炉水低磷酸盐处理工艺的应用研究

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1、汽包炉水低磷酸盐处理工艺的应用研究吴仕宏（北京大唐发电股份有限公司）1引言在北京、天津、唐山（以下简称京津唐）地区的九九年度化学监督会上，我们决定改变本地区各台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。由99年年初开始到现在，这一地区的各火电厂汽包锅炉基本都采用了低磷酸盐处理工艺。部分超高压、亚临界汽包炉的炉水磷酸根浓度都控

2、制在1mg/L以下，即控制在磷酸盐平衡点浓度附近运行，并同时加纯碱以维持炉水pH值。天津大港发电厂两台意大利进口的强制循环汽包炉原采用加氨和联氨的全挥发性处理工艺，炉管沉积率一直比较大，近几年来，采用低磷酸盐处理工艺，炉管沉积率大幅度下降。2磷酸盐处理工艺转换的基本原由我国大部分地区很长时间以来都是采用协调磷酸盐处理工艺，工作做得很多，为什么我们地区要转换磷酸盐处理工艺呢？我觉得基于如下几点：⑴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。从应用一开始，人们就在研究它。随着机组容量、参数的不断加大，随着补给水水

3、质的变化（锅炉补给水由软化水改为除盐水），磷酸盐处理工艺得到不断发展。回忆起来，前后差不多运用过五种处理工艺，在某段历史时期，每种处理工艺都有一定的先进性。见表1。近10几年来，国外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。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

4、验研究的基础上，我们的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。伴随着国内外的不断探索，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。应该说，到目前为止，我们对炉内磷酸盐处理工艺的特点有了比较清楚地认识，因此，我们应该更合理、更安全地应

5、用。⑵基于国内的实际应用情况。在国内，协调磷酸盐处理工艺应用时间较长，达二十多年。在协调磷酸盐处理工艺的二十多年应用中，我们几乎每年都在研究它，完善它，发展它，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，全国各地做了不少工作，我们地区也如此。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，协调磷酸盐处理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

6、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。大家知道，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，国外测试研究表明，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，甚至测不出，pH明显升高；工况相反，负荷降低时，会出现暂时消失的盐类回溶，炉水磷酸盐含量很快增加，炉

7、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。⑶电网要求我们提高监督管理水平。现在，电网管理不断加强，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。统计陡河发电厂#5-#8四台200M

8、W、张家口发电厂#1-#4四台300MW、下花园发电厂#1、#2两台100MW机组一个酸洗周期的炉管沉积率发现，沉积率数值都在20g/m2.a以上，见表2。这几台机组都是国产机组，沉积率比较大。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