陕西北元化工集团股份有限公司 陕西榆林 719319
摘要：480t/h高温高压固态排渣煤粉锅炉中炉水磷酸盐隐藏现象时有发生，该文主要以某公司2#炉隐藏现象为例，重点分析了具体隐藏现象的实质及原因，结合实际运行过程，总结经验提出改进措施。
关键词：磷酸盐 隐藏 炉内水处理
某公司安装4*125MW高温高压直接空冷抽汽式汽轮机发电机组，配4*480t/h高温高压固态排渣煤粉锅炉，2010年4台机组相继投产，炉水处理方式采用磷酸盐处理方式，炉水维持磷酸根含量在2-10mg/L，由于定连排排污门内漏，锅炉排污量大，前期给水PH控制在8.8-9.2，由于节能降耗等方面的影响，运行人员对给水PH控制较低，均维持低限运行，导致炉水PH偏低，只能采用提高磷酸盐浓度的方式来提高炉水PH，磷酸根含量均维持在6-10mg/L之间，2013年开始2#炉相继出现炉水PH偏高，磷酸根含量不能达到控制指标的现象，本文主要从隐藏现象的具体原因及采取的措施进行分析。
1 隐藏现象
2014年10月 26日12点 2#炉水质正常，磷酸根含量2mg/L，PH：9.46。12点50分开始1#汽轮机停运，锅炉负荷下降，14点磷酸根含量上涨为7 mg/L（未进行加药的情况下），16点，2#炉磷酸根含量下降为0.5 mg/L，且PH上涨为9.98，针对此现象分析，磷酸盐发生了隐藏现象，故公司安排停止加药，观察水质变化情况。
2 隐藏现象的实质
磷酸盐在机组负荷升负荷时，当炉水温度上升到200℃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浓度明显下降，人员误认为磷酸盐含量低于控制标准，而采取加大磷酸盐的加药量提高磷酸盐含量，当锅炉负荷突然下降或停运时，磷酸盐的溶解度随着温度的降低而突然增大，且远远大于公司控制的指标。
2.1 隐藏的原因
2.1.1 易溶盐的特性
在高温水中，某些钠化合物在水中的溶解度是随着水温升高而增大，当温度达到某一数值时继续升高时，其溶解度下降。这种变化以磷酸三钠最为明显，尤其是当水温超过200℃以后，它的溶解度随着水温升高急剧下降，在高温水中磷酸三钠的溶解度很小。在中压以上的锅炉水，炉水温度都很高，由于上述几种钠化合物在高温水中的溶解度较小，如果炉管内发生锅炉水的局部蒸发浓缩，它们就容易局部区域达到饱和浓度，磷酸盐析出，附着在炉内壁，造成磷酸盐含量降低。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2.1.2 水冷壁管内近壁侧的传质过程
在锅炉运行过程中，水冷壁管内近壁层中的炉水不断气化，近壁层外面的炉水则不断向管壁运动，以补充气化了的水。这样，炉水中的易溶盐不断被运送，并聚集在近壁侧的炉水中，使其中某些易溶盐类物质的浓度超过其饱和浓度，因而在金属表面析出。如果炉水的流速不足以将这些析出的固态盐分冲刷掉或再溶解下来，他们就会在金属表面上形成易溶盐的固相附着物。锅炉参数越高，容量越大，水冷壁管的热负荷越高，管内沸腾越剧烈，近壁侧炉水中易溶盐的浓缩程度越高，易溶盐沉积在金属表面上的倾向越大，发生盐类隐藏现象的可能性就越大[1]。
2.1.3 锅炉的运行工况
锅炉高负荷运行时，水冷壁管的热负荷很高，近壁侧炉水剧烈沸腾蒸发、浓缩，结果使磷酸盐析出并附着在管壁上，当水冷壁局部发生膜沸腾，汽水分层等不良工况时，由于蒸汽导热不良，将造成与气膜或汽包接触的管壁局部过热，引起炉水局部浓缩[2]。
锅炉低负荷运行时，水冷壁管的热负荷低，水冷壁管内恢复正常的沸腾和流动工况，附着在管壁上的易溶盐又重新溶入炉水中。锅炉停运或启动时，附着在管壁上的易溶盐融入炉水中。如果运行时炉管管壁上沉积的磷酸盐较多，启动时将溶入炉水中，将使炉水在开始磷酸盐加药之前就出现磷酸根。如果易溶盐附着在管壁上的附作物主要以磷酸氢盐的形式存在，将可能使炉水的PH偏低，甚至不显示酚酞碱度。
3 隐藏现象的危害
析出的易溶盐主要附着在热负荷高的管壁上，这些易溶盐附着物传热不良，可能造成炉管金属超温而被破坏。易溶盐附着物能与管壁上的铁化合物等发生反应，生成难溶水垢，从而加剧水冷壁管的结垢和腐蚀。磷酸盐析出，使水冷壁管近壁侧产生游离氢氧化钠，从而引起炉管金属的碱性腐蚀。
4 处理措施
在现有的磷酸盐处理方式下盐类隐藏现象严重，应根据水汽化学监督导则（GB12145-2016），对炉水处理方式采取低磷酸盐处理，保持磷酸根含量均维持在2-6mg/L之间。将磷酸盐备用溶药箱冲洗干净后配置成0.1-0.2%氢氧化钠溶液向炉水中添加以提高PH值。发生盐类隐藏现象时，联系锅炉值班员加大定排次数，利用排污对管壁进行冲刷。在保证水质的情况下，通过控制磷酸盐的加入量，保持炉水磷酸根含量为2-6mg/L，减少过多的磷酸盐的加入，以避免加重隐藏现象，造成恶性循环。条件允许的情况下，可降低锅炉负荷或停炉，为盐类释放提供适宜的条件，避免危害设备安全稳定运行或形成隐患。
5 结束语
通过对炉水磷酸盐加药量的控制改进，找到适合本电厂的汽包炉水的磷酸盐控制指标。炉水磷酸根控制在2-6mg/L，PH值控制在9.00-9.60。从而有效避免了炉水磷酸盐隐藏现象的发生，保障了机组的稳定经济运行。
参考文献：
[1]俞谷颖，张富祥，杨勇，于猛，朱才广.电站锅炉水冷壁管水动力和传热特性的试验研究方法[J].动力工程学报，2012，32（09）：672-677.
[2]杨鹏冲，高远飞，乔霞霞.磷酸盐处理在12.5 MPa汽包上应用及改进[J].大氮肥，2015，38（06）：394-396.
论文作者:吴月玲
论文发表刊物:《防护工程》2018年第29期
论文发表时间:2018/12/27
标签：磷酸盐论文; 锅炉论文; 磷酸论文; 水冷论文; 现象论文; 溶解度论文; 水中论文; 《防护工程》2018年第29期论文;