磷酸鹽處理技術(shù)在汽包鍋爐爐水調(diào)節(jié)中的應(yīng)用

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1、磷酸鹽處理技術(shù)在汽包鍋爐爐水調(diào)節(jié)中的應(yīng)用從1927年起，汽包鍋爐就采用磷酸鹽處理工藝調(diào)節(jié)爐水水工況，目前，磷酸鹽處理仍是汽包鍋爐首選的爐水處理工藝。從當初的低參數(shù)、小容量工業(yè)鍋爐工況到現(xiàn)代高參數(shù)、大容量發(fā)電鍋爐，磷酸鹽處理技術(shù)經(jīng)歷了高磷酸鹽處理、協(xié)調(diào)磷酸鹽-pH處理、精確控制、等成分磷酸鹽處理、低磷酸鹽處理、平衡磷酸鹽處理、低磷酸鹽-低氫氧化鈉處理等變革過程。它的每一次技術(shù)改進，都適應(yīng)了水汽品質(zhì)的要求。高磷酸鹽處理（[PO43-]=10～30mg/L），其作用主要是為了控制鈣、鎂水垢的生成，加入Na3PO4使鍋爐水中鈣、鎂硬渣轉(zhuǎn)化為容易

2、隨排污排除的軟渣。協(xié)調(diào)磷酸鹽-pH處理（[PO43-]=3～50mg/L）和精確控制（[PO43-]=2～4mg/L）磷酸鹽處理，在實際應(yīng)用中仍因苛性鈉腐蝕嚴重而淘汰。等成分磷酸鹽處理（[PO43-]=2～8mg/L），保證了沉積時固、液成分的協(xié)調(diào)一致。低磷酸鹽處理（[PO43-]=1mg/L），是將爐水中磷酸鹽含量大幅度降低，消除酸性磷酸鹽的腐蝕問題，而“苛性腐蝕”問題主要有爐水中酸性物質(zhì)控制。平衡磷酸鹽處理（[PO43-]=2.4mg/L，pH=9.0～9.7，Na+/PO43-=3.0～3.5，[NaOH]=1.0mg/L），其主

3、要作用是盡量降低爐水中磷酸鹽含量，使其達到平衡水平。而低磷酸鹽-低氫氧化鈉處理（[PO43-]=0.2～1.0mg/L，pH=9.1～9.6，[NaOH]=0.2～0.8mg/L），是對平衡磷酸鹽處理的改進。高磷酸鹽處理高磷酸鹽處理控制指標對于壓力≤2.5MPa鍋爐，[PO43-]=10～30mg/L，pH=10～12；對于壓力在3.8～5.8MPa之間的中壓汽包鍋爐(發(fā)電用)，[PO43-]=5～15mg/L，pH=9～11。高磷酸鹽處理主要應(yīng)用于中低壓汽包鍋爐上，其作用主要是為了控制鈣、鎂水垢的生成，加入Na3PO4使鍋爐給水中帶入

4、的鈣硬、鎂硬轉(zhuǎn)化為容易隨排污排除的軟渣。目前，我國有四十余萬工業(yè)鍋爐采用這一處理方式。采用高磷酸鹽處理的鍋爐，其結(jié)垢仍然比較嚴重，需要頻繁的化學(xué)清洗除垢。協(xié)調(diào)磷酸鹽-pH處理(CoordinatedPhosphate-pHControl)針對磷酸鹽處理中存在游離NaOH，導(dǎo)致鉚接鍋爐“苛性脆化”與爐管內(nèi)表面“苛性腐蝕”而提出。其要點是控制爐水中Na+/PO43-摩爾比為3:1，以防止游離NaOH形成；為此通過加入Na2HPO4來消除游離堿度，使爐水中磷酸鹽始終處于Na3PO4狀態(tài)，其控制指標:pH=9.5～10.6；[PO43-]=3～

5、50mg/L；Na+/PO43-=3。由于在實際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)仍有苛性鈉腐蝕，且Na+/PO43-比難以控制，該處理方式主要應(yīng)用于壓力小于13.7MPa鍋爐。精確控制(PrecisionControl)其控制指標是:[PO43-]為2～4mg/L；[NaOH]=15～50mg/L，pH=10.5～11.5。其主要作用是防止磷酸鎂泥垢及降低爐水中可溶性硅含量。因為較低的磷酸鹽含量可防止磷酸鎂生成，較高的游離NaOH堿度可使爐水中溶解性硅變成硅酸鈉而使溶解攜帶減少；同時，堿性爐水中生成的泥渣更具流動性，易隨排污排走。但該種控制方式由于游離NaO

6、H堿度高，苛性腐蝕嚴重而淘汰。等成分磷酸鹽處理(CongruentPhosphateTreatment，CPT)在上述磷酸鹽處理技術(shù)中，認為爐管表面析出的固相物與液相中成分是一致的(即是協(xié)調(diào)的，Congruent)，但研究表明，在高溫下從Na3PO4過飽和溶液中析出的是Na2HPO4沉積物，其固、液相成分是不協(xié)調(diào)的(Incongruent)；這就解釋了爐管表面析出沉積物時為什么會出現(xiàn)游離NaOH。目前協(xié)調(diào)pH-磷酸鹽處理或協(xié)調(diào)磷酸鹽-pH處理皆指Congruent，而非Coordinate，簡稱CPT)。其控制指標為:爐水Na+/PO4

7、3-=2.2～2.85(實際控制中一般為2.5～2.8)；[PO43-]=2～8mg/L，pH=9～10。目前我國超高壓以上汽包鍋爐普遍采用這一處理方式。低磷酸鹽處理(LowPhosphateTreatment，LPT)低磷酸鹽處理有兩種情況，一是改進的CPT，一般應(yīng)用于亞臨界包鍋爐，其鍋爐壓力高，凝汽器也比較嚴密，可將爐水中磷酸鹽含量大幅度降低，控制在1mg/L左右，其它不變。二是為消除Na2HPO4帶來的酸性磷酸鹽腐蝕問題，一些廠家只加Na3PO4，這實際變?yōu)榧兇獾牧姿猁}處理(PT)。采用協(xié)調(diào)pH-磷酸鹽處理(CPT)無一例外地存在

8、酸性磷酸鹽腐蝕問題，其問題的本質(zhì)是由于暫時消失現(xiàn)象的出現(xiàn)時，酸性磷酸鈉鹽(Na2HPO4、NaH2PO4)與保護性Fe3O4膜之間發(fā)生反應(yīng)，生成磷酸鐵鈉、磷酸亞鐵鈉及堿式磷酸鐵鈉等，導(dǎo)致了爐管的腐蝕。由于擔