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超高压锅炉的炉水处理探析

时间:2019-03-04 13:08   作者: 点击:

  新疆红雁池第二发电有限责任公司(乌鲁木齐830W7)文摘针对剪池笫二发电有限责任厶司1、2、3栌的栌水处理现,结合国外护水处班的方法,分柝论汔如何更好地控护水水屑,以达到保证如组去全<5沐达行的目的。

  炉水处理是锅炉运行中保证汽水品质的重点也是难点,特别是在超高压锅炉运行中更受重视。

  1单一磷酸盐和协调磷酸盐处理的弊端炉水的防垢处理通常采用磷酸盐处理。磷酸盐处理是用加磷酸盐溶液的办法,使锅炉水中常维持一定量的磷酸根。具体又有单一磷酸盐处理、协调磷酸盐处理和低磷酸盐处理。单一的磷酸三钠处理法会产生游离NaOH,并可在沉积物下浓缩至很高的浓度(>5%),使其在锅炉高热负荷区中造成金属的苛性腐蚀,从而降低锅炉的使用寿命或发生腐蚀爆管事故,因此单一磷酸盐处理虽然达到了防垢的目的,却为机组的安全运行带来了隐患。

  协调磷酸盐处理法是为了克服游离NaOH带来的危害,即采用加人Na2HP04和Na,P04混合液来消除游离NaOH:。通过控制Na+/P043 -摩尔比在2.2~2.85之间,pH>9,使锅炉高热负荷区沉积物层中无游离NaOH,减少苛性腐蚀。然而这种传统的磷酸盐处理方法要控制得恰到好处足一件颇为困难的工作,而且随着动力工业的发展,锅炉参数、热负荷已大大提篼,国内外有些锅炉即使采用这种传统的炉水处理方法,锅炉水冷壁管的碱性腐蚀仍时有存在。此法在国内外使用f相当长时间,应用的同时发现r许多难以克服的问题,主要表现在以下三个方面:此法存在较明显的磷酸盐暂时消失问题;-摩尔比很难控制在规定范围内,炉水质量较难控制,炉水pH值及P(V-含量波动较大;此法处理的锅炉仍有发生腐蚀爆管的先例,由于加人的Na2HP04可与氧化铁反应生成酸性磷酸盐,使炉水侧保护性氧化铁膜被腐蚀破坏,使金属腐蚀更易发生。

  由于以上三个方面的问题出现,协调磷酸盐处理法已不太应用,而且正在逐渐被新的方法所替代。

  红二电2炉磷酸盐隐藏现象选例(2001年7月15日7月17日)注:137MPa、200MW机组,采用协调磷酸盐处理,炉水控制:2低磷酸盐处理纵观国内外高压和超高压锅炉的运行情况,凡采用较高磷酸盐处理方式的,总是存在不同程度的磷酸盐隐藏现象c实际上,向锅炉内部加人磷酸盐处理的主要H的在于结合给水带人的硬度,防止在锅炉内部形成难溶硬垢;其二是维持炉水一定的pH值,防止系统出现酸性腐蚀。在90年代以前,由于补给水水质较差或凝汽器腐蚀泄露影响到凝结水水质,维持炉水较高的p43-对于防止锅内产生坚硬水垢起了主要作用。而随着工业技术的发展,锅炉补给水水质及凝结水水质都得到可靠保证的情况下,较高P43的副作用曰益突出。根据最新的研究结果,炉水处理的发展方向为低磷酸盐处理或平衡磷酸盐处理方式,磷酸盐的加人量仅仅用于平衡控制与硬度成分起反应所需的最低浓度,同时使炉水中保持较低浓度游离氢氧化钠含量(<1mg/L),从而从源头上解决磷酸盐隐藏现象及其隐患,并可以有效的防止炉水酸性腐蚀。

  为防止磷酸盐的暂时消失,各国均做了大量的研究工作,发现当P043小于1mg/L时负荷对炉水水质的影响很小,磷酸盐暂时消失现象不甚明显,可不考虑,由此提出降低磷酸盐浓度的处理方法,即低磷酸盐处理方法。低磷酸盐处理是通过减少磷酸盐的加人量,使炉水中Na3P04的含量即满足与硬度起反应所需的最低浓度,又没有多余的磷酸盐提供给浓缩液膜发生沉淀的需要,从而将磷酸盐消失现象控制在最低程度之内,另一方面,炉水中保持很低浓度的游离氢氧化钠(控制在<1mg/L),不仅使管壁上磁性氧化铁保护膜处于最佳状态,炉水pH值保持在9.0~9.6范围内时,还可以中和可能发生磷酸盐暂时消失现象而在管壁上沉积的酸性磷酸盐,因此实行低磷酸盐处理在理论上是可行的。

  从国内外报道来看,美国一台179MPa、400MW的汽包炉以及湖南石门电厂300MW汽包炉均采用低磷酸盐处理工艺多年,不仅消除了磷酸盐暂时消失现象和炉管磷酸盐腐蚀损坏现象,而且还获得了延长锅炉酸洗10~15年以上的效益。尤其是陕西秦山电厂200MW机组也实行了低磷酸盐处理法,使炉水水质明显改善,磷酸盐暂时消失现象得到缓解,降低了炉水含盐量,减少了排污率。事实证明低磷酸盐处理已经成为一种行之有效的炉水处理方法。

  任何锅炉化学控制主要目标是在篼热负荷区形成保护性氧化膜,并尽可能设法减少受热面上沉积物厚度。由于大机组给水纯度越来越高,炉水直接与炉管接触,金属管壁和炉水之间沉积物层的特性及其影响因素比较复杂,只能通过炉水的pH值(碱度)和电导(污染杂质浓度)来间接控制,所以维持稳定的pH值和尽可能低的电导是炉水处理的关键,pH值是重要指标,必须严格控制,根据计算,当炉水P043小于1mg/L时,炉水pH值将会小于9,因此应辅以氢氧化钠处理,使pH值维持在9.0~9.6之间。炉水碱度是由Na3P04和NaOH共同控制的,保持炉水中适量的游离NaOH,可以防止炉管沉积物中存在的酸性磷酸盐腐蚀,一般控制炉水中游离NaOH量小于1mg/L.然而在采用炉水低磷酸盐处理工艺时,由于炉水中磷酸盐浓度降低了,炉水缓冲能力就降低了,炉水水质必须维持在正常水质工况下,这就要求组成给水的各种水质纯度要篼。所以必须保证补给水的水质良好、凝汽器运行正常无泄露。炉水异常时,必须另做处理。

  根据理论和实践经验,炉水低磷酸盐处理的可靠性经济性总的说来有以下两点:由于低磷酸盐处理控制P043含量低,可大大减少炉水的排污量和加药量,从而降低了电厂的汽水损失率和药品消耗,提高了电厂的经济效益。

  磷酸盐处理基本上缓解了磷酸盐暂时消失现象,也就最大限度减少了酸性磷酸盐腐蚀,延长了锅炉化学清洗周期,提篼了机组安全经济运行性能。

  3结束语总之,在现有的技术水平基础上,超高压及其以上参数的锅炉炉水处理当选低磷酸盐处理,低磷酸盐处理以它的合理性、可靠性及经济性将成为未来炉水处理发展的新方向。但是解决炉水处理的最根本途径是保证优良的炉水水质,也就是保证有良好的补给水源以及正常的凝汽器运行工况。随着工业技术的发展,工业锅炉的参数也越来越高,炉水处理也就会面临新的挑战,也就需要更科学、更完善的处理方法。更为理想的处理方法将有待人们进一步的探寻和研究。

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