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【摘要】本文对平圩电厂#1炉水出现过硬度的异常现象进行了原因分析，并简要提出了处理措施。
【关键词】炉水硬度 磷酸盐处理 水质 排污
前言
我厂两台机组炉水均采用全挥发性处理（AVT）为主，低磷酸盐处理（LPT）为辅的处理方式，机组正常运行工况下，不加磷酸盐。只有在异常水质如冷态启动、凝器泄露、炉水PH低于9.0时，才采用磷酸盐处理，控制指标按低磷酸盐处理（LPT）工艺执行，即：炉水磷酸根浓度在500-3000微克每升，PH9.0-10.0。
一、问题的提出
最近两个月来，#1炉水出现硬度次数较多，几乎每次都进行了加磷酸盐处理，一方面加重了凝水精除盐系统的负担，混床失效频繁，另一方面，对于我们参与调峰机组，有可能会发生磷酸盐隐藏现象，给机组安全运行带来威胁。
笔者这里试图就#1炉水出现硬度的现象进行原因分析并找出解决方法。
一般说来，发电厂水汽系统出现硬度首先判断凝汽器是否泄露；其次判断是否存在疏水、闭式水含硬度以及开式水和服务水等工业用生水水窜入热力系统的情况；再者就是机组启动时系统冲洗不彻底，炉内有其他态的钙镁成分存在。凝汽器泄露或其他情况导致生水进入热力系统时，不但炉水（凝水、给水）硬度在色阶上有显现，而且其他水汽指标如：钠、阳导、二氧化硅等数据也会有所反映。值得一提的是硅值，生水进入热力系统后，随着水温的升高而导致的胶体硅向活性硅的转化，其值由除氧器、省煤器到炉水是递增的，且炉水二氧化硅要远远大于正常运行值。
二、事件经过
1. 5月份U112C#1机检修后启动以来，#1炉水共有七次出现硬度（凝水、给水均无硬度）。具体及处理情况如下：（单位：微摩尔每升）
1） 5月22日——24日启动过程中，炉水硬度1—2.5，投加磷酸盐后消失。
2） 5月31日7：00炉水硬度1.0，未加药处理。当日#1炉停运至6月4日，进行水冷壁消缺。
3） 6月19日08：40，炉水硬度2.0，由于加药系统故障，未加上药仅加强定排，14：00硬度无。期间凝混进行了一次失效床与备用床的切换。
4） 7月8日，#1炉启动中，炉水硬度为2.5（7月6日#1炉漏，停运消缺），加药后消失。
5） 7月23日16：30，炉水硬度1.0，加药后正常。
6） 7月26日14：00，炉水硬度1.0，加磷酸盐后处理正常。
7） 7月27日0：20，炉水硬度1.0，加药处理正常。
其中1、4两次是机组启动期间出现的，这里暂不讨论，我们来看看余下的五次机组正常运行期间炉水出现硬度的情况。
发现时间 硬度值（微摩尔每升） 负荷（MW） 凝混运行情况
5月31日07：00 1.0 350 PA、PB运行，旁路40%开。
6月19日08：40 2.0 580 PA、PB运行，旁路100%开 。PB已失效，10：10停运，投PC。
7月23日16：30 1.0 601 PA、PC运行，旁路100%开。PC已失效，次日08：20停运。
7月26日14：00 1.0 602 PA、PC运行，旁路100%开。PC已失效，次日10：00停运。
7月27日0：20 1.0 502 PA、PC运行，旁路100%开。
PC已失效，10：00停运。
可以看出，硬度出现时，凝混有失效床在运行，且无新投床。实际上，混床在末期或失效状态下运行，对整个热力系统的水汽指标有很大影响。
2. 7月27日炉水出现硬度时热力系统水质及精除盐运行情况。
7月27日0：20水汽接班人员分析#1炉水有微量硬度：1.0，
1） 水质
时间
项目 0：00 3：00 6：00 8：00 11：00 14：00 16：00 19：00 22：00
凝结水 钠 0.88 0.91 1.03 1.08 1.0 1.02 1.09 1.08 0.37
