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300MW 直接空冷机组炉水处理试验

发布时间：2011/4/5 阅读次数：1203 字体大小: 【小】【中】【大】

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300MW 直接空冷机组炉水处理试验

张文梅刘志勇

(太原第二热电厂，山西太原 030041)

Experiment of 300MW Direct-air-cooling-united Boiler Water Treatment

Zhang wen mei Liu zhiyong

(Taiyuan Second Thermal Power Plant Shanxi Taiyuan 030041)

[Abstract] The direct air cooling unit of Taiyuan Second Thermal Power Plant , boiler water has been treated by phosphate, equilibrium phosphate and sodium hydroxide ,then analysis and comparison the condition of the water quality and the medicine dosage , Finally chooses the caustic treatment to direct air cooling unit. [keywords] boiler water treatment；sodium hydroxide； direct air cooling unit

[摘要] 太原第二热电厂直接空冷机组，炉水先后经过了磷酸盐处理、平衡磷酸盐处理、氢氧化钠处理工况，分析比较了各工况下的水质和加药量，最后选择直接空冷机组炉水为氢氧化钠处理。

[关键词] 炉水处理；氢氧化钠；直接空冷

1. 概况

太原第二热电厂2×300MW 直接空冷机组，分别于2006 年12 月和2007 年4 月投产。锅炉为东方锅炉集团有限责任公司制造，亚临界自然循环汽包炉，型号为DG1065/18.2-Ⅱ2，额定蒸发量为1065T/h。汽轮机为上海汽轮机有限公司生产，一次中间再热、单轴双缸双排汽、直接空冷抽气凝汽式汽轮机。

每台机组设有两台高速阳床、高速阴床，用于处理凝结水箱的凝结水。凝结水共用一套体外再生设备。

补给水处理系统：生水→过滤器→阳双层床→除碳器→阴双层床→混床。

给水加氨和加联氨进行处理。

从投产起10#、11#炉水处理方式采用磷酸盐处理，炉水控制指标为： PO₄^3-浓度为0.5～3mg/L；pH值为9～10。于2007 年4 月调整为平衡磷酸盐处理，炉水控制指标为：PO₄^3-浓度为0.5～3mg/L；pH值为9～10。于2007 年9 月13 日，调整为氢氧化钠处理，炉水控制指标为：pH 值为9～10。

2. 试验原理

2.1 磷酸盐处理原理

磷酸盐处理的原理为：它可以和炉水中的硬度离子反应，生成悬浮于炉水中的水渣微粒并随排污排掉，从而降低水冷壁管的结垢速度；磷酸盐水解产生的碱度可以提高炉水的pH 值，以减缓水冷壁管的腐蚀和结垢速度。

然而，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（在凝汽器不漏的条件下）甚至于为零，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，但实际上磷酸根离子同时也作为一种杂质进入了锅炉，这样势必会造成系统的水质和蒸汽品质的恶化，加速了机组的腐蚀和结垢。另外磷酸盐处理会使炉内发生磷酸盐暂时消失现象，使得炉水pH 值升高或降低，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。

2.2 平衡磷酸盐处理原理

平衡磷酸盐处理原理为：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PO₄^3-浓度，从而可以使PO₄^3-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；在向炉水中加入磷酸盐的同时加入一定量的氢氧化钠，适当补充炉水碱度，以提高炉水的pH 值；它可以降低炉水的电导率，提高热力系统水汽质量；降低磷酸盐的加药量。

2.3 氢氧化钠处理的原理

直接空冷机组无任何形式的钙镁来源，而且在高参数尤其是亚临界机组中，即使磷酸盐含量很低也容易发生磷酸盐暂时消失现象，对锅炉水冷壁产生酸性磷酸盐腐蚀，对炉本体的危害很大，因此磷酸盐处理并不适合空冷机组的炉水处理。

空冷机组水质较纯净，适宜进行氢氧化钠处理；炉水氢氧化钠工况下所形成的保护膜强度高、致密而且坚固，炉本体铁含量降低；氢氧化钠中和二氧化碳的能力比氨强，而且加药量比氨小的多；氢氧化钠的工况有修复疏松和不完整的保护膜的作用，出现点蚀后对点蚀的修复能力也很强。所以根据炉水水处理的原理特性和空冷机组的水质特性，合适的空冷机组炉水处理为炉水氢氧化钠处理。

