莱芜电厂安全设计专篇0724.docx
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莱芜电厂安全设计专篇0724
山东华能莱芜热电有限公司
4、5号机组烟气脱硝改造工程
安全设计专篇报告
西安西热锅炉环保工程有限公司
济南石油化工设计院
二〇一三年七月
第一章建设项目概况
第一节建设项目内部基本情况
本项目为华能莱芜发电有限公司4、5号燃煤锅炉脱硝技术改造项目中的氨区和SCR区。
4、5号机组工艺系统按SCR入口NOx浓度450mg/Nm3、处理100%烟气量及最终NOx排放浓度为90mg/Nm3进行设计。
氨区的供氨量约为182kg/h/台炉。
液氨储存和制备系统各装置按照乙类可燃液体要求设计（GB50160）。
华能莱芜发电有限公司已经委托山东亦安咨询有限公司编制完成了《山东华能莱芜热电有限公司4、5号机组烟气脱硝改造工程安全预评价报告》（AP09082-Y）。
一、主要技术、工艺和国内、外同类建设项目水平对比情况
本项目采用的脱硝技术为选择性催化还原法（SCR），反应剂为液氨，其品质应符合国家标准GB536-88《液体无水氨》技术指标的要求，如下表1-1：
表1-1：
液氨品质参数
指标名称
单位
合格品
备注
氨含量
%
99.6
残留物含量
%
0.4
重量法
水分
%
—
油含量
mg/kg
—
重量法
铁含量
mg/kg
—
密度
kg/L
0.602824
25℃时
沸点
℃
-33.35℃
标准大气压
目前是国内、外同类建设项目脱硝工程中大多采用SCR技术，技术成熟可靠，在本项目脱硝技术改造中，氨区属新建部分。
二、地理位置、用地面积和储存规模
该项目建设地点位于华能莱芜发电有限公司厂区内，华能莱芜发电有限公司位于山东省莱芜市南部9km的山区边缘，莱城区高庄街道办事处对仙门村西，吊鼓山和凤凰寨之间的莲花河谷狭长的台地上，南依吊鼓山，西靠莲花河，东北毗邻吊鼓山村。
氨储存、制备系统设在#5机组东侧，#4、5机组升压站东北侧，区域占地约2000m2。
；卸氨区域距液氨储罐34m，距氨区内道路12m，距厂区道路28m；氨区处于电厂外部，目前是一块空地，与周围其他工业及民用建筑较远，基本满足相关的规程规定的要求。
还原剂采用管道输送方式。
氨的贮存和制备区域建构筑物间形成消防环路，采用混凝土路面与厂区道路相连接。
详见附图一（工程位置示意图）。
SCR区设有4台稀释风机,4台氨空气混合器。
氨区设置有100m³/台液氨储罐2个，卸料压缩机2台，液氨输送泵2台，液氨蒸发器2台，氨气缓冲罐2台，仪用压缩空气储罐1台。
卸车区设置有立柱式鹤管1台。
气氨吸收槽1个，废水池1座，废水泵1台。
液氨储罐区域设置1.0m高不燃烧实体防火堤，在围堰的西北和东南方向分别设置两个人行踏步平台，储罐区域设置遮阳遮雨棚。
三、主要原辅材料和品种、名称、数量
本项目氨区主要的原料为液氨，经过液氨蒸发器后转为氨气，该项目主要物料年运输量如下表1-2所示。
表1-2：
主要运输量表
序号
货物名称
运输量（t/a）
运输方式
形态
包装方式
备注
一
运入
2912
公路
液
槽车
二
运出
2912
管道
气
总计
5824
公路及管道
四、工艺流程和主要设备和设施的布局及其上下游生产装置的关系
4.1SCR区工艺系统物流流向
在SCR反应装置所组成的系统中主要包括烟气流、氨流、空气流、蒸汽流及灰流等主要物料流，其流向如下：
（1）原烟气
来自锅炉省煤器的未脱硝烟气→SCR系统入口烟道→喷氨格栅→静态混合器→导流板→整流装置→催化剂层。
（2）净烟气
催化剂层→SCR反应器出口烟道→空气预热器入口烟道。
（3）氨（反应器区）
