炉水低磷酸盐处理的应用九江电厂125MW/200MW机组炉水低磷酸盐处理的应用江西九江发电厂余小瑞随着超高压、高参数、大容量机组对汽水品质，防腐蚀要求的不断提高，汽 包炉水处理工艺也在不断改进与完善，以保证机组运行的安全性与经济性。基于 对炉水处理工艺认识的不断深入与探索，近年来，提出了汽包炉水低磷酸盐处理 理念，并在实践中得到了较为成功的应用。借鉴国内同类型机组炉水低磷盐处理 经验，九江电厂于2005年2月始在两台125MW 机组和两台200MW 机组汽包 炉水首次应用了该处理工艺。经过半年多的运行实践对比试验证明，采用低磷盐 处理对于稳定控制炉水 PH值，降低炉水含盐量和SiO2含量，提高蒸汽品质，防 止和减少盐类“隐藏”现象发生，减缓炉管沉积腐蚀，降低加药成本等均取得了明 显的作用和效果。现就九江电厂汽包炉水低磷酸盐处理前的不同阶段的不同处理方式作回顾性 比较。一、常规磷酸盐处理与协调磷盐处理的弊端125MW 1.2机组和200MW 3.4机组分别于80年代初 和90年代初投入 运行。1997年7月前，四台机组炉水均采用常规磷酸盐处理，单一向炉水中加 入 Na3PO4，控制炉水 PO43-28mg/L、PH 9 11、SiO2v 1.5 mg/L，炉水中维 持述剩PO4-3量以消除给水系统带入的残余硬度，达到防止Ca2、Mg2垢的生成，因炉水维持了较高的碱度，对炉管的危害主要是 Na0H碱性腐蚀，由于自动加药 不完善，机组负荷的大幅波动，凝汽器铜管泄漏等原因，常造成炉水品质不合格，直接影响了蒸汽品质。1997年7月后四台炉均实施协调磷酸盐处理工艺。控制 炉水 PO4-328mg/L、PH 9 - 10 R 值2.3 - 2.85，导电度V 50 必/cm SQ2 V 1.5 mg/L,炉水加入 Na3 PO4 和 Na2HPO4 混合液（Na3PO4 / Na2HPO4 21 配液浓度 1.01.5 ）。运行中根据R值的变化调整Na3PO4与Na2HPO4配比加入量。协调磷酸 盐处理对于防范炉管酸性腐蚀和游离 NaoH碱性腐蚀，减少炉管垢盐沉积，提高 蒸汽品质客观上起到了积极作用。然而，从常规磷酸盐处理到协调磷酸盐处理不 可避免地产生了以下危害弊端。1、锅炉受电网调峰及设备缺陷处理而大幅调整负荷工况时，炉水常发生磷盐暂 时消失现象。当负荷快速升高过程中，炉水磷酸盐含量出现大幅降低，严重时出 现测不出PO4-3，而PH升高超标，当锅炉降负荷或停炉过程，沉积于炉管的磷 盐又重新溶于炉水中，表现为磷盐含量偏高，PH值骤降。1998年1炉因工况变 化曾出现炉水PH 7.8 PO43-16 mg/L，运行中被迫加入NaOH以缓解酸性腐蚀。2、当凝汽器发生泄漏时，协调磷酸盐处理已无法满足炉水品质正常控制要求，运行中无论调整加药量和配药比，R值均难以控制合格范围，泄漏所产生的酸性 或碱性腐蚀客观上已经存在，更多的表现是影响到蒸汽品质的全面劣化，最终增 加了炉管的结垢腐蚀.以下是2002年1月9日1炉大修化学清洗前水冷壁后墙向 火侧炉管垢样成分测定结果。1炉水冷壁后墙面火侧垢样成分（）水份SiO2R2O3CuOCaOMgOP2O5校核1.656.0775.950.3111.21.10.5296.7以上垢样分析结果表明此垢样成分主要为氧化铁垢其次为钙镁与硅垢,微量铜垢。