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1概述
陡河电厂现有6机组,全部采用磷酸盐处理方式,2010年3月以前,汽包炉水均采用磷酸盐处理方式,炉水磷酸根控制在1-3mg/l,其后锅内处理改为低磷处理方式,磷酸根控制在0.3-1 mg/l之间,同时适量补加一些氢氧化钠。炉水采用磷酸盐处理的一个最大缺点,就是容易发生磷酸盐暂时消失现象,一旦发生此现象,将直接影响机组的安全稳定经济运行,轻者造成障碍,重者造成非停或锅炉的损坏,为此,本文以我厂#5炉磷酸盐暂时消失现象为案例,深刻分析了它的产生过程、处理方法,失败教训及预防措施,以供大家参考。
2锅炉磷酸盐处理的工作原理:
通过在汽包内加入磷酸三纳,使炉水在沸腾状态和较高的PH(PH=9—10)条件下,与炉水中的钙、镁水垢反应,生成溶解度很小,且松散的水渣,通过排污排掉。其反应的方程式为:
10Ca2++6 PO43-+ OH-→Ca10(OH)2(PO4)6
3Mg2++2SiO32-+2OH-+H2O→3MgO·2SiO2·2H2O
对于低磷处理来说,除加少量磷酸三钠外,还需补充一定的氢氧化钠用来调节炉水PH值。
3炉水磷酸盐的加药方式:
加药时,先将磷酸三钠按计量倒入溶药箱,加入凝结水、开启搅拌器,使其溶解,再用活塞计量泵打入汽包,汽包内水面下设有一根磷酸盐加药管,加药管沿汽包方向布置,并开有等距离的小孔,药剂通过小孔均匀的加入汽包内。
4磷酸盐暂时消失现象出现的原理
磷酸盐暂时消失现象是发生在机组升负荷时,当炉水温度达到117℃时,磷酸盐的溶解度随着温度的升高而降低,这时炉水中的磷酸盐的浓度明显下降,而当锅炉负荷降低或停运时,炉水中的磷酸盐含量又重新升高,且远远大于原来的控制指标。
5磷酸盐暂时消失现象的出现过程
5.1磷酸盐隐藏现象发生的初期征兆
磷酸盐发生隐藏的初期,炉水的PH值会出现明显的上升现象,随着时间的推移,这种现象会出现加强的趋势,分析炉水的酚酞碱度(即PA)和甲基橙碱度(即MA)时,就会发现2PA>MA的情况发生,而在水质正常情况下,不会出现上述现象。当炉水一旦出现2PA>MA的现象,则说明炉水中出现了游离氢氧根离子,也就是有Na2.85H0.15 PO4在炉管上沉积下来,其化学反应为:
Na3PO4 + 0.15H2O→Na2.85H0.15 PO4 +0.15NaOH
随着锅炉排污及泄漏,氢氧根离子在逐渐消耗,同时新的游离氢氧根离子也在不断的产生,这样水冷壁管上的沉积物,就会越来越多,沉积的速度也就越来越快,并不断向后期发展,表一是#4炉2001年4月27日前,磷酸盐暂时消失现象发生初期的一组数据。
从上述数据中,我们可以明显看出,磷酸盐暂时消失现象发生时的初期反映,既出现游离氢氧根离子及PH值与磷酸盐在炉水中的不协调性。
5.2磷酸盐隐藏现象的后期征兆
当负荷发生较大变化时,大量的酸性Na2.85H0.15 PO4从水冷壁管壁管上溶解下来,使得炉水的PH值不断降低,使炉水出现酸性水,表二是2010年1月27日磷酸盐暂时消失现象发生时后期反映出的一组数据。
从表中我们可以看到,在机组突降负荷后,酸性磷酸盐被炉水大量溶解下来,各种数据发生剧烈变化,特别是炉水的PH值降至8以下,对锅炉的安全运行带来了严重影响,如处理不及时,炉水的PH值会降至5以下。
6磷酸盐暂时消失现象的处理方案
6.1当磷酸盐发生暂时消失现象时,首先要将表面排污开大,并根据现场实际情况加强定排,使炉水中的酸性物质含量Na2.85H0.15 PO4快速降低,这是在处理中相当关键的一步。
