发电机组水汽监督规范实施

1、发电机组炉水品质优化研究与实施 （运行分场）摘要：简述了各炉水磷酸盐处理方法的原理和优劣，评价了应用平衡磷酸盐处理和低磷酸盐处理炉水取得的效果及经济效益，并针对应用炉水低磷酸盐处理存在的问题提出了建议。关键词：低磷酸盐；磷酸盐处理；炉水处理；磷酸盐隐藏锅炉炉水处理的主要目的是保证蒸汽的纯度和减少锅炉水侧的结垢和腐蚀。目前国内多数锅炉炉水处理采用的是pH-磷酸盐协调处理或磷酸盐常规处理工艺,这些方式对于防止钙、镁水垢的沉积和维持炉水的pH值起到了较好的效果,但它们都存在不同程度的盐类“隐藏”现象。目前，我厂应用的炉水处理由之前一直采用的协调磷酸盐处理改为了平衡磷酸盐处理，并争取达到低磷酸盐处理，

2、不仅能够有效减轻磷酸盐隐藏现象，还减少了药物的使用，创造了经济价值。1.磷酸盐处理的原理磷酸盐处理是将磷酸盐溶液直接加到锅炉汽包中,使炉水维持一定的磷酸根浓度,在碱性炉水(pH910)条件下,炉水中的钙离子与磷酸根离子反应生成磷酸钙,而少量的镁离子一般和给水带入的硅酸根离子发生化学反应,生成蛇纹石。在炉水pH值为910的条件下,上述生成的两种化合物以水渣形式存在,易于通过炉水排污除去。当炉水中维持一定剩余量的磷酸根时,可以使炉水钙、镁离子浓度很小,达不到钙、镁沉积物的溶度积,从而无法在炉管表面形成钙、镁垢。2.磷酸盐“隐藏”现象采用磷酸盐处理的机组,如图1所示，在锅炉负荷增加时炉水中的磷酸盐浓

3、度降低,pH值增加；负荷降低时炉水中磷酸盐含量增加,pH值下降,由此使炉管产生局部腐蚀,锅炉的结垢率较高，这种现象称为磷酸盐“隐藏”现象。磷酸盐常用的药品是Na3PO4,Na3PO4在10120范围内的溶解度随温度的升高而增加,温度接近120时,溶解度达到最大；水温超过120后继续升高时,其溶解度随水温升高而急剧下降。因此磷酸盐暂时消失现象是由磷酸盐的溶解特性引起的。图1.负荷降低时，炉水中PO43-浓度、pH值及Na+与PO43-摩尔比的变化3.炉水磷酸盐处理的各种方法（1）协调pH磷酸盐处理采用磷酸盐处理的锅炉,大多会发生磷酸盐暂时消失现象,在此过程产生的游离NaOH会导致碱性腐蚀或碱脆的

4、发生,不仅如此,游离NaOH还会在高温金属表面或沉积物下浓缩而加速腐蚀。协调pH磷酸盐就是为了防止炉水发生碱性腐蚀而提出的。协调pH磷酸盐的实质就是将炉水中的碱度全部转变为磷酸盐碱度,消除炉水中的游离NaOH，以避免碱腐蚀或碱脆的发生。协调pH磷酸盐处理的控制指标为:PO43- 0.53 mg/L,pH 910, n(Na+)n(PO43-) 2.63.0。而且处理条件之一是机组不可做调峰运行。（2）协调磷酸盐处理协调磷酸盐处理与协调pH磷酸盐处理的原理相似,其控制指标为PO43- 25 mg/L,pH 8.59.3, n(Na+)n(PO43-) 2.32.6。但是实际运行中很难维持磷酸根浓

