协调pH-磷酸盐处理(CPT)解析课件

1、NCEPU协调pH磷酸盐处理（CPT）马双忱1NCEPU协调pH磷酸盐处理（CPT）马双忱1NCEPU协调pH磷酸盐处理（congruent phosphate treatment ，CPT） 协调pH磷酸盐处理是一种既严格又合理的炉内水质调节方法 它不仅能防止钙垢的产生而且能防止锅炉炉管的腐蚀。 实施这种锅内处理时，锅炉水水质调节的要点是使锅炉水磷酸盐(其总含量用PO43-表示)和pH仅相应地控制在一个特定的范围内，因此也叫炉水磷酸盐-pH控制。 2NCEPU协调pH磷酸盐处理（congruent phoNCEPU 1原理 协调pH磷酸盐处理就是除向汽包内添加Na3PO4外,还添加其他适当的

2、药品，使锅炉水既有足够高的pH值和维持一定的PO43-含量, 又不含有游离NaOH。 要保证锅内不存在游离NaOH，则必须解决以下两个问题： (1)使锅炉水中没有游离NaOH； (2)在发生盐类暂时消失现象时，锅炉炉管管壁边界层液相中不因化学反应而产生游离NaOH。 我们知道，当向锅炉水中添加磷酸氢盐时，它可以与游离NaOH发生反应。如用Na2HPO4时: Na2HPO4+NaOH=Na3PO4+H2O 所以，只要加入足够的Na2HPO4,使得锅炉水中的NaOH都成为Na3PO4的一级水解物，就消除了锅炉水中的游离NaOH。但是这样不能保证不发生以上所述的问题2）。这是因为，Na3PO4溶液在

3、发生盐类暂时消失现象（既“隐藏”现象）时，由于在炉管管壁上生成了附着物Na2.85H0.15PO4，所以在管壁边界层液相中又会产生游离NaOH。3NCEPU 1原理 协调pH磷酸盐处理NCEPU 研究发现，磷酸盐溶液发生暂时消失现象时，析出的固相附着物是磷酸氢盐，它的组成与溶液中磷酸盐的组分有关。 为了描述水溶液中不同组分的磷酸盐，人为地给定一个比值记为Na+/PO43- (或者Na+:PO43-)，它代表磷酸盐溶液中钠离子（Na+）的摩尔数与磷酸根（PO43-）的摩尔数之比，为了方便起见，有时简称为摩尔比（R）。 例如,Na3PO4溶液中Na+/PO43-摩尔比（R）为3；Na2HPO4溶液

4、中Na+/PO43-摩尔比（R）为2；对于各种不同组成比例的Na3PO4和Na2HPO4混合溶液，Na+/PO43-摩尔比（R）在2-3之间，且Na2HPO4越多，溶液的Na+/PO43-摩尔比越接近于2。 研究得知，当磷酸盐溶液的Na+PO43-摩尔比 (R)小于2.85，大于2.2时即使发生磷酸盐暂时消失现象，析出磷酸氢盐固相附着物时，炉管管壁边界层中也不会产生游离的NaOH。4NCEPU 研究发现，磷酸盐溶液发生 如果能使锅炉水中同时含有Na3PO4和Na2HPO4这两种磷酸盐，并且使锅炉水的Na+PO43-摩尔比(R)小于2.80，那么，不仅锅炉水中没有游离NaOH，而且即使发生盐类暂

5、时消失现象，锅内也不可能出现游离NaOH。这样就可避免炉管发生碱性腐蚀。 为了防止炉管有发生酸性腐蚀的可能性，必须保证锅炉水的pH值较高。此外，考虑到高压和超高压锅护炉水中含有少量NH3，为了“淹没”炉水中NH3所产生的影响，因此将锅炉水Na+/PO43-摩尔比（R）的下限定为2.30较合适。 NCEPU5 如果能使锅炉水中同时含有Na3PO4和Na2HPNCEPUTri-sodium phosphate（TSP） will react with water to produce free hydroxide, which can concentrate underneath tube dep