6.2停磷酸盐加药泵,因为Na3PO4加到汽包内以后,它与Na2.85H0.15 PO4组成缓冲溶液,不仅不能提高炉水的PH值,反而使炉水的磷酸根快速增加,2002年我厂#5炉发生磷酸盐暂时消失现象时,当时错误的认为只有大量加入磷酸三钠,就会使PH值得以上升,但事实给了人们一个相反的回答,经过了8个小时的紧张处理,磷酸根由原来的4mg/L升高至20mg/L以上,非但炉水的PH值没有上去,同时还使炉水的PH值越来越低。
6.3将磷酸盐溶药箱中的磷酸三钠全部排出,并用除盐水将药箱洗净,溶入分析纯的氢氧化钠,根据缺什么、补什么的原则,通过给炉水加入氢氧化钠,使水中的酸性Na2.85H0.15 PO4全部转化为碱性的磷酸三钠,使炉水的PH值得以快速上升。
6.4当炉水的PH值上升到控制范围时,要立即停止加入氢氧化钠,同时,将药箱中的氢氧化钠排掉,洗净药箱,改溶磷酸三钠。
6.5根据炉水的各项分析结果,及时调整排污,加药的运行方式,使炉水的重新达到一个动态的平衡。
7磷酸盐暂时消失现象的预防
7.1预防磷酸盐暂时消失现象的发生,其关键的一条就是要使炉水中,不产生游离氢氧根离子,也就是使2PA 7.2要经常使炉水保持一定的排污量,并使排污率不小于0.3-0.5%范围内。
7.3锅炉水冷壁垢量较高时,要对锅炉进行酸洗,只要保持水冷壁管表面状态清洁,就可以防止其在管壁上的沉积,从而防止磷酸盐暂时消失现象的发生。
7.4要作好凝结器的防腐蚀工作,防止凝结器铜管发生微漏或泄露,减少锅炉水冷壁管垢量的沉积速度。
7.5采用低磷处理方式,是有效解决磷酸盐暂时消失现象的一个重要手段,目前我厂锅炉炉水处理均已改为低磷处理,根据目前情况看,低磷处理可以大大减缓水冷壁管垢量的沉积速度,从客观上防止了磷酸盐暂时消失现象的发生。
8 结束语
磷酸盐暂时消失现象,曾多次在我厂个别锅炉上发生,它的发生直接影响锅炉的安全稳定运行,但我们只要掌握了它的发生、发展规律,作到早预防、早发现、早处理,磷酸盐暂时消失现象就可以得到有效的控制。
(作者单位:大唐国际京津冀能源有限公司陡河发电厂辅控车间)
陡河电厂现有6机组,全部采用磷酸盐处理方式,2010年3月以前,汽包炉水均采用磷酸盐处理方式,炉水磷酸根控制在1-3mg/l,其后锅内处理改为低磷处理方式,磷酸根控制在0.3-1 mg/l之间,同时适量补加一些氢氧化钠。炉水采用磷酸盐处理的一个最大缺点,就是容易发生磷酸盐暂时消失现象,一旦发生此现象,将直接影响机组的安全稳定经济运行,轻者造成障碍,重者造成非停或锅炉的损坏,为此,本文以我厂#5炉磷酸盐暂时消失现象为案例,深刻分析了它的产生过程、处理方法,失败教训及预防措施,以供大家参考。
2锅炉磷酸盐处理的工作原理:
通过在汽包内加入磷酸三纳,使炉水在沸腾状态和较高的PH(PH=9—10)条件下,与炉水中的钙、镁水垢反应,生成溶解度很小,且松散的水渣,通过排污排掉。其反应的方程式为:
10Ca2++6 PO43-+ OH-→Ca10(OH)2(PO4)6
3Mg2++2SiO32-+2OH-+H2O→3MgO·2SiO2·2H2O
对于低磷处理来说,除加少量磷酸三钠外,还需补充一定的氢氧化钠用来调节炉水PH值。
3炉水磷酸盐的加药方式:
加药时,先将磷酸三钠按计量倒入溶药箱,加入凝结水、开启搅拌器,使其溶解,再用活塞计量泵打入汽包,汽包内水面下设有一根磷酸盐加药管,加药管沿汽包方向布置,并开有等距离的小孔,药剂通过小孔均匀的加入汽包内。
4磷酸盐暂时消失现象出现的原理
磷酸盐暂时消失现象是发生在机组升负荷时,当炉水温度达到117℃时,磷酸盐的溶解度随着温度的升高而降低,这时炉水中的磷酸盐的浓度明显下降,而当锅炉负荷降低或停运时,炉水中的磷酸盐含量又重新升高,且远远大于原来的控制指标。
5磷酸盐暂时消失现象的出现过程
5.1磷酸盐隐藏现象发生的初期征兆