来自氨区氨气→氨流量控制组→氨/空气混合器→喷氨格栅联箱→喷氨格栅支管→喷氨格栅→静态混合器→导流板→整流装置→SCR反应器。
（4）空气
氨稀释空气：
环境→稀释风机→氨/空气混合器→喷氨格栅联箱→喷氨格栅支管→喷氨格栅→静态混合器→导流板→整流装置→SCR反应器。
声波吹灰器空气：
压缩空气母管→储罐→声波吹灰器→反应器。
（5）蒸汽
空预器吹灰蒸汽母管→反应器吹灰蒸汽母管→蒸汽吹灰器→反应器。
（6）飞灰
流向一：
来自锅炉省煤器的烟气飞灰→SCR系统入口烟道→喷氨格栅→静态混合器→导流板→整流装置→催化剂层→SCR反应器出口烟道→空气预热器入口烟道。
4.2氨区工艺流程如下：
（1）装卸车：
原料液氨由槽车运至本装置卸车区，液氨通过立柱式鹤管，经由卸氨压缩机卸至液氨储罐区内储罐。
（2）液氨气化：
液氨通过势能差和氨泵进入液氨蒸发槽内，通过低压蒸气加热将液氨汽化为氨气，并进入缓冲槽。
经氨气缓冲槽后提供压力恒定的氨气，氨气流量由炉前喷氨流量调节阀控制。
（3）在液氨蒸发器下游设两台气氨缓冲槽，用于提供稳定压力的气氨。
每台气氨缓冲槽为两台锅炉SCR供应氨气。
4.3设备布置
本项目分为两个分区：
脱硝反应区和氨储存制备区。
设备布置时，严格遵照相关标准、规范中的要求，执行露天化、一体化的程度，在满足工艺需要的前提下，充分考虑生产工艺的特点和总图布置情况，满足生产、操作、安全、维修及施工的需要，使各装置的布置合理、协调、紧凑，尽量减小装置占地，降低工程投资。
脱硝装置布置在炉后送风机支架上方，竖向布置服从于电厂原竖向布置要求。
反应区内布置氨喷射系统、催化剂、蒸汽吹灰器、声波吹灰器等。
脱硝反应器区因脱硝装置的施工破除的道路和硬化地面按原标准恢复。
液氨储罐区布置在地块东南部分，卸氨区布置在氨区西南侧，均在明火或者散发火花地点的全年最小频率风向的上风侧；氨制备系统布置在地块北部分，从西向东依次布置配电室（控制室、雨淋阀组间）、废水池、气氨吸收槽、液氨输送泵、液氨蒸发器及氨气缓冲罐。
详见附图：
设备布置图。
4.4上下游设备的关系
上下游设备的关系详见上述流程框图。
五、配套和辅助工程名称、能力（或者负荷）、物料来源
本项目SCR区为改造区域，氨区为新建区域，无其它辅助工程。
液氨由汽车槽车经公路运输来。
六、主要设备和设施名称、型号（规格）、材质、数量和主要特种设备
表1-3a：
项目主要设备一览表（氨区）
序号
名称
数量
（台）
规格/参数
材质
特种设备
1
液氨卸料压缩机
2
ZW-1.0/16-24
出力Q=1.0m3/min
2
立柱式鹤管
`1
设计压力：
2.5MPa，设计温度：
-22.5~+50°C，
不锈钢
3
液氨储罐
2
100m3、设计温度50℃、设计压力2.3MPa
Q345R
是
4
液氨蒸发器
3
设计压力：
2.5MPa,设计温度：
50℃
Q345R，盘管SS316L
是
5
氨气缓冲槽
2
5m3、设计压力：
0.6MPa,设计温度：
50℃
Q345R
是
6
氨气稀释槽
1
8m3，内灌工业水，设计压力：
常压,设计温度：
50℃
Q345R
7
废水池
1
400m3
8
氮气瓶
6
40L，12.5MPa
是
9
液氨泵
2
Q=2m3/h，H=60，
电机防爆等级：
dⅡBT4，防护等级：
IP55
10
废水泵（氨水泵）
1
150FY-32-3800，液下泵，Q=30m3/h，H=33
电机防爆等级：
dⅡBT4，防护等级：
IP55
11
氨气管道
300m
DN80、设计1.0MPa、50℃
12
蒸汽管道
300m
DN65、0.8/1.0MPa、320-350℃
13
氮气管道
20m
DN32、12.5MPa、常温
表1-3b：
项目主要设备一览表（SCR区）
序号
名称
数量
（台/套）
规格/参数