6、osits and cause caustic corrosion. Thus, chemists usually operate phosphate treatment programs on a coordinated or congruent basis. In these applications, adding di-sodium phosphate（DSP） to the system maintains the solutions sodium-to-phosphate molar ratio below 3:1. Maintaining sodium phosphate rat

7、ios between 2.3 and 2.8 causes the water to remain alkaline but keeps bulk hydroxide concentrations low enough to prevent under deposit caustic attack. 6NCEPU6NCEPU Caustic under-deposit corrosion can be controlled through a coordinated phosphate/pH program.7NCEPU NCEPU总之，协调pH磷酸盐处理要求炉水的Na+/PO43-摩尔比（

8、R）在2.30-2.8的范围内。从这个要求出发，在进行锅内处理时： （1）若锅炉水的Na+/PO43-摩尔比（R）大于2.80，则相应地要往锅内混加Na2HPO4； （2）若锅炉水Na+/PO43-摩尔比（R）小于2.30，应相应地改变加药组分，必要时要往锅内混加适量的NaOH，从而在维持锅炉水PO43-为正常值的条件下，锅炉水的Na+/PO43-摩尔比相应有所提高。 此外，实施锅炉水协调pH磷酸盐处理时，应保证： 高压锅炉炉水pH(25)9.10； 超高压锅炉炉水pH(25)9.20；8NCEPU总之，协调pH磷酸盐处理要求炉水的Na+/PO43NCEPU 综上所述可知，协调pH磷酸盐处理除

9、了可以使锅内没有游离NaOH因而不发生炉管的碱性腐蚀外，还使锅炉水有足够的PO43-和较高的pH值，因而不会产生钙垢，也不会发生因锅炉水pH值偏低所引起的故障。9NCEPU 综上所述可知，协调pH磷酸盐处NCEPU2.水质控制 实施高压和超高压锅炉炉水的协调pH磷酸盐处理时，锅炉水实际上可看成Na3PO4和Na2HPO4的缓冲溶液。对于以除盐水(或蒸馏水)作为补给水的高压、超高压汽包锅炉，因为锅炉水中的盐类杂质的含量很小，炉水中NH3含量也较少，而且已采取了提高炉水pH(25)和控制Na+/PO43- （R）下限的方法，这样就可用理论计算结果，由锅炉水的pH值(25)和PO43-查出炉水Na+

10、/PO43-摩尔比（R）。 锅炉水的pH(25)和PO43-的精确测定值，应落在下图的黑线所示的控制区域内，这里就是协调pH-磷酸盐处即所提供的炉水运行的“安全区”。10NCEPU2.水质控制 实施高压和超高NCEPU 锅炉炉水协调磷酸盐pH控制图11NCEPU NCEPU12NCEPU12NCEPU计算R的一个公式13NCEPU计算R的一个公式13NCEPU3锅内加药的配方 实施锅炉水协调pH磷酸盐处理时，药品的配方应按锅炉的不向水质条件决定。 (1)锅炉水中有游离NaOH，即锅炉水Na+PO43-摩尔比大于3.0。锅内处理应内原来的Na3PO4单配方，改为“Na3PO4十Na2HPO4”处

11、理的配方。现场使用的是工业磷酸三钠(Na3PO412H2O)和工业磷酸氢二钠(Na2HPO412H2O)。配制药液时，这两种磷酸盐的质量比与药液箱中药液的Na+PO43-，摩尔比(R)如表3所示。14NCEPU3锅内加药的配方 实施锅炉水协NCEPU 表3磷酸盐溶液制备箱中药液 质量比（x）与药液的Na+/PO43-摩尔比（R）对照表 利用表3，可按需要方便地配制各种不同（R）的磷酸盐溶液。例如：欲制备摩尔比（R）为2.5的磷酸盐溶液，则在溶解槽中加入Na3PO412H2O、Na2HPO412H2O它们的配比为1：1。 或者利用公式： 则，如R=2.5,可计算出x=1。15NCEPU 表3磷酸