磷酸盐发生隐藏的初期,炉水的PH值会出现明显的上升现象,随着时间的推移,这种现象会出现加强的趋势,分析炉水的酚酞碱度(即PA)和甲基橙碱度(即MA)时,就会发现2PA>MA的情况发生,而在水质正常情况下,不会出现上述现象。当炉水一旦出现2PA>MA的现象,则说明炉水中出现了游离氢氧根离子,也就是有Na2.85H0.15 PO4在炉管上沉积下来,其化学反应为:
Na3PO4 + 0.15H2O→Na2.85H0.15 PO4 +0.15NaOH
随着锅炉排污及泄漏,氢氧根离子在逐渐消耗,同时新的游离氢氧根离子也在不断的产生,这样水冷壁管上的沉积物,就会越来越多,沉积的速度也就越来越快,并不断向后期发展,表一是#4炉2001年4月27日前,磷酸盐暂时消失现象发生初期的一组数据。
从上述数据中,我们可以明显看出,磷酸盐暂时消失现象发生时的初期反映,既出现游离氢氧根离子及PH值与磷酸盐在炉水中的不协调性。
5.2磷酸盐隐藏现象的后期征兆
当负荷发生较大变化时,大量的酸性Na2.85H0.15 PO4从水冷壁管壁管上溶解下来,使得炉水的PH值不断降低,使炉水出现酸性水,表二是2010年1月27日磷酸盐暂时消失现象发生时后期反映出的一组数据。
从表中我们可以看到,在机组突降负荷后,酸性磷酸盐被炉水大量溶解下来,各种数据发生剧烈变化,特别是炉水的PH值降至8以下,对锅炉的安全运行带来了严重影响,如处理不及时,炉水的PH值会降至5以下。
6磷酸盐暂时消失现象的处理方案
6.1当磷酸盐发生暂时消失现象时,首先要将表面排污开大,并根据现场实际情况加强定排,使炉水中的酸性物质含量Na2.85H0.15 PO4快速降低,这是在处理中相当关键的一步。
6.2停磷酸盐加药泵,因为Na3PO4加到汽包内以后,它与Na2.85H0.15 PO4组成缓冲溶液,不仅不能提高炉水的PH值,反而使炉水的磷酸根快速增加,2002年我厂#5炉发生磷酸盐暂时消失现象时,当时错误的认为只有大量加入磷酸三钠,就会使PH值得以上升,但事实给了人们一个相反的回答,经过了8个小时的紧张处理,磷酸根由原来的4mg/L升高至20mg/L以上,非但炉水的PH值没有上去,同时还使炉水的PH值越来越低。
6.3将磷酸盐溶药箱中的磷酸三钠全部排出,并用除盐水将药箱洗净,溶入分析纯的氢氧化钠,根据缺什么、补什么的原则,通过给炉水加入氢氧化钠,使水中的酸性Na2.85H0.15 PO4全部转化为碱性的磷酸三钠,使炉水的PH值得以快速上升。
6.4当炉水的PH值上升到控制范围时,要立即停止加入氢氧化钠,同时,将药箱中的氢氧化钠排掉,洗净药箱,改溶磷酸三钠。
6.5根据炉水的各项分析结果,及时调整排污,加药的运行方式,使炉水的重新达到一个动态的平衡。
7磷酸盐暂时消失现象的预防
7.1预防磷酸盐暂时消失现象的发生,其关键的一条就是要使炉水中,不产生游离氢氧根离子,也就是使2PA
7.3锅炉水冷壁垢量较高时,要对锅炉进行酸洗,只要保持水冷壁管表面状态清洁,就可以防止其在管壁上的沉积,从而防止磷酸盐暂时消失现象的发生。
7.4要作好凝结器的防腐蚀工作,防止凝结器铜管发生微漏或泄露,减少锅炉水冷壁管垢量的沉积速度。
7.5采用低磷处理方式,是有效解决磷酸盐暂时消失现象的一个重要手段,目前我厂锅炉炉水处理均已改为低磷处理,根据目前情况看,低磷处理可以大大减缓水冷壁管垢量的沉积速度,从客观上防止了磷酸盐暂时消失现象的发生。
8 结束语
磷酸盐暂时消失现象,曾多次在我厂个别锅炉上发生,它的发生直接影响锅炉的安全稳定运行,但我们只要掌握了它的发生、发展规律,作到早预防、早发现、早处理,磷酸盐暂时消失现象就可以得到有效的控制。
(作者单位:大唐国际京津冀能源有限公司陡河发电厂辅控车间)