汽包炉水低磷酸盐处理工艺的应用研究

电力18讯：    1 引言
    在北京、天津、唐山（以下简称京津唐）地区 的九九年度化学监督会上，我们决定改变本地区各 台高压及以上的汽包炉水磷酸盐处理工艺，即由原 来控制磷酸根浓度为 2-8mg/L、pH9-10，并辅加 Na2HPO4 来控制炉水 Na+与 PO4 摩尔比为 2.3-2.8的协调磷酸盐处理工艺全部改成控制磷酸根浓度小 于3mg/L、并辅以氢氧化钠处理的低磷酸盐处理工 艺。由99 年年初开始到现在， 这一地区的各火电 厂汽包锅炉基本都采用了低磷酸盐处理工艺。部分 超高压、亚临界汽包炉的炉水磷酸根浓度都控制在 1mg/L 以下，即控制在磷酸盐平衡点浓度附近运行， 并同时加纯碱以维持炉水 pH 值。天津大港发电厂 两台意大利进口的强制循环汽包炉原采用加氨和联 氨的全挥发性处理工艺，炉管沉积率一直比较大， 近几年来，采用低磷酸盐处理工艺，炉管沉积率大 幅度下降。

2 磷酸盐处理工艺转换的基本原由
    我国大部分地区很长时间以来都是采用协调 磷酸盐处理工艺，工作做得很多，为什么我们地区 要转换磷酸盐处理工艺呢？我觉得基于如下几点：
    ⑴ 基于国内外磷酸盐处理工艺的研究发展。
    磷酸盐处理工艺已应用了几十年。从应用一开 始，人们就在研究它。随着机组容量、参数的不断 加大，随着补给水水质的变化（锅炉补给水由软化 水改为除盐水），磷酸盐处理工艺得到不断发展。 回忆起来，前后差不多运用过五种处理工艺，在某 段历史时期，每种处理工艺都有一定的先进性。见 表1。
    近 10 几年来，国外对磷酸盐处理工艺的应用 研究取得了重大进展，尤其是加拿大、美国等对磷 酸盐的处理给以新的概念。加拿大提出了平衡磷酸 盐处理工艺，美国提出了低磷酸盐处理工艺，这些 工艺都经过了多年的运行实践，并在理论上说明了 避免磷酸盐暂时消失现象和酸性磷酸盐腐蚀的可能 性。这些成果给我们提供了借鉴作用。
    在磷酸盐处理新工艺的应用研究方面，国内也 进行了很多年的深入研究。比如，在多年试验研究 的基础上，我们的国标已将亚临界参数的汽包锅炉 炉水磷酸盐处理的磷酸根浓度定为0.5-3mg/L，这 相同于平衡磷酸盐处理工艺的控制标准。再如，近 几年来，国内已有好几台汽包锅炉应用了低磷酸盐 处理工艺（磷酸根浓度小于 1mg/L）， 有的还进行 了超低磷酸盐处理工艺的应用研究（磷酸根浓度控 制在 0.1―0.5mg/L）。这些应用研究都取得了比较 成熟的运行经验。
    伴随着国内外的不断探索，反复研究，炉内磷 酸盐处理工艺的应用已发展到了一个新的阶段。应 该说，到目前为止，我们对炉内磷酸盐处理工艺的 特点有了比较清楚地认识，因此，我们应该更合理、 更安全地应用。
    ⑵ 基于国内的实际应用情况。
    在国内，协调磷酸盐处理工艺应用时间较长， 达二十多年。在协调磷酸盐处理工艺的二十多年应 用中，我们几乎每年都在研究它，完善它，发展它， 比如对R 值的计算、控制、修正上；在配药浓度的 调整、计算与加药系统的设置等方面，全国各地做 了不少工作，我们地区也如此。但在使用中出现了 很多问题，过去机组容量小些，问题不是太明显。 随着机组容量、参数的提高，电网调峰力度的加大， 协调磷酸盐处理工艺暴露出的问题越来越多。在深 度调峰（调峰负荷超过 50%）过程中，很多锅炉都 发生磷酸盐暂时消失现象；有些锅炉在较大的变动 工况下，连续好几天测不出磷酸根，发生了严重的 盐类暂时消失现象；还有些锅炉发生了明显的皿状 腐蚀，一种酸性磷酸盐腐蚀特征。
    大家知道，磷酸盐处理主要存在着两方面问 题：一是产生酸性磷酸盐腐蚀。酸性磷酸盐腐蚀通 常发生在有汽囊或汽水冷却不正常的部位，国外测 试研究表明，发生酸性磷酸盐腐蚀的直接原因是因 为加入Na2HPO4。二是发生磷酸盐暂时消失现象。 在机组负荷剧烈波动的情况下，采用磷酸盐处理的 炉水会发生盐类暂时消失现象，即当负荷剧烈增加 时，炉水磷酸盐含量大幅度降低，甚至测不出，pH 明显升高；工况相反，负荷降低时，会出现暂时消 失的盐类回溶，炉水磷酸盐含量很快增加， 炉水 pH 大幅度降低。 炉水在变动负荷下的盐类暂时消 失与盐类回溶都会导致磁性氧化铁保护层的溶解， 加速炉管的腐蚀。发生磷酸盐暂时消失现象的主要 条件是磷酸盐在炉水中的含量，另外还和炉管表面 的清洁程度和热负荷有关。不管炉水中Na＋与PO4的摩尔比值为多少，只要炉水中含有一定量的 PO4 ，都会发生磷酸盐暂时消失现象。很显然，协调磷酸盐处理工艺不能避免所存在的这两方面问 题。
    ⑶ 电网要求我们提高监督管理水平。
    现在，电网管理不断加强，机组运行日益稳定， 水汽质量也非常好，化学监督各方面都有很大的提 高。但炉<