爐水低磷酸的自動(dòng)控制

佟麗麗

摘 要：某電廠鍋爐汽水加藥調(diào)節(jié)均由人工操作控制，運(yùn)行管理和監(jiān)督操作都不方便，故考慮利用原有系統(tǒng)的情況下進(jìn)行整改，增加在線(xiàn)儀表、利用加藥泵的頻率來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)加藥量和加藥時(shí)間，以達(dá)到精確的控制爐水品質(zhì)。

關(guān)鍵詞：加藥、監(jiān)督、整改、在線(xiàn)儀表，頻率、爐水品質(zhì)

1.工程概況

某石化企業(yè)自備電廠熱電聯(lián)合車(chē)間共有6臺(tái)汽包鍋爐，配5臺(tái)汽輪發(fā)電機(jī)組，總額定蒸發(fā)量1040t/h，總額定發(fā)電量99MW。#1、#2、#3爐為中溫中壓， #4、#5、#6爐為高溫高壓，汽輪發(fā)電機(jī)均為背壓式。

#1、#2、#3、#4爐布置在老廠房，#5、#6爐位于新廠房，兩廠房相距60余米。

目前鍋爐汽水系統(tǒng)采用加藥量由人工間隔式調(diào)節(jié)、向汽包注入氫氧化鈉和磷酸三鈉溶液加藥方式，以控制爐水PH和磷酸根，達(dá)到防腐、防垢的目的。由于#5、#6鍋爐加藥泵房離化學(xué)水處理控制室較遠(yuǎn)，運(yùn)行操作很不方便，故爐水化驗(yàn)頻次僅為一日兩次，造成爐水加藥量調(diào)整的嚴(yán)重滯后性；同時(shí)本廠又是熱電聯(lián)產(chǎn)企業(yè)，熱負(fù)荷經(jīng)常根據(jù)用戶(hù)需要量進(jìn)行調(diào)整，由于從加藥泵、計(jì)量罐液位到爐水實(shí)時(shí)成績(jī)均無(wú)法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和操作，給加藥的運(yùn)行管理及鍋爐汽水監(jiān)督造成了極大的困難。因此本期工程將在有效利用原有資源的前提下，對(duì)#4、#5、#6爐爐水品質(zhì)監(jiān)督和加藥實(shí)現(xiàn)安全有效的自動(dòng)化處理。

2.設(shè)計(jì)依據(jù)

DL/T5068-2006 《火力發(fā)電廠化學(xué)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》

DL/T805.2-2004 《火電廠汽水化學(xué)導(dǎo)則 第2部分 鍋爐爐水磷酸鹽處理》

DL/T805.3-2004 《火電廠汽水化學(xué)導(dǎo)則 第3部分 汽包鍋爐爐水氫氧化鈉處理》

DL/T665-1999 《水汽集中取樣分析裝置驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》

3. 磷酸鹽處理

3.1磷酸鹽處理

在鍋爐水呈沸騰狀態(tài)和PH值較高的條件下，加入一定數(shù)量的磷酸鹽后，爐水中鈣離子和磷酸根離子發(fā)生以下反應(yīng)：

10 Ca2++6 PO43-+2OH-=Ca10 （OH）2（PO4）6 ↓

反應(yīng)生成的堿式磷酸鈣是一種松軟的水渣，可通過(guò)鍋爐排污排出。所以，當(dāng)鍋爐水中保持有一定量的過(guò)剩磷酸根時(shí)，可使?fàn)t水中的鈣離子濃度降得很低，從而達(dá)到防止鈣鹽水垢的目的

鍋爐水中磷酸根含量不易過(guò)低或過(guò)高，過(guò)低起不到上述防垢作用，過(guò)高會(huì)增加爐水含鹽量，影響蒸汽品質(zhì)，造成鍋爐酸性腐蝕，生成不溶性的水垢。

3.2 磷酸鹽“暫時(shí)消失”現(xiàn)象

當(dāng)鍋爐負(fù)荷增高時(shí)，爐水中磷酸鈉鹽的濃度明顯降低，而當(dāng)鍋爐負(fù)荷減少或停爐時(shí)，爐水中磷酸鈉鹽濃度又重新升高。這種現(xiàn)象稱(chēng)為磷酸鹽“暫時(shí)消失”現(xiàn)象。

這種現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是：當(dāng)鍋爐負(fù)荷增高時(shí)，易溶磷酸鈉鹽從爐水中析出，并沉積到水冷壁管上，結(jié)果使?fàn)t水中磷酸鈉鹽總濃度降低；在鍋爐低負(fù)荷運(yùn)行或停爐時(shí)，這些沉積在水冷壁管上的鈉鹽又重新溶解下來(lái).使它們?cè)跔t水中的濃度又重新升高。

其危害是：沉積在水冷壁管上的鈉鹽傳熱性能差，容易引起水冷壁管過(guò)熱、爆管；又能與其它沉積物發(fā)生反應(yīng)，變成難溶的水垢；發(fā)生酸性磷酸鹽腐蝕。