材质
特种设备
1
氨空气混合器
4
碳钢
2
稀释风机
`4
离心风机，风压为5000Pa，流量为5697Nm3/h，功率18kW
3
喷氨格栅
4
96支管/炉，在烟道截面上实现纵横的分区调节功能
Q345B
4
反应器
4
11130mm×7920mm×12000mm，4×11矩形布置，“2＋1”模式布置催化剂
Q345B
5
声波吹灰器
24
-
Q345R
6
蒸汽吹灰器
16
-
Q345R
7
仪用空气罐
2
不锈钢，2m3
8
电动葫芦
2
起吊高度50m，起吊重量2t
是
第二节建设项目外部基本情况
一、气象、水文、地质、地震等自然情况
1.1工程地质
厂址区上覆第四系全新统人工填土（QS4）及第四系上更新统坡积（QS13）形成的粉质粘土，局部分布黄土状粉质粘土、中粗沙、碎石层；下伏古生界寒武系九龙群崮山组中厚层石灰岩。
各层土地基承载值特征值fak建议按下列数字采用：
黄土状粉质粘土：
fak=140～170kPa
粉质粘土：
fak=200～250kPa
3-1中粗砂：
fak=190～240kPa
3-2碎石：
fak=300～350kPa
石灰岩（中等风化）：
fak=1000～1500kPa
泥质灰岩（中等风化）：
fak=500～800kP
岩溶填充物：
fak=500～800kP
厂址区场地土类型为中软～坚硬场地土，建筑场地的类别为Ⅰ～Ⅱ类。
厂址无不良地质现象，无矿藏及文物，适宜建厂。
1.2地震基本烈度
根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），扩建厂区地震动峰值加速度为0.10g（相应的地震基本烈度为Ⅶ度），地震动反应谱特征周期为0.45s（相应场地土类型为中硬场地土）。
建筑场地类别为Ⅰ～Ⅱ类。
根据山东省地震工程研究院《莱芜热电有限公司扩建一期2×300MW工程场地地震安全性评价报告》，场地未来50年超越概率水平为10%的土层水平地震动峰值加速度为101.6cm/s2，基岩水平地震动峰值加速度为101.6cm/s2，场地抗震设防烈度为7度，地震动反应谱特征周期为0.38s。
1.3水文地质
厂址区场地地下水类型主要为裂隙岩溶水，大气降水为主要补给方式，人工开采为主要排泄方式，调查该区常年地下水稳定水位埋深大于30m，可不考虑地下水对建筑材料的腐蚀性。
1.4水文气象
厂区洪水的威胁主要来自厂区西南面和北面的莲花河。
根据水文专业水文气象勘测报告资料，厂址地处莲花河右岸吊鼓山麓坡地上，不受莲花河100年一遇洪水影响。
按地势向莲花河排水比较顺畅。
厂址的主要气象条件如下：
降水
累年年平均降水量为：
724.4mm；
累年年最大降水量为：
1369.6mm，发生于1964年；
累年最大一日降雨量为：
228.3mm，发生于1996.7.25；
累年最大一小时降雨量为：
100.5mm，发生于1970.7.25；
累年最大十分钟降雨量为：
26.5mm，发生于1988.9.7；
累年连续一次最大暴雨量为：
228.3mm，发生于1996.7.24～1996.7.25；
累年连续最长降雨日数为：
10天，相应的降雨量为296.0mm，发生于1957.7.15～7.24。
气温
累年平均气温：
12.8℃；
累年极端最高气温：
39.2℃，出现1960年6月21日和1967年6月6日两天；
累年极端最低气温：
-22.5℃，发生于1957年2月11日。
风
累年平均风速为:
2.3m/s；
累年10分钟最大风速27.3m/s，风向为WNW，发生于1978年6月30日；
累年瞬时最大风速＞40m/s，风向为WNW，发生于1978年6月30日；
累年全年主导风向为：
E，相应频率为11%。
其它
累年平均水汽压：