水冷壁钭坡管割管向火侧垢量分析 G386.98 g/m 2，该炉距上次大修清洗时 隔五年零四个月，计算此段管沉积速率达 73g/m2.a，结垢速率之快除在运行期间 凝汽器铜管频繁泄漏，也与协调磷盐处理的弊端相关。为彻底解决因凝汽器泄漏 时炉水品质的影响，2002年后，九江电厂分别将1.2机组凝汽器铜管全部更换 为不锈钢管，此后均未发生泄漏现象，炉水品质合格率大为提高，此举为实施低 磷盐处理创造了有利条件。二、低磷酸盐处理工艺的实施过程2005年2月始，九江电厂1-4炉同步应用低磷酸处理.实施过程分两阶段进 行，先按平衡磷酸盐处理标准试验过渡，控制炉水PH9.0 9.7 PO4-30.5 3.0mg/L导电度v 40 Q/cm，配药方式调整为单独向炉水加入 Na3PO4，配药浓度 0.8，平衡磷酸盐处理理论上炉水PO4-3含量应降低到仅能与硬度反应所需的浓 度，而实际运行中，当锅炉负荷平稳时，控制炉水PH 9.0 9.4 ,PO4-3量一般在1.53.0mg/L，出现PH v 9.0 时，运行人员补加少量 NaOH调节。试验 阶段，因锅炉负荷工况的调整，期间仍多次出现“磷盐隐藏”现象，究其原因除锅 炉负荷的大幅波动，主要原因皆因炉水磷盐含量浓度偏高有关。总结了平衡磷酸盐处理加药调整，配药浓度与炉水PH PO4-3的变化规律后，2005年6月，即按低磷盐处理标准确立以下炉水控制参数。PH 9.1 9.6（期望值 9.39.5）PO43- 02.0 mg/L,（期望值v 1.0mg/L 导电度v 40 S/cm,SiO2V 0.45mg/L。炉水低磷酸盐处理是在避免传统磷盐处理所引发的危害因素基础上建立的一种全新的炉水处理工艺，其理念是在控制炉水PH正常合格前提下，以维持炉水中极低的磷酸盐含量，有效防止和减少盐类暂时消失现象发生，同时以较低的 炉水含盐量保证蒸汽品质的合格，最终达到降低炉管结垢沉积，减少腐蚀之目的显然，按低磷盐处理标准的 Na3PO4加入量是难以维持炉水PH 9.0以上,辅助加入NaOH调节是必须的。因此，合适的配药浓度和合理的Na3PO4与NaOH 配比成为关键，也是试验初期的重要内容。本着锅炉负荷平衡，加药泵连续均匀的原则，进行了配药浓度、配比、加药泵流量试验，并且根据1、2炉和3,4炉蒸发量的差异，确立了以下最优配药比每1000L除盐水加药量（Kg）Na3PO4NaOH1.5 Kg1、2 炉（蒸发量 400T/H ）1.5 Kg3、4炉（蒸发量670T/H ）1.5 Kg2.0 Kg从应用低磷酸盐处理方式以来，九江电厂四台炉汽水品质均有明显变化； 炉 水电导率和PO43-显著下降，PH值平衡合格，更易控制，蒸汽品质有所提高，几 个月来，均未发生“磷盐隐藏”现象。以下列出1炉低磷盐处理与协调磷盐处理汽水品质比较（附图表）1炉2004年12月炉水、饱和蒸汽品质（协调磷酸盐处理）项目炉水饱和蒸汽PO4-3PHSiO2电导率Cu2全铁NaSiO2单位mg/Lmg/LpS/cm4/LPg/LPg/Lpg/L最大值8.29.780.4534.57.2919最小值2.09.00.29.21.128平均值4.89.510.3118.50.614.33.0516.91炉2005年8月炉水、饱和蒸汽品质（低磷酸盐处理）项目炉水饱和蒸汽PO4-3PHSiO2电导率Cu2全铁NaSiO2单位mg/Lmg/LpS/cmpg/Lpg/L旧/Lpg/L最大值1.279.70.2518.62.3220.9最小值0.3069.150.208.60.922.7平均值0.89.50.2412.60.88.11.3012.0低磷酸盐处理应用试验阶段，华中理工大学的水处理专家指导九江电厂化学 