12、盐溶液制备箱中药液 NCEPU 某种超高压锅炉锅炉水Na+/PO43-摩尔比大于3.0。实施炉水协调pH-磷酸盐处理时，按“1：1”制备R=2.5的磷酸盐溶液，用加药泵加入汽包中，只要锅炉水的PO43-4mg/L，锅炉水pH和锅炉水Na+/ PO43-摩尔比便一直保持合格（R为2.52.8） （2）锅炉水PO43-已达到10mg/L、锅炉水pH值仍低于9的锅炉。锅内处理应由原来的Na3PO4单一配方，改为“Na3PO4+NaOH”处理的配方。 现场使用的是固体工业磷酸三钠（Na3PO412H2O）和工业氢氧化钠（NaOH）。配制药液时，这两种药品的质量比与药液箱中的Na+/ PO43-摩尔比（

13、R）见表4 16NCEPU 某种超高压锅炉锅炉水Na+/PNCEPU 表4 混合药液中比值 （用x表示）与药液的Na+/ PO43-摩尔比R对照表 利用表4,制备“NaOH+Na3PO4”混合溶液是很方便的。 例如，欲制备Na/PO4摩尔比（R）约为4.2的混合溶液1.5m3，药品溶解槽中加入的固体工业磷酸三钠和工业氢氧化钠的质量比大约为8,即每加入100Kg固体工业磷酸三钠,应加入12.5kg工业氢氧化钠,用除盐水溶解搅拌均匀,然后加除盐水至容器刻度线,使混合溶液体积为1.5 m3,即可供使用(此混合溶液的Na3PO4浓度约为3%)。或者利用公式：则，如R=4.2，可计算出x=0.126。1

14、7NCEPU 表4 混合药液中比值 （用NCEPU 某高压汽包锅炉,以二级除盐水作补给水,因给水受到有机物污染,锅内单加磷酸三钠处理锅炉水,已不可能使锅炉水pH值(25)合格。为了保证该锅炉运行的安全,实施协调pH-磷酸盐处理。该炉按工业磷酸三钠和氢氧化钠质量比为6:1制备混合药液(R=4.58)加入锅内，只要锅炉水PO43 -维持5mg/L以上,锅炉水pH值(25)就在9.3以上(根据曲线判断),锅炉水Na+/ PO43-摩尔比可以保持在2.52.8范围内。 实例18NCEPU 某高压汽包锅炉,以二级除盐水作补给水,因NCEPU 锅炉水Na/PO4摩尔比偏离控制范围时,调节方法如下: 1）当

15、锅炉水Na/PO4摩尔比高于规定的控制上限而不能很快恢复时(因系统中进入碱性污染物所至),可暂时单加磷酸氢二钠,使锅炉水Na/PO4摩尔比下降。为此,可将固体工业磷酸二氢钠在一个备用小小药箱内(也可暂用计量箱)配成质量分数为3%左右的溶液,用加药泵加入锅内,直到锅炉水Na/PO4摩尔比合格,然后再继续把原来贮存箱中的磷酸盐溶液加入锅内。 2）锅炉水Na/PO4摩尔比低于规定的控制下限时(因系统中进入酸性污染物所致),可相应临时加氢氧化钠溶液,在一个备用小药箱内(也可暂用计量箱),临时配制成2%左右的NaOH溶液,用加药泵加入汽包中,使锅炉水Na/PO4恢复正常值,然后再继续往汽包中加入原来的混

16、合溶液。 4.水质异常时的调节19NCEPU 锅炉水Na/PO4摩尔比偏离控制范围时,调NCEPU 5.适用范围及注意事项 锅炉水的协调pH-磷酸盐处理法,虽然是兼备防垢防腐蚀效益的一种好的锅内水处理方法,但并不是所有的锅炉都能采用,一般只宜用于具备以下两个条件的锅炉： 一是此锅炉的给水以除盐水或蒸馏水作补给水； 二是与此锅炉配套的汽轮机的凝汽器较严密，不会经常发生凝汽器泄漏。否则，锅炉水水质容易变动，要使锅炉水中PO43-与pH值的关系符合协调pH-磷酸盐处理的要求也很困难。 协调pH-磷酸盐处理的加药系统、方法，加药处理时需要注意的问题及锅炉水中应维持的PO43 -含量等，与一般的锅炉水磷

