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工艺专业主任
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汽包炉水低磷酸盐处理工艺的应用? 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;应用研究 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 200MW、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。 还有,我们现在要求所有机组必须做到五年以 上一次大修,我们的锅炉酸洗周期最好应适应这一 点,最好在15 年以上洗一次锅炉,这样就要求炉管 的沉积率在 20g/m2.a 以下, 否则满足不了这样的 大修时间间隔要求。要达到这样的要求,除抓好日 常的机组启停监督、严格异常水质处理等工作外,更重要的是要优化我们的炉水处理、给水处理。 3 加强炉内低磷酸盐处理工艺的管理 工艺优化,从机理上保证了炉内处理工况的合理性、安全性、可靠性,但是否能达到预想的效果, 还有待我们的日常管理。几年来,京津唐地区汽包 锅炉磷酸盐处理工艺的实施基本正常,大多炉水水 质合格率较高,大多数电厂管理较细,水质控制十 分好。实施结果,应该说取得了较好的效果。但有 部分机组,主要是几台 100MW 的老机组,由于运 行条件没有完全满足,使炉水水质出现波动,合格 率忽高忽低。下面就京津唐地区几年来的应用情况 谈如何应用好低磷酸盐处理工艺。 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。所以优化了炉内处理工艺 后,可以节约可观的药品费用。但磷酸根浓度降低 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,如加入的磷酸三钠 要使用分析纯级,不能使用工业品。采用了低磷酸 盐处理工艺,减少了药品用量,提高药品纯度后应 该不会增加运行费用。 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 我们地区的经验,配制的磷酸三钠浓度要降低至 10g/L 以下。 炉水中的磷酸根浓度要求小于 3mg/L,我们地 区多数汽包锅炉控制在 0.5-2mg/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。 配制的比例应通过试验来确定。一般情况下, 按这样比例配制的药液加入到炉内,如控制磷酸根 浓度小于 2mg/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。 如 按低磷酸盐处理水质条件控制,磷酸根浓度控制那 么小,一是要自动加药,要采用在线仪表监督。但 现在我们多数机组仍不是自动加药,日常水汽监督 仍靠手工分析。靠手工分析,很难控制均匀,监督 到位。二是炉水的缓冲性十分小,对于凝汽器管为 铜材的老机组来说,水质工况很难稳定。从我们地 区许多电厂的几年运行工况来看,炉水磷酸根浓度 维持越稳定,水质工况越好。如不连续均匀地加药, 磷酸根浓度忽高忽低,水质工况就不好,炉水的 pH 和磷酸根合格率就较低。 我们有很多汽包锅炉都 将磷酸根浓度控制在 0.5—2mg/L 范围内,并辅加 微量的苛性钠处理,水质工况比较理想。 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,如磷酸盐浓度控制 不当,容易发生盐类暂时消失现象,给炉管带来腐 蚀危险。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 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。 由于居民用电量大幅度增加,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。 京津唐地区大多数时候要求机组具 有 50%负荷调峰运行的能力。在夏季严重时,要求 机组后夜深调至 40%的负荷运行。 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。查看更多 0个回答 . 5人已关注
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简介
职业:中国光大绿色环保有限公司 - 工艺专业主任
学校:潍坊职业学院 - 机电一体化技术
地区:江西省
个人简介:生活是无聊的,是需要季节的陪伴。查看更多
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