3.3 處理方式

根據(jù)本廠特點(diǎn)，參考DL/T805.2-2004 《火電廠汽水化學(xué)導(dǎo)則 第2部分鍋爐爐水磷酸鹽處理》，可采用低磷酸鹽處理（LPT），控制爐水磷酸根含量較低，即0.5～3mg/L或2～4mg/L，PH 9.0～9.8；同時(shí)增設(shè)在線(xiàn)電導(dǎo)率表，以判斷是否有雜質(zhì)漏入等異常情況。

4.系統(tǒng)流程及控制方法

藥品由人工分別加入現(xiàn)有2臺(tái)計(jì)量罐進(jìn)行配制，1臺(tái)計(jì)量罐配制氫氧化鈉溶液，另1臺(tái)配制磷酸三鈉溶液。

2種藥品由2臺(tái)加藥泵按一定比例分別注入汽包內(nèi)，由爐水在線(xiàn)pH表、磷表進(jìn)行在線(xiàn)分析，遠(yuǎn)程顯示，通過(guò)系統(tǒng)分析數(shù)值自動(dòng)調(diào)節(jié)加藥泵頻率和加藥泵的啟停，如此形成自動(dòng)加藥循環(huán)。并增設(shè)爐水電導(dǎo)率表，顯示電導(dǎo)率數(shù)據(jù)，監(jiān)測(cè)爐水受“污染”情況。

當(dāng)PO4濃度大于大值時(shí)，Na3PO4計(jì)量泵變頻器自動(dòng)降低電機(jī)轉(zhuǎn)速，加藥量降低，當(dāng)頻率低于10Hz運(yùn)行2小時(shí)，自動(dòng)停加藥泵；當(dāng)PO4濃度小于小值時(shí)，自動(dòng)提高計(jì)量泵頻率，增大加藥量。

當(dāng)PH大于9.8時(shí)，NaOH計(jì)量泵變頻器自動(dòng)降低電機(jī)轉(zhuǎn)速，加藥量降低，當(dāng)頻率低于10Hz運(yùn)行2小時(shí)，自動(dòng)停加藥泵；當(dāng)PH小于9時(shí)，自動(dòng)提高計(jì)量泵頻率，增大加藥量。

5. 設(shè)備利用與改造情況

1）每臺(tái)爐的2臺(tái)計(jì)量罐，利用原有的；2臺(tái)加藥泵，也利用原有的，修改部分管道。

2）更換原有#4、#5、#6爐水汽取樣設(shè)備，換裝成水汽集中取樣分析裝置。裝置一般分濕盤(pán)與儀表盤(pán)兩部分，濕盤(pán)包括予冷卻器、取樣冷卻器、壓力保護(hù)、溫度保護(hù)、管道、閥門(mén)等，儀表盤(pán)包括爐水PH表、爐水磷表、爐水電導(dǎo)率表、電子恒溫、手動(dòng)取樣等。也有廠家把濕盤(pán)與儀表盤(pán)合并成一個(gè)盤(pán)，利于設(shè)備布置。

取樣點(diǎn)計(jì)有給水、爐水（左、右）、飽和蒸汽（左、右）、過(guò)熱蒸汽等，共6點(diǎn)。

根據(jù)廠房布置情況，#4爐單獨(dú)設(shè)置水汽集中取樣分析裝置， 而#5、#6爐的水汽集中取樣分析裝置可部分分開(kāi)、部分合并設(shè)置。

3）增設(shè)自動(dòng)加藥系統(tǒng)。依據(jù)pH和磷酸根設(shè)定的數(shù)值自動(dòng)調(diào)節(jié)加藥量，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控和監(jiān)控。

為此需更換#4、#5、#6爐加藥泵變頻器，共6臺(tái)。更換#4爐、#5與 #6爐的控制柜，換裝成變頻控制柜。#5與 #6爐的變頻控制柜可合并設(shè)置。

各監(jiān)測(cè)信號(hào)將送到位于老廠房的水處理控制室。

4）根據(jù)需要，可改造冷卻水源，使樣品溫度得以控制。

6. 布置

1）#4爐的水汽集中取樣分析裝置，將布置在老廠主廠房原位置附近。因該地屬“敞開(kāi)式”，應(yīng)為它設(shè)置簡(jiǎn)易隔斷房，房?jī)?nèi)配置必要的調(diào)溫或降溫設(shè)施。

#5、#6爐已設(shè)有取樣間與儀表間，水汽集中取樣分析裝置可布置在這里，但也應(yīng)配置必要的調(diào)溫或降溫設(shè)施。

房間調(diào)溫或降溫設(shè)施可由設(shè)備生產(chǎn)廠家實(shí)施完成。

2）#4、#5、#6爐的變頻控制柜將布置在原有加藥間內(nèi)。