17、酸盐垢处理时相同。20NCEPU 5.适用范围及注意事项 NCEPU21NCEPU21CPT技术的演变与局限由于磷酸盐水解可产生游离的NaOH，而在20世纪50年代锅炉采用铆接技术，NaOH常常引起碱性腐蚀(又称苛性脆化)。锅炉补给水改为除盐水后，炉水的缓冲性下降，当时防腐蚀的重点是碱性腐蚀。基于以上两点，人为地加入磷酸氢二钠和磷酸三钠，并控制R为2.32.8，这就是20世纪80年代盛行的，称之为协调pH磷酸盐处理(CPT) 。在那一特定的历史时期，CPT起到了一定的防腐防垢作用。20世纪90年代以后，随着机组参数不断提高和水处理技术的进步，磷酸盐处理的主要目的已由防垢转为防腐。随着机组容量、

18、参数的提高，电网调峰力度的加大，CPT工艺暴露出的问题越来越多。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。据统计，采用CPT的锅炉有90%的锅炉发生隐藏现象，有60%的锅炉发生酸性磷酸盐腐蚀。NCEPU22CPT技术的演变与局限NCEPU22NCEPU6 酸性磷酸盐腐蚀(简称APC)酸性磷酸盐腐蚀(简称APC)是发生在采用磷酸盐水工况的高参数汽包锅炉上的一种导致炉管破坏的潜在的腐蚀形式。这种腐蚀形式和“磷酸盐隐藏”现象有关。当

19、炉水中Na/PO4比值低于2.5，炉水温度大于177且沉积在管壁上的磷酸盐浓度超过一个临界值时就会发生这种腐蚀。这个临界值随温度的升高而降低。23NCEPU6 酸性磷酸盐腐蚀(简称APC)酸性磷酸盐腐蚀(简酸性磷酸盐腐蚀是近几年才确认为与磷酸盐隐藏和再溶出相关的一种腐蚀形式。最初采用炉水协调pH磷酸盐处理时，Na+与PO4 的摩尔比(R) 控制在2.32.8。为此往往连续向锅炉加入Na2HPO4，使R和pH值都降低，但由于炉水中含有氨，pH值的降低可能辨别不出，所以，如果加入Na2HPO4或NaH2PO4的量过大就容易发生酸性磷酸盐腐蚀。NCEPU24酸性磷酸盐腐蚀是近几年才确认为与磷酸盐隐藏

20、和再溶出相关的一种NCEPU腐蚀发生时磷酸钠盐和炉管表面Fe3O4保护膜反应生成NaFePO4，反应方程式如下： Fe3O4+5Na+5HPO42-+H2O2Na2Fe(HPO4)PO4+NaFePO4+5OH- Fe3O4+29/3Na+5HPO42-2Na4FeOH(PO4)21/3NaOH+NaFePO4+1/3OH-+H2O 这两个反应导致负荷上升时，炉水pH值升高，PO43-浓度降低；而当温度和压力降低时，反应产物又溶于水，PO43-浓度上升。因为NaFePO4溶解于水产生了低Na/PO4比的酸性溶液，所以pH值降低，严重时炉水pH会低于9。这种酸性溶液不仅会引发炉管全面腐蚀，而且当

21、隐藏发生频繁而炉水pH值波动频繁而难于控制时，还会导致水冷壁管氢脆的发生，这时就发生了酸性磷酸盐腐蚀。25NCEPU25NCEPU 另外，酸式盐加入炉水中，在高热负荷的水冷壁区会发生酸性腐蚀： Fe+NaH2PO4NaFePO4+H2 Fe+Na2HPO4 2NaFePO4+2H2+2NaOH 同时磁性氧化铁也会发生反应，直接破坏保护膜： Fe3O4+NaH2PO4NaFePO4现场实验表明，亚临界参数锅炉PO43 - 含量最高为3mg/L时，即使R值为2.8，pH值为9.4，PO43 - 含量为0.5mg/L时，pH值低于9.0。在炉水R值为2.3时，pH值均低于9.0，锅炉面临酸腐蚀的危险