CC 0.201 0.163 0.18 0.219 0.214 0.204 0.192 0.199 0.143
硬度 0 0 0 0 0 0 0 0 0
除氧器 SC 12.67 13.55 14.10 14.0 13.2 13.6 14.19 14.51 10.23
硅 15.600 16.300 16.600 17.300 17.100 8.680 11.010 11.100 14.330
硬度 0 0 0 0 0 0 0 0 0
省煤器 CC 0.176 0.15 0.165 0.191 0.212 0.201 0.189 0.191 0.147
炉水 SC 13.18 18 16.91 16.9 14.1 13.8 13.62 13.92 9.3
硅 15.720 29.100 23.100 20.300 19.110 19.200 21.050 23.010 19.950
硬度 1 0 0 0 0 0 0 0 0
PH 9.280 9.380 9.350 9.350 9.310 9.330 9.350 9.360 9.200
饱汽 CC 0.152 0.111 0.123 0.169 0.191 0.189 0.151 0.172 0.119
鈉 1.21 0.95 0.81 1.22 1.25 1.13 0.66 0.69 0.33
主汽 CC 0.129 0.104 0.121 0.171 0.164 0.165 0.148 0.149 0.12 钠 0.63 0.20 0.32 1.05 0.56 0.52 0.35 0.5 0.59
备注：CC阳导 SC 原导 单位 微母每厘米 硬度 微摩尔每升 其余数据单位 微克每升
2） 凝水精处理运行、投停情况
0：00——10：00#1机凝结水混床PA、PC运行，旁路全开。
10：00 #1机凝混PC失效，停运。
16：50 #1机凝混PB备用后投运。
19：10 #1机凝混PA失效，停运。
从以上数据看出在炉水出现硬度时，除硅、PH无明显变化外，整个热力系统水汽指标均不好，这与凝混在末期甚至失效状况下运行有直接关系。在正常情况下凝结水混床由于加氨的原因，运行中首先是阳树脂先失效，钠穿透后表现为系统钠上升，阳导原导均增大，炉内离子平衡被打破。
三、分析
机组在检修中，系统常常会带入一些机械杂质、盐类，因此机组冷态启动必须分阶段进行冲洗，在冷态启动投加磷酸盐过程中，炉水中的钙、镁离子与磷酸根生成松疏的水渣，大部分随排污水被排掉，另外少一部分易黏附在锅炉受热面管壁上随着锅炉热负荷的升高常常转化为二次水垢（如MG3（PO4）2，MG（OH）2等）而残留在炉内。据溶度积规则，当降低沉淀溶解平衡体系阴、阳离子浓度，使反应商小于标准溶度积常数时，则可使沉淀溶解。由于我们亚临界锅炉在全挥发处理时，水质较纯，炉水缓冲性弱，凝混失效时造成的给水水质波动对炉水中水质变化影响较大，炉水中各种离子内部平衡被打破，盐类之间相互发生化学反应，这部分水垢有可能低于溶度积回溶在炉水中而表现出来硬度。
四、结论及建议
1） 根据近期热力系统尤其是#1炉水硅维持在较低值（炉水约20微克每升）的情况，至少目前为止可以排除凝器微漏的可能。
2） 炉水PH无下降说明与易溶磷酸盐隐藏现象无直接关系。建议在高低负荷段进行磷酸根对比分析，判断是否发生磷酸盐暂时消失现象。
3） 机组启动期间系统冲洗时锅炉热负荷上升较快，磷酸盐处理时排污不彻底导致有残余钙镁盐类存在是近期炉水频繁出现硬度的根本，盐类回溶是直接原因而凝混在失效状态下运行导致的炉水水质变化是诱因。
4） 炉水硬度出现时，加强定排换水，根据情况可投加磷酸盐，采用平衡磷酸盐处理工艺（EPT），要求配置合适的磷酸三钠浓度，严格控制炉水中磷酸根含量。
