高壓鍋爐鍋水pH值調(diào)整方案的優(yōu)化

唐玉平

（本鋼集團(tuán)北營公司發(fā)電廠，遼寧 本溪 117017）

高壓鍋爐鍋水pH值調(diào)整方案的優(yōu)化

唐玉平

（本鋼集團(tuán)北營公司發(fā)電廠，遼寧 本溪 117017）

摘 要：火力發(fā)電廠蒸汽鍋爐在運(yùn)行過程中，因其內(nèi)部水汽環(huán)境的特殊性，使鍋爐容易遭受腐蝕與結(jié)垢的威脅。而調(diào)整好鍋水的pH值，對防止鍋爐的腐蝕和結(jié)垢起到至關(guān)重要的作用。適時(shí)對原有調(diào)整方案進(jìn)行優(yōu)化，使鍋水的pH值始終保持在標(biāo)準(zhǔn)值范圍內(nèi)，確保熱力設(shè)備安全、穩(wěn)定、高效運(yùn)行，是生產(chǎn)實(shí)際中必須解決的問題。本文通過實(shí)際案例，對鍋水pH值調(diào)整方案的優(yōu)化進(jìn)行了詳細(xì)論述。

關(guān)鍵詞：鍋水；pH值；調(diào)整；優(yōu)化

一、前言

本鋼集團(tuán)北營公司發(fā)電廠現(xiàn)有中、高壓蒸汽鍋爐16臺(tái)，全部采用鍋爐外除鹽與鍋內(nèi)加藥相結(jié)合的水處理方式，鍋水選用磷酸三鈉處理，采用連續(xù)加藥方式。其中生產(chǎn)三區(qū)的4臺(tái)130t高壓蒸汽鍋爐在運(yùn)行過程中發(fā)現(xiàn)鍋水的pH值時(shí)常有下降到標(biāo)準(zhǔn)值以下的現(xiàn)象，并且運(yùn)用原有加藥調(diào)整方案無法使其有效回升到標(biāo)準(zhǔn)值范圍內(nèi)。于是決定對原有的加藥調(diào)整方案進(jìn)行優(yōu)化。

二、鍋水pH值過低會(huì)產(chǎn)生的不利影響

1 增強(qiáng)水對鍋爐鋼材的腐蝕。在正常運(yùn)行條件下，鍋爐內(nèi)金屬表面上常覆蓋一層Fe3O4膜。這是金屬表面在高溫鍋爐水中形成的，這種膜是致密的，具有良好的保護(hù)性能，使鍋爐不易遭受腐蝕。但是，當(dāng)鍋水的pH值小于8時(shí)，此保護(hù)膜會(huì)被溶解而遭受破壞，使鍋爐內(nèi)金屬表面失去保護(hù)而易遭受腐蝕。

2 易形成二次水垢。當(dāng)鍋水的pH值較低時(shí)，Mg2+易與PO43－反應(yīng)生成磷酸鎂，磷酸鎂Mg3（PO4）2易粘在受熱面上形成二次水垢。

3 加入鍋爐內(nèi)的磷酸三鈉藥劑的阻垢防垢作用不能正常發(fā)揮。

表1 鍋水指標(biāo)運(yùn)行監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)

三、對問題進(jìn)行分析

第三生產(chǎn)作業(yè)區(qū)高壓蒸汽鍋爐運(yùn)行參數(shù)為：額定蒸發(fā)量130t/h ；額定蒸汽壓力9.8MPa ；額定蒸汽溫度510℃ ；汽包工作壓力11.27MPa 。鍋爐補(bǔ)給水采用二級(jí)除鹽水。原有鍋水pH值調(diào)整方案為，向鍋爐補(bǔ)給水中加入液氨，使其pH值達(dá)到9～9.5之間，向鍋爐水中加入磷酸三鈉藥劑，調(diào)整鍋水的pH值在9～10.5之間，PO43－含量在2mg/L～10mg/L之間。但是，鍋爐在運(yùn)行一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)，在補(bǔ)給水中加入液氨及鍋水中加入磷酸三鈉藥劑量沒變的情況下，鍋水的pH值會(huì)偶爾直線下降到8以下。此時(shí)排查了整個(gè)水處理系統(tǒng)各段水質(zhì)情況，發(fā)現(xiàn)混合離子交換器出水、除鹽水、鍋爐給水的pH均正常，唯有鍋水的pH值偏低，而且蒸汽的pH值與鍋爐補(bǔ)給水的pH值基本相當(dāng)。據(jù)此判斷問題出在鍋水中，一定是鍋水中產(chǎn)生了酸性物消耗了鍋水的堿度，使鍋水pH大幅降低。進(jìn)一步推斷出可能性原因有以下幾種：