22、。26NCEPU 另外，酸式盐加入炉水中，在高热负荷的水冷壁NCEPU 酸性磷酸盐腐蚀和碱性腐蚀很相似，但二者还是有明显的区别。它一般容易发生在以下部位:一是炉管内水循环受干扰的地方，如沉积物沉积部位，炉管方向骤变或内径改变处，炉管弯管处。二是高热流量区域。三是热力或水力流动受影响位置，如水平炉管或倾斜炉管。APC的腐蚀部位通常有一个蚀槽区，蚀槽区内腐蚀产物通常有两个或三个明显区别的层，外层黑色，内层呈透明的灰色（主要是NaFePO4），有的还会有红色的Fe2O3斑点，腐蚀区域炉管没有Fe3O4保护膜。腐蚀产物是NaFePO4是APC的主要特征，它的腐蚀速度一般大于100m/a。 在协调pH-

23、磷酸盐或适度磷酸盐水工况下的机组，发生磷酸盐隐藏时为减少磷酸盐的损失并使运行参数控制在运行范围之内而添加酸性磷酸盐Na2HPO4和NaH2PO4时更容易发生这种腐蚀。 27NCEPU 酸性磷酸盐腐蚀和碱性腐蚀很相似，但二者还是NCEPU要防止APC的发生，高参数汽包炉机组不应采取协调-pH（或适度）磷酸盐水工况，而应采用平衡磷酸盐EPT水工况：控制炉水PO43-在23mg/L，NaOH1mg/L，pH 9.09.7, Na/PO43.03.5。或者还可采用低磷酸盐-低NaOH( LPT+CT)水工况，控制炉水PO43-在0.21.0 mg/L，pH 9.19.6，NaOH 0.20.8mg/L

24、，不控制炉水的Na/PO4比值。这两种水工况在国内外高参数汽包炉机组上都有成功采用。国外有专家指出，由于高参数机组条件下腐蚀是锅炉停机的主要原因，而Na3PO4高温条件下存在溶解度的反常特性,因此建议亚临界及以上汽包炉机组采用NaOH水工况，美国、英国已经制订的NaOH水工况运行控制标准，德国的VGB导则也建议用NaOH碱化炉水或用Na3PO4，但炉水碱性不足时添加NaOH调节。 28NCEPU要防止APC的发生，高参数汽包炉机组不应采取协调-NCEPU 6. 某亚临界电厂CPT案例 （1）汽水品质：炉水协调磷酸盐处理时, 炉水磷酸根合格率达100 % , 炉水pH 值合格率仅40 %。而且炉

25、水60 %的pH 值均在8.8 8.9 左右, 炉水电导率为21s/cm; 蒸汽品质基本合格, 但都在高限, 如蒸汽铁含量为15g/L 20g/L , 二氧化硅含量为17g/L 20g/L , 电导率为8s/cm 10s/cm。 （2）检修发现问题：2001 年8 月1 号机大修、2001 年5 月2 号机小修时, 检查发现汽包底部磁性粉末沉积比较多, 约为5 kg 8 kg, 汽包壁水侧所有表面均有不同厚度的磁性粉末沉积, 在旋风分离器外表面发现有轻微的鼓包现象。在水冷壁内表面也发现有磁性粉末, 管样经酸洗处理后, 有较多针尖状腐蚀点, 磁性粉末经分析基本为铁的氧化物。由于蒸汽品质维持在高限