11.15hPa；
累年最小水汽压：
0.2hPa；
累年平均相对湿度：
63%；
累年最大冻土深度：
44cm，发生于1963、1976两年；
累年最大积雪深度：
24cm，发生于1957年2月2日；
累年最多雷暴日数：
47天，发生于1969年；
累年最多雾日数：
29天，发生于1992年。
二、投入生产或者使用后可能出现的最严重事故波及的范围、以及在此范围内的24小时生产、经营活动和居民生活的情况
该项目建设地点位于华能莱芜发电有限公司厂区内，华能莱芜发电有限公司位于位于莱芜市南9km的山区边缘处，吊鼓山和凤凰寨之间的莲花河谷狭长的台地上，南依吊鼓山，西靠莲花河，东北毗邻吊鼓山村。
氨储存制备区位于#5机组东侧，#4、5机组升压站东北侧，主要建设液氨卸车区、液氨储罐区、气化区、气氨吸收槽、废水池、控制室、配电室等、雨淋阀组间，总占地面积2000㎡。
液氨储罐区布置在地块东南部分，卸氨区布置在氨区西南侧，均在控制室以及蒸发区全年最小频率风向的上风侧；氨制备系统布置在地块北部分，从东向西依次布置配电室（控制室、雨淋阀组间）、废水池、气氨吸收槽、液氨输送泵、液氨蒸发器及氨气缓冲罐。
液氨卸车区进出口设置在氨区的西侧，氨区周围设置环形消防通道，项目平面布置详见附图三。
项目建（构）筑物与周边临近各建（构）筑物、设备安全间距见表1-4。
表1-4：
项目各建（构）筑物与周边临近各建（构）筑物、设备之间安全间距
方位
项目建（构）筑物
火灾类别
耐火等级
相临建（构）筑物名称
火灾类别
耐火等级
设置间距（m）
要求间距（m）
依据标准及条款
符合性判定
东北
气化（区）
-
-
控制室
丁
二级
18
15
《石油化工企业设计防火规范》第5.2条
符合
西北
控制室
丁
二级
气化（区）
-
-
18
15
符合
配电室
丁
二级
气化（区）
-
-
18
15
符合
雨淋阀组间
丁
二级
气化（区）
-
-
-
-
符合
东南
液氨储罐（区）
乙
二级
卸氨泵
-
-
9.4
9
《石油化工企业设计防火规范》第5.2条
符合
气化（区）
-
-
16
9
符合
-
-
符合
西南
液氨卸
车区
乙
二级
卸氨泵
-
-
9.8
8
《石油化工企业设计防火规范》第4.2.12条
符合
配电室
丁
二级
25
20
符合
本项目氨区在投入生产或者使用后可能出现的最严重的事故为液氨储罐的泄漏，此事故最先影响到的是华能莱芜发电有限公司事故油池、煤场、废水池等区域。
三、安全距离
本项目中危险化学品生产装置和储存数量构成重大危险源的储存设施与下表中各场所、区域的距离如表1-5。
表1-5：
液氨储罐区与周围设施间距表
设施
名称
相邻设施
相对
方位
距离
（m）
标准间距
（m）
参照标准
是否符合
液氨
储罐
区
吊鼓山村（马上搬迁）
东南
300
100
鲁安监发[2008]155号
第五十三条
是
220kV变电装置
西南
39
20
GB50016-2006
第4.3.1条
是
煤场
北
46
20
GB50016-2006
第4.3.1条
是
脱硝电子设备间
北
20.2
12
GB50016-2006
第4.3.1条
是
采用标准：
《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）
《山东省液氨储存与装卸安全生产技术规范（试行）》（鲁安监发[2008]155号）
通过上表可以看出，建设工程（项目）与周围设施的安全间距符合规范要求。
第二章危险、有害因素及程度
第一节危险、有害因素
一、涉及具有爆炸性、可燃性、毒性、腐蚀性的化学品危险类别及数据来源
1.1氨气
氨气为无色、有刺激性恶臭的气体，根据《危险化学品名录》（2002年版），属于第2.3类有毒气体，且易燃，能与空气混合形成爆炸性混合物，能引起火灾、爆炸、中毒事故。