5） 加強氢型凝混运行期间的监督，失效及时停运。要求离线和在线仪表准确、完好，值班人员分析判断正确。
【关键词】炉水硬度 磷酸盐处理 水质 排污
前言
我厂两台机组炉水均采用全挥发性处理（AVT）为主，低磷酸盐处理（LPT）为辅的处理方式，机组正常运行工况下，不加磷酸盐。只有在异常水质如冷态启动、凝器泄露、炉水PH低于9.0时，才采用磷酸盐处理，控制指标按低磷酸盐处理（LPT）工艺执行，即：炉水磷酸根浓度在500-3000微克每升，PH9.0-10.0。
一、问题的提出
最近两个月来，#1炉水出现硬度次数较多，几乎每次都进行了加磷酸盐处理，一方面加重了凝水精除盐系统的负担，混床失效频繁，另一方面，对于我们参与调峰机组，有可能会发生磷酸盐隐藏现象，给机组安全运行带来威胁。
笔者这里试图就#1炉水出现硬度的现象进行原因分析并找出解决方法。
一般说来，发电厂水汽系统出现硬度首先判断凝汽器是否泄露；其次判断是否存在疏水、闭式水含硬度以及开式水和服务水等工业用生水水窜入热力系统的情况；再者就是机组启动时系统冲洗不彻底，炉内有其他态的钙镁成分存在。凝汽器泄露或其他情况导致生水进入热力系统时，不但炉水（凝水、给水）硬度在色阶上有显现，而且其他水汽指标如：钠、阳导、二氧化硅等数据也会有所反映。值得一提的是硅值，生水进入热力系统后，随着水温的升高而导致的胶体硅向活性硅的转化，其值由除氧器、省煤器到炉水是递增的，且炉水二氧化硅要远远大于正常运行值。
二、事件经过
1. 5月份U112C#1机检修后启动以来，#1炉水共有七次出现硬度（凝水、给水均无硬度）。具体及处理情况如下：（单位：微摩尔每升）
1） 5月22日——24日启动过程中，炉水硬度1—2.5，投加磷酸盐后消失。
2） 5月31日7：00炉水硬度1.0，未加药处理。当日#1炉停运至6月4日，进行水冷壁消缺。
3） 6月19日08：40，炉水硬度2.0，由于加药系统故障，未加上药仅加强定排，14：00硬度无。期间凝混进行了一次失效床与备用床的切换。
4） 7月8日，#1炉启动中，炉水硬度为2.5（7月6日#1炉漏，停运消缺），加药后消失。
5） 7月23日16：30，炉水硬度1.0，加药后正常。
6） 7月26日14：00，炉水硬度1.0，加磷酸盐后处理正常。
7） 7月27日0：20，炉水硬度1.0，加药处理正常。
其中1、4两次是机组启动期间出现的，这里暂不讨论，我们来看看余下的五次机组正常运行期间炉水出现硬度的情况。
发现时间 硬度值（微摩尔每升） 负荷（MW） 凝混运行情况
5月31日07：00 1.0 350 PA、PB运行，旁路40%开。
6月19日08：40 2.0 580 PA、PB运行，旁路100%开 。PB已失效，10：10停运，投PC。
7月23日16：30 1.0 601 PA、PC运行，旁路100%开。PC已失效，次日08：20停运。
7月26日14：00 1.0 602 PA、PC运行，旁路100%开。PC已失效，次日10：00停运。
7月27日0：20 1.0 502 PA、PC运行，旁路100%开。
PC已失效，10：00停运。
可以看出，硬度出现时，凝混有失效床在运行，且无新投床。实际上，混床在末期或失效状态下运行，对整个热力系统的水汽指标有很大影响。
2. 7月27日炉水出现硬度时热力系统水质及精除盐运行情况。
7月27日0：20水汽接班人员分析#1炉水有微量硬度：1.0，
1） 水质
时间
项目 0：00 3：00 6：00 8：00 11：00 14：00 16：00 19：00 22：00
凝结水 钠 0.88 0.91 1.03 1.08 1.0 1.02 1.09 1.08 0.37
CC 0.201 0.163 0.18 0.219 0.214 0.204 0.192 0.199 0.143
