爐水低磷酸的自動控制

佟麗麗

摘 要：某電廠鍋爐汽水加藥調節均由人工操作控制，運行管理和監督操作都不方便，故考慮利用原有系統的情況下進行整改，增加在線儀表、利用加藥泵的頻率來自動調節加藥量和加藥時間，以達到精確的控制爐水品質。

關鍵詞：加藥、監督、整改、在線儀表，頻率、爐水品質

1.工程概況

某石化企業自備電廠熱電聯合車間共有6臺汽包鍋爐，配5臺汽輪發電機組，總額定蒸發量1040t/h，總額定發電量99MW。#1、#2、#3爐為中溫中壓， #4、#5、#6爐為高溫高壓，汽輪發電機均為背壓式。

#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。

目前鍋爐汽水系統采用加藥量由人工間隔式調節、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，達到防腐、防垢的目的。由于#5、#6鍋爐加藥泵房離化學水處理控制室較遠，運行操作很不方便，故爐水化驗頻次僅為一日兩次，造成爐水加藥量調整的嚴重滯后性；同時本廠又是熱電聯產企業，熱負荷經常根據用戶需要量進行調整，由于從加藥泵、計量罐液位到爐水實時成績均無法實現遠程監控和操作，給加藥的運行管理及鍋爐汽水監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#4、#5、#6爐爐水品質監督和加藥實現安全有效的自動化處理。

2.設計依據

DL/T5068-2006 《火力發電廠化學設計技術規程》

DL/T805.2-2004 《火電廠汽水化學導則 第2部分 鍋爐爐水磷酸鹽處理》

DL/T805.3-2004 《火電廠汽水化學導則 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收標準》

3. 磷酸鹽處理

3.1磷酸鹽處理

在鍋爐水呈沸騰狀態和PH值較高的條件下，加入一定數量的磷酸鹽后，爐水中鈣離子和磷酸根離子發生以下反應：

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

反應生成的堿式磷酸鈣是一種松軟的水渣，可通過鍋爐排污排出。所以，當鍋爐水中保持有一定量的過剩磷酸根時，可使爐水中的鈣離子濃度降得很低，從而達到防止鈣鹽水垢的目的

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

3.2 磷酸鹽“暫時消失”現象

當鍋爐負荷增高時，爐水中磷酸鈉鹽的濃度明顯降低，而當鍋爐負荷減少或停爐時，爐水中磷酸鈉鹽濃度又重新升高。這種現象稱為磷酸鹽“暫時消失”現象。

這種現象的實質是：當鍋爐負荷增高時，易溶磷酸鈉鹽從爐水中析出，并沉積到水冷壁管上，結果使爐水中磷酸鈉鹽總濃度降低；在鍋爐低負荷運行或停爐時，這些沉積在水冷壁管上的鈉鹽又重新溶解下來.使它們在爐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熱、爆管；又能與其它沉積物發生反應，變成難溶的水垢；發生酸性磷酸鹽腐蝕。

3.3 處理方式

根據本廠特點，參考DL/T805.2-2004 《火電廠汽水化學導則 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；同時增設在線電導率表，以判斷是否有雜質漏入等異常情況。

4.系統流程及控制方法

藥品由人工分別加入現有2臺計量罐進行配制，1臺計量罐配制氫氧化鈉溶液，另1臺配制磷酸三鈉溶液。

2種藥品由2臺加藥泵按一定比例分別注入汽包內，由爐水在線pH表、磷表進行在線分析，遠程顯示，通過系統分析數值自動調節加藥泵頻率和加藥泵的啟停，如此形成自動加藥循環。并增設爐水電導率表，顯示電導率數據，監測爐水受“污染”情況。

當PO4濃度大于大值時，Na3PO4計量泵變頻器自動降低電機轉速，加藥量降低，當頻率低于10Hz運行2小時，自動停加藥泵；當PO4濃度小于小值時，自動提高計量泵頻率，增大加藥量。

當PH大于9.8時，NaOH計量泵變頻器自動降低電機轉速，加藥量降低，當頻率低于10Hz運行2小時，自動停加藥泵；當PH小于9時，自動提高計量泵頻率，增大加藥量。

5. 設備利用與改造情況

1）每臺爐的2臺計量罐，利用原有的；2臺加藥泵，也利用原有的，修改部分管道。

2）更換原有#4、#5、#6爐水汽取樣設備，換裝成水汽集中取樣分析裝置。裝置一般分濕盤與儀表盤兩部分，濕盤包括予冷卻器、取樣冷卻器、壓力保護、溫度保護、管道、閥門等，儀表盤包括爐水PH表、爐水磷表、爐水電導率表、電子恒溫、手動取樣等。也有廠家把濕盤與儀表盤合并成一個盤，利于設備布置。

取樣點計有給水、爐水（左、右）、飽和蒸汽（左、右）、過熱蒸汽等，共6點。

根據廠房布置情況，#4爐單獨設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、部分合并設置。

3）增設自動加藥系統。依據pH和磷酸根設定的數值自動調節加藥量，實現遠程操控和監控。

為此需更換#4、#5、#6爐加藥泵變頻器，共6臺。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置。

各監測信號將送到位于老廠房的水處理控制室。

4）根據需要，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“敞開式”，應為它設置簡易隔斷房，房內配置必要的調溫或降溫設施。

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

房間調溫或降溫設施可由設備生產廠家實施完成。

2）#4、#5、#6爐的變頻控制柜將布置在原有加藥間內。