物质的特性见表2-1。
表2-1：
氨气理化特性介绍表
项目
内容
标识
中文名
氨
别名
氨气、液氨
分子式
NH3
危险货物类别
第2.3类有毒气体
分子量
17.03
危险货物编号
23003
CAS
7664-41-7
UN编号
1005
理化性质
外观与性状
无色、有刺激性恶臭的气体。
主要用途
用作致冷剂及制取铵盐和氮肥。
溶解性
易溶于水、乙醇、乙醚。
熔点（℃）
-77.7
燃烧热（kJ/kg）
18603.1[25℃（77oF）气态时]
沸点（℃）
-33.5
饱和蒸汽压（kPa）
506.62（4.7℃）
相对密度（水=1）
0.82（-79℃）
临界温度（℃）
132.5
相对密度（空气=1）
0.6
临界压力（MPa）
11.40
燃烧爆炸危险性
火灾危险类别
乙类
稳定性
闪点（℃）
无意义
聚合危害
引燃温度（℃）
651
避免接触的条件
爆炸下限（V/%）
15.7
燃烧（分解）产物
氧化氮、氨。
爆炸上限（V/%）
27.4
禁忌物
卤素、酰基氯、酸类、氯仿、强氧化剂。
燃爆危险
本品易燃，有毒，具刺激性。
危险特性
与空气混合能形成爆炸性混合物。
遇明火、高热能引起燃烧爆炸。
与氟、氯等接触会发生剧烈的化学反应。
若遇高热，容器内压增大，有开裂和爆炸的危险。
灭火方法
消防人员必须穿全身防火防毒服，在上风向灭火。
切断气源。
若不能切断气源，则不允许熄灭泄漏处的火焰。
喷水冷却容器，可能的话将容器从火场移至空旷处。
灭火剂：
雾状水、抗溶性泡沫、二氧化碳、砂土。
包装与储存运输
包装类别
Ⅱ
包装标志
有毒气体。
包装方法
钢质气瓶；钢罐。
储存注意事项
储存于阴凉、通风的库房。
远离火种、热源。
库温不宜超过30℃。
应与氧化剂、酸类、卤素、食用化学品分开存放，切忌混储。
采用防爆型照明、通风设施。
禁止使用易产生火花的机械设备和工具。
储区应备有泄漏应急处理设备。
运输注意事项
运输时运输车辆应配备相应品种和数量的消防器材。
装运该物品的车辆排气管必须配备阻火装置，禁止使用易产生火花的机械设备和工具装卸。
严禁与氧化剂、酸类、卤素、食用化学品等混装混运。
夏季早晚运输，防止日光曝晒。
中途停留时远离火种、热源。
公路运输时要按规定路线行驶，禁止在居民区和人口稠密区停留。
采用钢瓶运输时必须戴好钢瓶上的安全帽。
钢瓶一般平放，并应将瓶口朝同一方向，不可交叉；高度不得超过车辆的防护栏板，并用三角木垫卡牢，防止滚动。
毒性与健康危害性
接触极限
中国MAC（mg/m3）：
30
TLVTN：
OSHA50ppm,34mg/m3;ACGIH25ppm,17mg/m3；TLVWN：
ACGIH35ppm,24mg/m3
毒性
LD50：
350mg/kg（大鼠经口）；LC50：
1390mg/m3，4小时（大鼠吸入）
健康危害
低浓度氨对粘膜有刺激作用，高浓度可造成组织溶解坏死。
急性中毒：
轻度者出现流泪、咽痛、声音嘶哑、咳嗽、咯痰等；眼结膜、鼻粘膜、咽部充血、水肿；胸部X线征象符合支气管炎或支气管周围炎。
中度中毒上述症状加剧，出现呼吸困难、紫绀；胸部X线征象符合肺炎或间质性肺炎。
严重者可发生中毒性肺水肿，或有呼吸窘迫综合征，患者剧烈咳嗽、咯大量粉红色泡沫痰、呼吸窘迫、谵妄、昏迷、休克等。
可发生喉头水肿或支气管粘膜坏死脱落窒息。
高浓度氨可引起反射性呼吸停止。
液氨或高浓度氨可致眼灼伤；液氨可致皮肤灼伤。
侵入途径
吸入
环境危害
对环境有严重危害，对水体、土壤和大气可造成污染。
急救措施
皮肤接触
立即脱去污染的衣着，应用2%硼酸液或大量清水彻底冲洗。
就医。
眼睛接触
