1、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
2、,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 911、SiO 21.5 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
3、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50S/cm SiO21.5 mg/L，炉水加入Na3 PO4 和 Na2HPO4 混合液（ Na3PO4 / Na2HPO4 2:1 配液浓度 1.0 1.5%）。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
4、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
5、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 SiO2 R2O3 CuO CaO MgO P2O5 校核1.65 6.07 75.95 0.31 11.2 1.1 0.52 96.7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 G=386.98 g/m2，该炉距上次大修清洗时隔五年零四个月，计算此段管
6、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 PH9.09.7 PO4-30.5 3.0 mg/L导电度40S/cm，配药方式调整为：单独向炉水加入 Na3PO4，配药浓度 0.8%，平衡
7、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 PH9.0 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 9.19.6 （期望值 9.39.5）。PO43- 02.0 mg/L, （期望值
8、1.0mg/L 。导电度40S/cm, SiO20.45mg/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 PH9.0 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，
9、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）Na3PO4 NaOH#1、2 炉（蒸发量 400T/H） 1.5 Kg 1.5 Kg#3、4 炉（蒸发量 670T/H） 1.5 Kg 2.0 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
10、调磷酸盐处理）炉 水 饱和蒸汽项 目 PO4-3 PH SiO2 电导率 Cu2+ 全铁 Na+ SiO2单 位 mg/L mg/L S/cm g/L g/L g/L g/L最大值 8.2 9.78 0.45 34.5 7.29 19最小值 2.0 9.0 0.2 9.2 1.12 8平均值 4.8 9.51 0.31 18.5 0.6 14.3 3.05 16.9#1 炉 2005 年 8 月炉水、饱和蒸汽品质（低磷酸盐处理）炉 水 饱和蒸汽项 目PO4-3 PH SiO2 电导率 Cu+2 全铁 Na+ SiO2单 位 mg/L mg/L S/cm g/L g/L g/L g/L最大值 1
11、.27 9.7 0.25 18.6 2.32 20.9最小值 0.306 9.15 0.20 8.6 0.92 2.7平均值 0.8 9.5 0.24 12.6 0.8 8.1 1.30 12.0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 9.4 9.6 ，#2 炉 PH 9.4
12、 9.7，#3 炉 PH 9.3 9.5。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
13、、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：Na 3PO4、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
14、量并补加 NaOH 量，当硬度2.0mol/L 炉水 SiO20.45mg/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 25mg/L，PH 910 .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 PH9.0 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。