1 該企業(yè)生產(chǎn)水源采用的是河水，而河水中有機(jī)物含量高。

2 其水處理除鹽系統(tǒng)采用的是反滲透加混床的運(yùn)行方式，整套系統(tǒng)對有機(jī)物的去除能力不強(qiáng)，漏過的有機(jī)物會(huì)隨給水進(jìn)入鍋爐中。

3 在對鍋爐補(bǔ)給水和鍋水中的氯離子和二氧化硅含量測定結(jié)果進(jìn)行比對時(shí)發(fā)現(xiàn)，鍋水中氯離子的濃縮倍數(shù)比二氧化硅的濃縮倍數(shù)大很多倍，這說明在補(bǔ)給水中有未被檢出的氯成份存在，它很可能以含氯有機(jī)物的形式存在于補(bǔ)給水中，因而無法用常規(guī)方法檢測出來。

四、優(yōu)化方案的制定

起初采用了加大磷酸三鈉加入量的方法，使鍋水PO43－含量達(dá)到8mg/L～11mg/L之間。這樣雖然小幅提升了鍋水的pH值，但是提升速度緩慢，提升幅度不夠。考慮到鍋水中PO43－含量過高會(huì)產(chǎn)生許多不良后果，而且磷酸三鈉調(diào)節(jié)pH值的能力有限，所以不宜繼續(xù)提高其加入量。在這種情況下，應(yīng)該考慮加入一種輔助藥劑來幫助提高鍋水的pH值。經(jīng)過篩選我們決定采用40%的氫氧化鈉溶液。經(jīng)過反復(fù)的現(xiàn)場調(diào)整試驗(yàn)并不斷完善，最終形成如下鍋水pH值調(diào)整方案：

1 當(dāng)加藥罐（容積為2m3）內(nèi)剩余的藥液用盡后，向加藥罐內(nèi)注入除鹽水至8/10處，然后向加藥罐內(nèi)加入25kg磷酸三鈉和10L液堿（40%氫氧化鈉溶液），開動(dòng)攪拌泵攪拌至磷酸三鈉全部溶解為止，關(guān)閉攪拌泵開啟加藥泵連續(xù)向鍋爐水中加藥，調(diào)整加藥泵流量，使鍋水的pH值在9～10.5之間，PO43－含量在2mg/L～ 10mg/L之間，電導(dǎo)率≤150μS/cm ，SiO2含量≤2mg/L。并使鍋水pH值（25℃時(shí)）和PO4

3－測定值的交點(diǎn)落在圖1實(shí)線圖塊中。中途若有pH值降到9以下的情況時(shí)，再向加藥罐內(nèi)補(bǔ)加液堿，每次加1000mL ～2000mL直到鍋水的pH值回升至9以上為止。同時(shí)，密切關(guān)注蒸汽指標(biāo)變化情況。務(wù)必保證蒸汽指標(biāo)合格，若蒸汽指標(biāo)偏高，則采用加大鍋爐排污量和調(diào)低加藥泵流量等措施使其降到合格范圍內(nèi)。

2 適當(dāng)提高鍋爐補(bǔ)給水中液氨的加入量，調(diào)整補(bǔ)給水的pH值在標(biāo)準(zhǔn)值9～9.5的上線范圍內(nèi)，即pH值保持在9.5左右。

3 在保證除氧效果的前提下，盡量減少鍋爐補(bǔ)給水中除氧劑二甲基酮肟的加入量，因?yàn)檫^量的二甲基酮肟進(jìn)入鍋爐中會(huì)分解產(chǎn)生酸性物。

結(jié)語

完善的優(yōu)化方案實(shí)施后，鍋水的pH值等各項(xiàng)指標(biāo)完全恢復(fù)正常。表1是鍋水指標(biāo)的日常運(yùn)行監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)

優(yōu)化方案從2012年5月份在本鋼北營發(fā)電廠生產(chǎn)三區(qū)實(shí)施以來，鍋水的pH值再未出現(xiàn)過大幅降低現(xiàn)象，偶爾有略低于9的情況，經(jīng)補(bǔ)加液堿（40%的氫氧化鈉溶液）調(diào)整后很快回升到9以上。R值（Na/PO4摩爾比）完全控制在2.2～2.8范圍內(nèi)，鍋水各項(xiàng)指標(biāo)完全達(dá)標(biāo)，蒸汽品質(zhì)優(yōu)良。保證了發(fā)電主體設(shè)備安全、穩(wěn)定、高效運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]孫惠雯.鍋爐鍋水總堿度和pH值的同時(shí)控制[J].內(nèi)蒙古質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督，2003.

[2]許興煒.鍋內(nèi)加藥進(jìn)行鍋水處理[J].中國特種設(shè)備安全，2008.

[3]王毓.工業(yè)鍋爐鍋內(nèi)水質(zhì)處理方法的現(xiàn)狀和發(fā)展[J].鍋爐制造，2008.

中圖分類號(hào)：TK227

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A