汽包炉水低磷酸盐处理工艺的应用宋炜

汽包炉水低磷酸盐处理工艺的应用宋炜

宋炜

（吉林电力股份有限公司四平热电公司吉林省四平市136001）

摘要：近十几年来，汽包炉水磷酸盐处理工艺得到快速发展，现在低磷酸盐处理工艺基本得到肯定。本文简述了汽包锅炉炉水采用低磷酸盐处理的必要性，并介绍了炉水低磷酸盐处理工艺的运行调整试验及运行工艺条件。

关键词：汽包锅炉；磷酸盐处理

前言：

炉水加入磷酸盐处理，主要是为了防止钙垢的形成，为了达到这个目的，就必须要保证炉水中PO4浓度，各种压力的汽包炉炉水中应维持的PO4的浓度已有标准规定，但炉水中的PO4浓度也不能太高，太高了不仅会增加药品的消耗量，也造成药品的浪费，而且还会引起许多不良的后果。所以我们通过试验调试炉水磷处理后，到得较好的效果。

目的：

炉内低磷酸盐处理技术的作用有两个方面：一是当凝汽器微漏或带进少量Ca2+、Mg2+时，磷酸盐与其发生化学反应，形成松软的水渣；二是利用磷酸盐水解，提高炉水的pH值，用以消除因系统变化而产生的酸性腐蚀。处理低磷酸盐时，磷酸盐加入量控制在0.5～3mg/L，炉水pH值在9.0～9.5为最佳。

1磷酸盐处理的工况

我们决定改变高压及以上的汽包炉水磷酸盐处理工艺，即由原来控制磷酸根浓度为2-8mg/L、pH9-10，并辅加Na2HPO4来控制炉水Na+与PO4摩尔比为2.3-2.8的协调磷酸盐处理工艺全部改成控制磷酸根浓度小于3mg/L、并辅以氢氧化钠处理的低磷酸盐处理工艺。

2磷酸盐处理基本原由

基于国内外磷酸盐处理工艺的研究发展。磷酸盐处理工艺已应用了几十年。随着机组容量、参数的不断理工艺得到不断发展。每种处理工艺都有一定的先进性。查找资料发现对磷酸盐处理工艺的应用研究取得了重大进展，尤其是加拿大、美国等对磷酸盐的处理给以新的概念。加拿大提出了平衡磷酸盐处理工艺，美国提出了低磷酸盐处理工艺，这些工艺都经过了多年的运行实践并在理论上说明了避免磷酸盐暂时消失现象和酸性磷酸盐腐蚀的可能性。这些成果给我们提供了借鉴作用。

2.1在磷酸盐处理新工艺的应用研究方面，国内也进行了很多年的深入研究。比如，在多年试验研究的基础上，国标已将亚临界参数的汽包锅炉炉水磷酸盐处理的磷酸根浓度定为0.5-3mg/L，这相同于平衡磷酸盐处理工艺的控制标准。再如，近几年来，国内已有好几台汽包锅炉应用了低磷酸盐处理工艺（磷酸根浓度小于1mg/L），有的还进行了超低磷酸盐处理工艺的应用研究（磷酸根浓度控制在0.1—0.5mg/L）。这些应用研究都取得了比较成熟的运行经验。随着补给水水质的变化反复研究，炉内磷酸盐处理工艺的应用已发展到了一个新的阶段。

2.2协调磷酸盐处理工艺暴露出的问题越来越多。比如对R值的计算、控制、修正上；在配药浓度的调整、计算与加药系统的设置等方面，但在使用中出现了很多问题，过去机组容量小些，问题不是太明显。随着机组容量、参数的提高，电网调峰力度的加大在深度调峰（调峰负荷超过50%）过程中，很多锅炉都发生磷酸盐暂时消失现象；有些锅炉在较大的变动工况下，连续好几天测不出磷酸根，发生了严重的盐类暂时消失现象；还有些锅炉发生了明显的皿状腐蚀，一种酸性磷酸盐腐蚀特征。