人员对各运行炉的加药过程与汽水品质变化进行分析比较，肯定了低磷酸盐处理 的应用成效，并根据各运行炉汽水 SiO2含量，蒸发量及炉管垢盐沉积量的差异，拟订了针对每台机组炉水工况个性化处理方案。此方案以严格控制炉水PH值为主要参数，重点控制炉水游离 NaoOH量。具体为1.2炉PH 9.49.6 ,2 炉 PH 9.49.7 ,3 炉 PH 9.39.5。为有效减少炉水低磷酸盐对消除给水残留硬度和除硅酸能力不足，九江电厂在采用低磷酸盐处理工艺同时，尝试应用国内最新研制一种新型炉水在线清洗剂。该清洗剂与磷盐液混溶同时加入锅炉水循环系统，其特点是清洗剂在高温状 态下能缓慢溶解炉管内壁垢盐，提高传热效率，降低煤耗，且对金属基体无侵蚀,达到延长锅炉化学清洗周期或免除化学清洗之目的。目前该工艺尚处试验阶段。
实验成功后，将对提高锅炉运行的安全性与经济性产生积极的意义。三、低磷酸盐处理的优越性1、能有效防范炉水“磷盐隐藏”现象发生，减缓炉管腐蚀。2、炉水PH值更易控制平稳合格，减少了运行人员频繁调整加药泵流量 和启、停操作。3、大幅减少了炉水处理磷酸盐耗量，从而降低了加药成本，现在每台炉的耗量仅为原来的八分之一。4、能减少锅炉排污热损失和补给水量。由于炉水含盐量的减少和蒸汽品质的提高，九江电厂锅炉定期排 污由原来的每二天一次延长至每五天一次，连续排污率也由原来 0.3 减至 0.1。5、配药简单方便Na3PO4、NaOH，锅炉清洗剂混溶于同一溶解箱。6、机组启动后，各汽水品质能较快达到合格要求。四、异常情况的处置与改进建议低磷盐处理依然强调凝汽器不发生泄漏，加药连续均匀，在线仪表 准确可靠，为此，九江电厂在总结经验的基础上，制订了以下特殊情况 的处置措施。1、当凝汽器泄漏，凝结水出现硬度时，适当加大排污量并补加NaOH量,当硬度2.0呵ol/L炉水SiO2初.45mg/L时，无论负荷高位，均开大连续排 污，增加定排污次数，应立即改为协调磷酸盐处理方式，控制PO4-3 2 5mg/L ,PH 9 - 10 .2、当机组启动阶段，因补水量大，系统水趣于中性，为尽快使炉水PH 9.0 此时需提高加药浓度和NaOH比例，由备用溶解箱配制，炉水品质正常后，倒换低磷盐溶解箱。3、九江电厂3、4炉磷盐加药泵变频自动调节系统几年前已安装，因热工 信号反馈不灵敏和变频器配置不合理，一直未能正常使用（1、2炉未设计），为保障加药的连续均匀建议尽快安装或完善各运行炉磷盐泵的变频自动控 制。4、目前所加入的Na3PO4为工业品纯度，为减少炉水中的杂质含理，建 议使用化学纯级别5、配药浓度不精确；由于运行班次的交替操作，对溶解箱内剩余存量和 配加水量计量不准，造成配药后浓度偏差，因此，建议安装溶解箱药液浓度 计。九江电厂在炉水低磷酸盐处理和个性化工况调整，以及炉水添加专用清洗剂方面进行了有益的探索，随着加药系统和在线仪表监测的不断完善，在实践中对低磷酸盐处理工艺的进一步认识，将显示其更多的优越性。