26、, 汽轮机叶片检查时盐类沉积现象较严重。29NCEPU 6. 某亚临界电厂CPT案例 （1）汽水品质NCEPU （3）盐类暂时消失现象：在机组启停过程中磷酸盐暂时消失现象较为明显, 如机组在启动过程中, 炉内加药量很小的情况下, 炉水PO43 - 含量大大增加, 最高时达到4.9mg/L。在高负荷运行情况下, 通过试验证明同样存在磷酸盐暂时消失现象。 上述问题证实协调磷酸盐处理在亚临界电厂以除盐水作为补给水处理方式已不适应, 造成运行过程中水质不合格率较高, 设备不同程度的腐蚀，蒸汽指标高限,使汽轮机叶片上存在积盐现象。炉水中磷酸盐浓度较高, 在运行过程中有盐类暂时消失现象, 影响着机组的安全

27、稳定运行。30NCEPU （3）盐类暂时消失现象：在机组启停过程中磷酸NCEPU但如果机组原来采用CPT没有出现问题，仍然可以使用该方法，仅限于：(1)汽包压力低于15.8MPa;(2)用软化水或除盐水作锅炉的补给水:(3)机组不作调峰运行。31NCEPU但如果机组原来采用CPT没有出现问题，仍然可以使用NCEPU技术发展趋势现在高参数大容量的机组越来越多, 采 用 CPT，即使Na/PO4的摩尔比为2.63.0时，有些锅炉仍发生磷酸盐隐藏现象，甚至导致 酸 性 磷 酸 盐 腐 蚀，所以新的火 电厂汽 水化学导则标准不推荐使用该处理方法,而提倡低磷处理;低磷处理一般磷酸盐(分析纯)加药量很小,

28、同时加入少量的氢氧化钠(分析纯),这样可以保证炉水的pH,同时也进行了炉水处理,对于空冷机组这样的处理是最好的,可以保证炉水电导率控制在合格范围之内。采 用 LPT和EPT时锅炉发生磷酸盐隐藏的程度会减轻或消除，锅炉很少发生酸性磷酸盐腐蚀。32NCEPU技术发展趋势32NCEPU案例33NCEPU案例33NCEPU34NCEPU34NCEPU35NCEPU35NCEPU复习题协调pH-磷酸盐处理的适用条件有哪些？协调pH-磷酸盐处理有什么局限性？为何会发生酸性磷酸盐腐蚀？某厂采用CPT,锅炉监测数据表明，磷酸盐含量变动较大，pH亦不稳定，汽包内磁性氧化铁腐蚀产物较多，你有何建议？某超高压电厂采

29、用CPT,在对腐蚀沟槽的检查中发现沉积物分层较明显，其中含有较多的NaFePO4，你有何看法？36NCEPU复习题协调pH-磷酸盐处理的适用条件有哪些？36NCEPUWhile the introduction of CPT did improve the situation with respect to attack by free caustic, it did not eliminate failures. Failures have been reported most frequently with the high-pressure boilers used for electr

30、ical generation. Dick (1963) reported that the reduction of phosphate concentration on a unit experiencing severe hideout led to hydrogen damage in the water wall tubes. Similar problems occurred after modifying boiler water chemistry control in four Ontario Hydro boilers in the early 1970s. Hydroge

31、n damage is a sign of local acidic environments in contact with the tube surface usually in the presence of a high chloride concentration. Layton ( 1987) and Jonas and Layton (1988) documented extensive corrosion attack by phosphate in the Hunter No. 3 boiler of Utah Power and Light Company where a

32、major boiler retubing rehabilitation was needed after only 18 months of operation. Goldstrohm and Robertson (1989) reported a similar, but much milder attack. Corrosion fatigue failures are also a major source of boiler unreliability currently investigated by EPRI (1993). 8 国外关于CPT研究-补充理解37NCEPUWhil

33、e the introduction ofNCEPUThe damage to boilers as a result of the inadequacies of CPT treatment has not been restricted to the high-pressure boilers. It can also occur with plant utility and cogeneration boilers. Mort et al. (1995) reported tube damage in an 8.9 MPa (1300 psi) utility boiler system