2.3磷酸盐处理主要存在着两方面问题：一是产生酸性磷酸盐腐蚀。酸性磷酸盐腐蚀通常发生在有汽囊或汽水冷却不正常的部位，发生酸性磷酸盐腐蚀的直接原因是因为加入Na2HPO4。二是发生磷酸盐暂时消失现象。在机组负荷剧烈波动的情况下，采用磷酸盐处理的炉水会发生盐类暂时消失现象，即当负荷剧烈增加时，炉水磷酸盐含量大幅度降低，时消失的盐类回溶，炉水磷酸盐含量很快增加炉水pH大幅度降低。炉水在变动负荷下的盐类暂时消失与盐类回溶都会导致磁性氧化铁保护层的溶解，加速炉管的腐蚀。发生磷酸盐暂时消失现象的主要条件是磷酸盐在炉水中的含量，另外还和炉管表面的清洁程度和热负荷有关。不管炉水中Na＋与PO4的摩尔比值为多少，只要炉水中含有一定量的PO4，都会发生磷酸盐暂时消失现象。很显然，协调磷酸盐处理工艺不能避免所存在的这两方面问题。现在，机组运行日益稳定，水汽质量也非常好，化学监督各方面都有很大的提高，但炉管沉积率仍较高。其原因：首先与凝汽器的泄漏有关，凝汽器泄漏在有些机组上时有发生；其次与机组启停时的水质变化有关，但现在机组运行都比较稳定，非停次数已少于年均1次/台，因此机组启停对水质的影响已很小；最后的原因就是与炉内采用协调磷酸盐处理工艺有较大关系。降低炉管沉积率，应在炉内处理工艺方面做工作。

3炉内低磷酸盐处理工艺

⑴.保证磷酸三钠的纯度

与协调磷酸盐处理工艺比较，采用低磷酸盐处理工艺后，炉水中控制的磷酸根浓度降低了很多。磷酸根浓度降低后，炉水的缓冲性也大幅度降低，所以采用低磷酸盐处理工艺后，必须提高炉水的清洁程度，尽量避免外界杂质对炉水的污染。为此对加入的炉水校正药品必须保证一定的纯度级别，加入的磷酸三钠要使用分析纯级，不能使用工业品。

⑵.配制合适的加药浓度

炉水控制的磷酸根浓度降低后，药箱中配制的药液浓度也要相应降低。采用协调磷酸盐处理工艺时，配制的磷酸三钠浓度一般为50g/L，而现在采用低磷酸盐处理工艺后，根据我们炉水中的磷酸根浓度要求小于3mg/L，我厂汽包锅炉控制在0.5-3mg/L。为维持炉水的pH值，在磷酸根浓度降低后，还要辅以NaOH处理。磷酸三钠和NaOH不必分别配制，可在配制的磷酸三钠药液中，加入一定量的苛性钠。其配制比例一般为Na3PO4•12H2O∶NaOH=10∶0.3—10∶1通过试验来确定。一般情况下，按这样比例配制的药液加配制的比例加入到炉内，如控制磷酸根浓度小于3mg/L，炉水pH值可达9.2—9.6，炉水电导率通常为5—15μS/m。我们还可以根据炉水的酚酞碱度测定值来调整苛性钠的配制比例，炉水的酚酞碱度一般控制在0.005—0.025μmol/L。

⑶.连续均匀地进行加药处理

运行加药调整试验中发现，要想避免发生磷酸盐暂时消失现象，炉水中的磷酸根浓度要小于1mg/L，最好在0.6mg/L以下。但我们目前没有这么做，只要求将磷酸根浓度控制在一定范围内，控制小于3mg/L，即按平衡磷酸盐处理工艺的水质条件控制。这样的水质工况虽然仍存在着盐类暂时消失现象，但炉水的缓冲性相对较大，适应性强，同时也便于监督控制。

⑷.注意机组启停及调峰时的水质控制

机组在启停过程中，负荷起伏较大，如磷有可能发生沉积的磷酸盐回溶，使磷酸根不断增加，pH大幅度下降；启动时，负荷上升，如炉管沉积物较多，易于发生能测不出。针对上述情况，要通过试验采取措施：停炉时，提前少加或停加磷酸三钠；启动时，苛性钠的加入量应适当增加。

使电网供电的峰谷差进一步加大。为满足电网的要求，机组必须深度调峰运行。深度调峰运行给机组的水质工况控制带来较大的难度，稳定较低的磷酸根浓度，并辅以微量的苛性钠处理，精心调整，实践证明是可以控制好水质的，这当中的关键是通过调整保证炉水的pH值合格。

⑸.异常水质按异常处理原则进行调整

炉水磷酸根浓度降低后，炉水的缓冲性就降低，对异常水磷酸盐暂时消失现象，加之水质较差，磷酸根有可质的适应性就差，炉水一旦发生异常情况，如凝汽器出现泄漏，就要少加或停加苛性钠处理。如果炉水水质异常比较严重，就要按异常处理原则调整，或改变处理工况，乃至停炉消缺。停炉时，负荷降低有可能发生沉积的磷酸盐回溶，使磷酸根不断增加，pH大幅度下降；启动时，负荷上升，如炉管沉积物较多，易于发生磷酸根测不出。针对上述情况，要通过试验采取措施：停炉时，提前少加或停加磷酸三钠；启动时，苛性钠的加入量应适当增加。

结束语：

我厂通过炉内低磷处理后，提高了锅炉的使用寿命，经济效益明显提高。实践证明我们的低磷处理是在锅炉加药系统可行性的。