立即提起眼睑，用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟。
就医。
吸入
迅速脱离现场至空气新鲜处。
保持呼吸道通畅。
如呼吸困难，给输氧。
如呼吸停止，立即进行人工呼吸。
就医。
食入
防护措施
工程控制
严加密闭，提供充分的局部排风和全面通风。
提供安全淋浴和洗眼设备。
呼吸系统防护
空气中浓度超标时，建议佩戴过滤式防毒面具（半面罩）。
紧急事态抢救或撤离时，必须佩戴空气呼吸器。
眼睛防护
戴化学安全防护眼镜。
身体防护
穿防静电工作服。
手防护
戴橡胶手套。
其它
工作现场禁止吸烟、进食和饮水。
工作完毕，淋浴更衣。
保持良好的卫生习惯。
泄漏
应急处理
迅速撤离泄漏污染区人员至上风处，并立即隔离150m，严格限制出入。
切断火源。
建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿防静电工作服。
尽可能切断泄漏源。
合理通风，加速扩散。
高浓度泄漏区，喷含盐酸的雾状水中和、稀释、溶解。
构筑围堤或挖坑收容产生的大量废水。
如有可能，将残余气或漏出气用排风机送至水洗塔或与塔相连的通风橱内。
储罐区最好设稀酸喷洒设施。
漏气容器要妥善处理，修复、检验后再用。
操作
注意事项
严加密闭，提供充分的局部排风和全面通风。
操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。
建议操作人员佩戴过滤式防毒面具（半面罩），戴化学安全防护眼镜，穿防静电工作服，戴橡胶手套。
远离火种、热源，工作场所严禁吸烟。
使用防爆型的通风系统和设备。
防止气体泄漏到工作场所空气中。
避免与氧化剂、酸类、卤素接触。
搬运时轻装轻卸，防止钢瓶及附件破损。
配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。
废弃处置
先用水稀释，再加盐酸中和，然后放入废水系统。
1.2氮气
氮气为无色、无臭的气体，根据《危险化学品名录》（2002年版），属于第2.2类不燃气体，能引起窒息事故，其理化特性详见表。
表2-2氮气理化特性介绍表
项目
内容
标识
中文名
氮
别名
氮气
分子式
N2
危险货物类别
第2.2类不燃气体
分子量
28.01
危险货物编号
22005
CAS
7727-37-9
UN编号
1066
理化性质
外观与性状
无色无臭气体。
主要用途
用于合成氨，制硝酸，用作物质保护剂，冷冻剂。
溶解性
微溶于水、乙醇。
熔点（℃）
-209.8
燃烧热（kJ/mol）
无意义
沸点（℃）
-195.6
饱和蒸汽压（kPa）
1026.42（-173℃）
相对密度（水=1）
0.81（-196℃）
临界温度（℃）
-147
相对密度（空气=1）
0.97
临界压力（MPa）
3.40
燃烧爆炸危险性
火灾危险类别
戊类
稳定性
闪点（℃）
无意义
聚合危害
引燃温度（℃）
无意义
避免接触的条件
爆炸下限（V/%）
无意义
燃烧（分解）产物
爆炸上限（V/%）
无意义
禁忌物
燃爆危险
本品不燃。
危险特性
若遇高热，容器内压增大，有开裂和爆炸的危险。
灭火方法
本品不燃。
尽可能将容器从火场移至空旷处。
喷水保持火场容器冷却，直至灭火结束。
包装与储存运输
包装类别
Ⅲ
包装标志
包装方法
钢质气瓶；安瓿瓶外普通木箱。
储存注意事项
储存于阴凉、通风的库房。
远离火种、热源。
库温不宜超过30℃。
储区应备有泄漏应急处理设备。
运输注意事项
采用钢瓶运输时必须戴好钢瓶上的安全帽。
钢瓶一般平放，并应将瓶口朝同一方向，不可交叉；高度不得超过车辆的防护栏板，并用三角木
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