3.试验过程及内容

3.1 从2006 年12 月投产起至2007 年3 月10#炉炉水处理方式采用磷酸盐处理，炉水每次加1500gNa₃PO₄。

3.2 从2007 年4 月至2007 年6 月7 日，10#炉炉水处理方式采用平衡磷酸盐处理，炉水每次加1000gNa₃PO₄+500 gNaOH。

4.试验结论及分析

4.1 炉水每次加入1500gNa₃PO₄ ，炉水pH 值在8.78-9.47,DD 在15.99-23.43μS/cm，PO₄^3-浓度在1.37～2.99mg/L，采用磷酸盐处理的过程中，在2007 年3 月先后出现三次炉水pH 值小于9，其中一方面是由于在锅炉升降负荷过程中，出现了磷酸盐暂时消失现象；另一方面由于精处理的阴床失效后，导致酸性水的进入，引起炉水pH 值下降小于9。此外，采用磷酸盐处理电导率较高，造成系统的水质和蒸汽品质的恶化，加速了机组的腐蚀和结垢。由于炉水pH 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。为了杜绝炉水pH 值小于9，所以改用平衡磷酸盐处理。

4.2 炉水每次加入1000g Na₃PO₄+500 gNaOH，炉水pH值在9.29-9.60,DD 在14.22-19.63μS/cm，PO₄^3-浓度在0.88～2.19mg/L，与磷酸盐处理相比，电导率和磷酸根都有了明显的下降，由于加入了氢氧化钠，可以缓冲酸性水，使炉水pH 值大于9。但是磷酸根浓度仍较高，存在发生磷酸盐暂时消失现象的隐患，所以此工况并不适合亚临界空冷机组。

4.3 炉水每次加入500g Na₃PO₄+500 gNaOH，炉水pH3.3 从2007 年6 月7 日至2007 年9 月12 日，10#炉炉水处理方式采用平衡磷酸盐处理，炉水每次加500g Na₃PO₄+500 gNaOH。

3.4 从2007 年9 月13 日至今，10#炉炉水处理方式采用氢氧化钠处理，炉水每次加1000 gNaOH。

3.5 炉水处理四种工况加药量比较(见表1) 值在9.40-9.60,DD 在11.01-15.05μS/cm，PO₄^3-浓度在0.47 ～ 0.62mg/L ，与每次加入1000g Na₃PO₄+500gNaOH 相比，电导率有明显的下降，磷酸根有了大幅度下降。但是因为空冷机组无任何形式的钙镁来源，在高参数尤其是亚临界机组中，即使磷酸盐含量很低也容易发生磷酸盐暂时消失现象，所以也不宜采用。

4.4 炉水每次加入1000 gNaOH，炉水pH 值在9.30-9.44,DD 在7.23-8.83μS/cm，炉水的电导率较比磷酸盐处理下降约2-3 倍。炉水氢氧化钠工况下，炉水的缓冲性较大，可以有效地保证炉水pH 值在9 以上，杜绝了磷酸盐暂时消失现象的发生。炉水氢氧化钠工况下所形成的保护膜强度高、致密而且坚固，炉本体铁含量降低，炉水铁在6.5-12.1μg/L 左右,此外氢氧化钠的工况还有修复疏松和不完整的保护膜的作用，出现点蚀后对点蚀的修复能力也很强。

4.5 通过对炉水处理四种工况加药量比较，发现从磷酸盐处理到平衡磷酸盐两种工况，一直到氢氧化钠处理，加药量有大幅度的下降。从33kg Na₃PO₄→13.5kgNa₃PO₄+6.5kgNaOH → 5kg Na₃PO₄+5kgNaOH →5kgNaOH。大大降低了加药量，降低了运营成本。

5.结论

根据炉水处理的原理特性、空冷机组的水质特性以及四种炉水处理工况下加药量和水汽品质的比较，最后选择空冷机组炉水处理为氢氧化钠处理。

根据《火电厂化学导则》汽包锅炉炉水氢氧化钠处理炉水质量标准，汽包压力在15.7-18.3MPa,炉水pH值（25℃）9.2-9.5，电导率（25℃）<10μS/cm。所以运行控制：炉水pH 值（25℃）9.2-9.4，电导率（25℃）<10μS/cm。

参考文献：

[1] 《火电厂化学导则》汽包锅炉炉水氢氧化钠处理炉水质量标准

作者简介：张文梅，（1969-），女，山西洪洞，大学本科，高级工程师，从事电厂化学，

刘志勇，（1969-），男，山西河曲，大学本科，高级工程师，高级工程师，从事电厂化学。

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