硬度 0 0 0 0 0 0 0 0 0
除氧器 SC 12.67 13.55 14.10 14.0 13.2 13.6 14.19 14.51 10.23
硅 15.600 16.300 16.600 17.300 17.100 8.680 11.010 11.100 14.330
硬度 0 0 0 0 0 0 0 0 0
省煤器 CC 0.176 0.15 0.165 0.191 0.212 0.201 0.189 0.191 0.147
炉水 SC 13.18 18 16.91 16.9 14.1 13.8 13.62 13.92 9.3
硅 15.720 29.100 23.100 20.300 19.110 19.200 21.050 23.010 19.950
硬度 1 0 0 0 0 0 0 0 0
PH 9.280 9.380 9.350 9.350 9.310 9.330 9.350 9.360 9.200
饱汽 CC 0.152 0.111 0.123 0.169 0.191 0.189 0.151 0.172 0.119
鈉 1.21 0.95 0.81 1.22 1.25 1.13 0.66 0.69 0.33
主汽 CC 0.129 0.104 0.121 0.171 0.164 0.165 0.148 0.149 0.12 钠 0.63 0.20 0.32 1.05 0.56 0.52 0.35 0.5 0.59
备注：CC阳导 SC 原导 单位 微母每厘米 硬度 微摩尔每升 其余数据单位 微克每升
2） 凝水精处理运行、投停情况
0：00——10：00#1机凝结水混床PA、PC运行，旁路全开。
10：00 #1机凝混PC失效，停运。
16：50 #1机凝混PB备用后投运。
19：10 #1机凝混PA失效，停运。
从以上数据看出在炉水出现硬度时，除硅、PH无明显变化外，整个热力系统水汽指标均不好，这与凝混在末期甚至失效状况下运行有直接关系。在正常情况下凝结水混床由于加氨的原因，运行中首先是阳树脂先失效，钠穿透后表现为系统钠上升，阳导原导均增大，炉内离子平衡被打破。
三、分析
机组在检修中，系统常常会带入一些机械杂质、盐类，因此机组冷态启动必须分阶段进行冲洗，在冷态启动投加磷酸盐过程中，炉水中的钙、镁离子与磷酸根生成松疏的水渣，大部分随排污水被排掉，另外少一部分易黏附在锅炉受热面管壁上随着锅炉热负荷的升高常常转化为二次水垢（如MG3（PO4）2，MG（OH）2等）而残留在炉内。据溶度积规则，当降低沉淀溶解平衡体系阴、阳离子浓度，使反应商小于标准溶度积常数时，则可使沉淀溶解。由于我们亚临界锅炉在全挥发处理时，水质较纯，炉水缓冲性弱，凝混失效时造成的给水水质波动对炉水中水质变化影响较大，炉水中各种离子内部平衡被打破，盐类之间相互发生化学反应，这部分水垢有可能低于溶度积回溶在炉水中而表现出来硬度。
四、结论及建议
1） 根据近期热力系统尤其是#1炉水硅维持在较低值（炉水约20微克每升）的情况，至少目前为止可以排除凝器微漏的可能。
2） 炉水PH无下降说明与易溶磷酸盐隐藏现象无直接关系。建议在高低负荷段进行磷酸根对比分析，判断是否发生磷酸盐暂时消失现象。
3） 机组启动期间系统冲洗时锅炉热负荷上升较快，磷酸盐处理时排污不彻底导致有残余钙镁盐类存在是近期炉水频繁出现硬度的根本，盐类回溶是直接原因而凝混在失效状态下运行导致的炉水水质变化是诱因。
4） 炉水硬度出现时，加强定排换水，根据情况可投加磷酸盐，采用平衡磷酸盐处理工艺（EPT），要求配置合适的磷酸三钠浓度，严格控制炉水中磷酸根含量。
5） 加強氢型凝混运行期间的监督，失效及时停运。要求离线和在线仪表准确、完好，值班人员分析判断正确。