34、. The nuclear steam generators in PWR (pressurized water reactor) systems operate at pressures that are significantly lower than those used in most fossil-fired electrical generating plants. They also use tubing alloys that may be less-forgiving than carbon steel. Operators trying to meet CPT specif

35、ications ended up with PO4 concentrations exceeding 50 mg/L. With the high sensitivity of the tube alloys to caustic attack, there was an added effort in the PWR to keep the Na/PO4 ratio below 2.4 to avoid any likelihood of free caustic forming and damaging the tube materials. To get the ratio down,

36、 it was often necessary to blend disodium phosphate with the trisodium phosphate. In doing so, some plants operated with Na/PO4 ratios as low as 1.8. Many of these plants experienced a phenomenon known as phosphate wastage, where acidic phosphate attack resulted in severe wall thinning. Rather than

37、find ways to better control their phosphate programs, the industry chose to switch to all volatile treatment (AVT) programs based upon hydrazine and ammonia/morpholine.吗啉 38NCEPUThe damage to boilers as NCEPUWhy have these problems developed in plants that tried to rigidly keep to the CPT guidelines

38、 and why have many of the problems been acid attack rather than caustic attack? On closer examination, there is a major weakness in the monitoring and control of a CPT program. To achieve the final Na/PO4 ratio, it appeared to be necessary to adjust the chemistry, on a continual basis. The ratio cou

39、ld be increased by adding NaOH or TSP and decreased by adding DSP (disodium phosphate). This boiler water sample, upon which the control is based, represents an average of all the water within the boiler and as such it contains water subjected to both the most severe and the least severe conditions

40、within the boiler. Boiler water in a high heat-flux zone is likely to concentrate due to evaporation. Local conditions may prevent adequate mixing with the bulk liquid phase and over time, a concentration gradient will develop between the bulk boiler water and the localized solution in contact with

41、the magnetite surface. 39NCEPUWhy have these problems dNCEPUSome of the assumptions that form the basis of CPT are too simplistic. As discussed above, there is the question of hideout in the hotter regions that must be considered. There is also the assumption of congruent precipitation of pure sodiu

42、m phosphate salts, i.e., that the composition of solids in liquid and solid phases is the same, with no change in boiler water pH or Na/PO4 ratio. With the extensive carbon steel surfaces in a boiler, it can be expected that the various phosphate species are likely to react with any iron-containing

43、corrosion products. As the reaction products precipitate, there will be accompanying changes to the alkalinity of the resulting liquid and solid phases. Economy et al. (1975) and Connor and Panson (1983) have demonstrated these addition processes in the laboratory. 40NCEPUSome of the assumptions tNC

44、EPUThe mechanism for the reaction of phosphate with metal oxides has been updated by Tremaine et al. (1992, 1993). Their work found that the reaction of phosphate with magnetite results in the formation of two products. One has the composition Na4FeOH(PO4)21/3NaOH. If the Na/PO4 ratio was less than

45、2.5 (as can be expected from trying to keep within the bounds of CPT by blending in disodium or monosodium salts) and the temperature was in the 320-360C region, the other product was NaFePO4 or maricite, formed as a result of these acidic phosphate salts attacking both the magnetite and the base me

46、tal. Mort et al. (1995) found evidence for maricite in the deposits removed from failed tubes. 2Na2HPO4 + Fe3O4NaFePO4 + Na3PO4 + Fe2O3 + H2O2Na2HPO4 + Fe + O2 NaFePO4 + Na3PO4 +H2O 3NaH2PO4 + Fe3O4 3NaFePO4 + O2 + 3H2O Maricite，磷铁钠矿41NCEPUThe mechanism for the reaNCEPUWhen the Na/PO4 ratio was abov

47、e 2.5 and the temperature 320C, the other product was Na2.6Fe0.2PO4 rather than maricite. If the Na/PO4 ratio went above 2.7 and the temperature was raised to 360C, H2 was formed as a result of a high local concentration of NaOH first dissolving the magnetite and then base metal. The presence of the hydrogen gas can be an indication that causti