室外布置，液位受环境温度及天气情况干扰较大，因此正常运行中应zui液位取样装置加装遮阳棚等隔离方式，以减小外界因素干扰。（3）在运行中运行人员应加强液氨储罐液位监视，发生液位异常波动及时进行手动干预，以防止供氨中断事故发生。

　　4.2 技术改进

　　要消除被测介质的温度变化对液位测量值的影响，有两种方案：一是对介质存储装置及测量装置进行加装保温、使介质温度保持恒定；二是对液位测量装置进行技术改、采用新型液氨专用导波雷达液位测量装置。方案一的工程量较大、且很难保证介质温度绝对恒定，无法达到工艺要求。方案二虽然前期投入较大、但是测量精度高、对介质复杂工况适应性较强，能满足工艺要求。（也有很多现场是给磁翻板液位计增加蒸汽夹套通过蒸汽保温，效果也是非常好。）

 

　　如图1所示，导波雷达液位计是依据时域反射原理（TDR）为基础的雷达液位计，雷达液位计的电磁脉冲以光速沿钢缆或探棒传播，当遇到被测介质表面时，雷达液位计的部分脉冲被反射形成回波并沿相同路径返回到脉冲发射装置，发射装置与被测介质表面的距离同脉冲在其间的传播时间成正比，经计算得出液位高度。某电厂经过技术改造采用波导雷达后，液氨液位波箱现象消失，储罐运行良好。