平衡磷酸盐处理技术在永济电厂的应用
雒桂芳 丁建兵
中电投山西永济热电有限公司（山西永济 ）
[摘 要]随着机组参数的不断提高，炉内水处理工艺也在推陈出新，目前已有很多成熟的应用模式，平衡磷
酸盐处理是山西电科院的科技成果，永济热电厂于2003~2004 年与电科院合作，在其二期3—6#炉进行实验。随
后又于2006 年对2#炉也进行改进。本文就平衡磷酸盐处理在永济电厂的应用情况进行总结分析。
[关键词]平衡磷酸盐处理 炉水水质 经济效益
1 机组概况
永济热电厂二期装机容量为4×50MW 高压汽轮发电机组，3#-—6#机组分别于88 年、90 年、98 年投产。机组主蒸汽压力9.8Mpa，主汽流量220T/h，其中6#炉采用单段蒸发，3#-—5#炉采用分段蒸发，净段在汽包内，盐段设置在汽包外并单独构成水循环。4 台锅炉的布置呈母管制式。3、4、5#炉共用一个连排扩容器，6#炉单独一个连排扩容器。
试验前水处理方式：给水系统的加药方式为给水加氨和加除氧剂进行处理，炉水处理方式为纯磷酸盐处理，锅炉补给水为二级除盐水，水质指标符合二级除盐水标准。
2 炉内平衡磷酸盐处理原理及实施原因
2.1 平衡磷酸盐处理原理
2.1.1 维持炉水PO4
3-浓度小于不发生磷酸盐暂时消失的炉水允许最大PO43-浓度，从而可以使PO43-和炉水中的微量硬度离子反应，同时又不会发生磷酸盐暂时消失现象。
2.1.2 向炉水中加入磷酸盐的同时加入一定量的NaOH，以提高炉水的PH 值。
2.1.3 平衡磷酸盐处理的关键是找出不发生磷酸盐暂时消失的炉水允许最大PO43-浓度，并维持运行中炉水PO43-浓度不超过此浓度。并且炉内游离氢氧化钠要维持在一定标准下，防止锅炉发生碱性腐蚀。
2.2 永济电厂进行平衡磷酸盐处理的原因
我厂原来采用的是纯磷酸盐处理，存在的问题是，在目前普遍以二级除盐水为锅炉补给水的条件下，锅炉机组内部汽水系统的硬度已经很小（在凝结器不漏的条件下）甚至为零，此时炉水已不需要磷酸根离子来处理硬度。因此虽然磷酸盐水解的碱度可以提高炉水的PH值，但实际上磷酸盐同时也作为杂质进入锅炉，这样势必会造成系统的水质和蒸汽品质恶化，加速了机组的腐蚀和结垢。另外纯磷酸盐处理炉内有磷酸盐暂时消失现象的发生，伴随磷酸盐暂时消失现象的发生，由于炉水中PH 值的升高或降低，对水冷壁管的原有保护膜造成损坏，导致锅炉水冷壁管发生腐蚀。再有我厂3#—5#炉采用分段蒸发，由于连排从锅炉盐段引出，在运行过程中为保证炉水磷酸根在指标范围内，锅炉连排门必须处在常开位置，否则盐段磷酸根超标，这样就造成了大量的汽水损失。如果锅炉连排门开度小，又使得盐段磷酸根超标，在盐段水冷壁上集结磷酸盐铁垢，造成盐段水冷壁爆管，我厂3#炉曾经在98 年由于结垢发生盐段水冷壁爆管事故。由于锅炉的排污量大，导致连排扩容器容量不够，使得给水等水质污染。为解决上述问题，我们决定与山西省电科院合作在我厂二期锅炉进行平衡磷酸盐处理试验。
2.3 平衡磷酸盐处理的优点
2.3.1 可以降低炉水的电导率，提高热力系统水汽质量。
2.3.2 可以降低锅炉排污率，减少汽水损失，降低煤耗和除盐水的用量。
2.3.3 减缓水冷壁管的腐蚀结垢速度，延长锅炉化学清洗周期。
2.3.4 大大降低磷酸盐的加药量，降低运行成本。
3 平衡磷酸盐处理的实施
3.1 炉水工况转换

3.1.1 用分析纯的磷酸盐和氢氧化钠按一定的比例配置成溶液加入锅炉汽包内。实验后加药量调整为1#药箱各加500g 分析纯的氢氧化钠和磷酸钠，2#药箱加入纯磷酸三钠2000g，以备凝结器泄露时用。
3.1.2 监督炉水的PH 值和炉水导电度，维持净段炉水PH 值为9.2—9.6 左右，在此比例下运行，同时对水汽系统各水质指标进行跟踪检测。
3.1.3 转换期内的水质调整，当炉水第一次进行平衡磷酸盐处理时，炉水的指标波动大，这是因为，炉管和汽包内的磷酸盐有一个逐步释放的过程，此时，配药的Na/PO4 比应适当加大，另外由于平衡磷酸盐处理后炉水的PH 值主要靠氢氧化钠控制，所以初期加药量不好控制，水质工况不稳定，这就要求加强炉水指标监督，及时根据水质的变化调整加药泵行程、加药时间或改变Na/PO4 比来满足炉水指标。