5、度和n(Na+)n(PO43-)在标准值内,也很难控制炉水的pH值,炉水磷酸根波动较大。因此无论是协调pH磷酸盐处理与协调磷酸盐处理都未能完全消除磷酸盐暂时消失问题。（3）平衡磷酸盐处理平衡磷酸盐处理是近年来国外发展起来的可避免发生磷酸盐暂时消失现象的一种炉内水处理新技术，其基本原理是使炉水磷酸盐含量减少到只够和硬度成分反应所需的浓度，同时允许炉水中有少量NaOH，使炉水pH值在合格范围，避免磷酸盐和氧化铁反应。平衡磷酸盐处理的控制标准是PO43- 03 mg/L,pH 9.09.7。（4）低磷酸盐处理低磷酸盐处理顾名思义，是使磷酸盐处于一个更低的范围内，其控制指标是PO43- 0.53 mg

6、/L,pH 9.09.7。平衡磷酸盐处理或低磷酸盐处理可有效防止盐类隐藏现象的发生,大大降低炉水中盐类含量,有效地减轻了热力系统内的腐蚀和沉积,磷酸盐对酸性物质的缓冲能力强,当凝汽器泄漏或精处理装置投运不正常时, 平衡磷酸盐处理或低磷酸盐处理是首选的炉水处理方式。4.平衡磷酸盐处理和低磷酸盐处理的经济价值目前我厂已经由协调磷酸盐处理炉水转变成为平衡磷酸盐处理炉水，保证磷酸盐含量在0.53 mg/L范围内，pH值保证在9.09.7，降低了磷酸盐药品的用量的同时，还保证了炉水所需的较高pH值，降低炉水腐蚀炉管等部件的几率。在平衡磷酸盐处理的基础上，我厂化学争取逐步转变为低磷酸盐处理炉水，从而进一步

7、消除磷酸盐隐藏现象，使炉水达到一个更高的标准。炉水处理转变为平衡磷酸盐处理和低磷酸盐处理后，不仅磷酸盐药品的消耗大大减少，炉内磷酸盐含量降低，锅炉排污率也会减小，从而减少除盐水的用量，其经济价值可以大致计算如下：（1）磷酸盐药品的消耗（协调磷酸盐处理加药量/kg - 平衡磷酸盐处理加药量/kg）×磷酸三钠单价（元/吨）×10-3×加药次数/月×11个月×锅炉数量=（75kg-25kg）×6000元/吨×10-3×4次×11个月×5=6.6万元/年（2）除盐水的消耗（以#6炉为例）（改造前的锅炉排

8、污量-改造后的锅炉排污量）×蒸发量×除盐水单价（元/吨）×时间=（3%-1%）×440吨/小时×2元/吨×6000小时=10.6万元/年通过大概计算可知，一年可减少药品消耗及除盐水用量约合27.8万元/年，为企业创造了可观的经济效益和社会效益。5.低磷酸盐处理炉水存在的问题及建议（1）炉水中PO43-控制值的下调和加氨控制的问题运行中PO43-控制在0.53.0 mgL，但还是发生了蒸汽携带及“隐藏”现象，PO43-控制值应该还有下调空间，需要通过试验进一步确认。在发生“隐藏”现象后，单纯靠加氨提高给水PH来提高炉水的PH值，则会导致

9、凝汽器铜管腐蚀，是不可取的，采用不锈钢管则是一种不错的选择。（2）改进对微硬度的检测方式，探索并形成新的凝汽器泄漏监测机制由于目前硬度检测方法的局限性，当凝汽器发生轻微渗漏时，往往不易发觉，但对采用低磷酸盐处理的锅炉来说，消耗的磷酸盐量就很大。因此，改进对微硬度的检测和对凝结水的监督方式，探索并形成新的凝汽器泄漏监测机制，及时发现泄漏将有利于炉水低磷酸盐处理的更好应用。（3）实现水汽监测的在线仪表化和加药自动化按照低磷酸盐处理水质控制标准，想要磷酸根浓度控制在下限甚至更小，就必须要改变依靠手工分析、人工改变加药的现状，尽量实现水汽监测的在线仪表化和加药自动化，这样对炉水中的PO43-的监测就会更加及时可靠，控制就会更加准确。结束语随着机组参数的提高和除盐技术的完善,磷酸盐处理的任务由最初的防垢转向