3.2 平衡磷酸盐处理指标确定
由于锅炉为分段蒸发，必须考虑到盐段氢氧化钠的浓缩情况，也就是说，在盐段炉水的游离氢氧化钠含量在允许的范围内，应尽量提高净段炉水的PH 值。通过试验，并根据部颁炉水磷酸盐处理导则及我厂各机组设备状况，最后确定指标如下：
#3、#4、#5 号炉（分段蒸发锅炉）
净段炉水： PH 9.0~9.8 理想值 9.2~9.5
                               PO43- 0~3.0mg/L 理想值 0.1~0.8mg/L
                               炉水导电度：<60us/cm 理想值 <40us/cm
游离的氢氧化钠：<1mg/L
盐段炉水：PO43- ≤25 mg/L
#6 号炉（单段蒸发锅炉）
炉水： PH 9.0~10.0 理想值 9.3~9.6
PO43- 0~3.0 mg/L 理想值 0.2~0.6 mg/L
炉水导电度：<60us/cm 理想值 <40us/cm
游离的氢氧化钠：<1.0mg/L
3.3 炉水水质在平衡磷酸盐处理之后得到明显改善下表是#4 炉和6 炉2004.1.8 的水质。

3.4 连排门和定排周期的调整
3.4.1 平衡磷酸盐处理之前，为使炉水水质合格，锅炉的连排门处于全开的状态，这样势必造成水资源和热资源的浪费，但对于协纯磷酸盐处理方式下的炉水水质，这也是无奈之举，因为连排门关小后其盐段磷酸根、电导率等炉水指标均超标。实施平衡磷酸盐后，炉水水质明显改善，因此从节约能源考虑，应对连排门进行调整。
连排门接在盐段炉水上，且阀门为两道手动截止门。
连排门全关：试验表明，连排门全关后，盐段炉水和净段炉水在2h 内严重恶化，尤其是盐段炉水的PH 值上升快，盐段炉水的游离氢氧化钠超标；连排门开一圈：试验表明，如果连排门开一圈，盐段炉水和净段炉水在试验期内（3—5天）无明显变化，炉水加药量也无明显变化。
连排门开1/2 圈：连排门开1/2 圈后，盐段炉水和净段炉水在试验期间内（3—5 天）指标上升，此时降低炉水加药量，水质可维持在合格范围。维持现状，观察20—30 天。结果表明，水质指标仍较满意。
连排门开1/4 圈：连排门开1/4 圈后，盐段炉水和净段炉水在试验期间内（3—5 天）指标也上升，此时降低炉水加药量，水质可维持在合格范围。维持现状观察20—30 天。结果表明。水质仍较满意。
连排门开1/8 圈：试验表明，连排门开1/8 圈后，盐段炉水和净段炉水在4—5h 内恶化，盐段炉水的PH 值上升较快，盐段炉水游离氢氧化钠在5h 后超标。此时如果降低炉水加药量，炉水指标仍然处于上升趋势。由此判断，此时的连排门基本处于全关状态。
通过上述试验，并考虑到机组的安全性，我们把连排门定在开1/2 圈比较合理。
3.4.2 定排的目的是排除磷酸盐处理中大量的磷酸盐和炉水中的硬度反应产生的水渣。
当锅炉的炉水硬度含量极其微量时（凝结器不泄露）炉内加药量又大幅度减少的情况下，炉内形成的水渣将大幅减少。此时，定排周期在原来的基础上可进行延长，我们原来定排的周期为每天一次。
一天一次改为两天一次：试验时间为30—60 天，通过观察，排污改为两天一次后对炉水水质的影响不大，炉水水质基本无变化。
两天一次改为五天一次：试验时间为30—60 天，通过观察，排污改为五天一次后对炉水水质影响不大，炉水水质基本无变化。
五天一次改为十天一次：试验时间为30—60 天，通过观察，排污改为十天一次后对炉水水质的影响不大，炉水水质基本无变化。
考虑到定排门工作环境恶劣，时间周期太长可能卡涩，此时由于定期排污节省的水量和热量已是原来的五倍，因此，最后确定为每五天锅炉定排一次。
3.5 平衡磷酸盐处理前后水质对比
3.5.1 平衡磷酸盐处理前，2002 年9 月~12 月热力系统水汽品质进行了查定，摘录部分数据如下。