電廠化學汽水監督與爐水加藥處理技術的探討

華電內蒙古能源有限公司土默特發電分公司 褚福強

化學汽水監督在電廠工作中始終發揮著重要作用，在電廠中含有多種發電機組，各個機組在高效率運作的同時本身的污垢容量相對較小，特別是很容易由于鹽垢、結垢，影響各個設備的實際運行情況。需注意的是，電廠各個設備的許多金屬構件本身的運作條件要求較高，而多種參數和金屬允許的極限值裕度較小，而當內部介質質量難以達成規范標準，將會進一步加劇設備腐蝕、結垢問題，嚴重威脅電力設備的安全生產[1]。

盡管近年來人們對于化學監督的重視力度不斷增強，且電廠化學汽水監督也不像是電氣設備短路那樣想要采取措施就能夠立竿見影、取得理想效果，這就使得化學監督工作往往受到諸多限制。從宏觀視角來看，我國許多電廠、特別是那些規格處于200MW以上的高壓電場，已相應配備形成各種功能佳、性能完善的在線儀表監測系統，但系統本身應用較少，難以有效發揮效果，促使電廠設備故障經常發生，由于腐蝕、積鹽造成的停機檢修問題也頻繁出現，因此想要切實加強保障電廠穩定運行，則需著重于化學監督工作和自動化建設，將設備管理工作落實于前期，切實避免在設備出現嚴重故障后再展開后續修理。

1 電廠化學汽水監督

1.1 電廠設備選型與水質監督

隨著用電需求的增大發電廠裝機容量也在相應增大，為確保電廠穩定運行，需切實保障電力供應的穩定可靠。對于發電廠化學技術，需工作人員全面監督熱力系統的汽和水，定期進行設備維護、維修，切實避免熱力設備由于長期積鹽出現腐蝕現象，還能在一定程度上減少結垢情況的發生，提高電廠化學汽水品質。現階段電廠化學汽水監督也開始朝向系統化、規范化方向發展，應用爐水加藥技術能有效保證鍋爐應用性能，減少水質造成的故障問題。

當前水資源匱乏突出、水質惡化更加明顯，電廠需充分考量水質變化因素，合理選擇電廠應用設備和設計方案，并能展開全過程化學汽水監督工作，當濃縮倍率較高需及時展開補水、排水。需要注意的是，在電廠化學汽水監督過程中需預先進行模擬試驗，從而合理選擇加藥種類、控制加藥量，促使循環水濃縮倍率能夠相應提高。

1.2 凝結水氧含量控制

電廠實際運行中，當凝結水氧含量不斷增高，受熱面本身就更加容易受到介質影響，促使腐蝕現象更加嚴重，而已經遭受腐蝕的受熱面就會隨之形成細微顆粒，在鍋爐運行中隨之進入到鍋爐內部，促使鍋爐內部水冷壁沉積結垢，甚至造成鍋爐受熱面保管、機組停機等一系列故障。與此同時，如果汽輪機加熱器出現疏水現象，排水閥門、法蘭盤等設備不夠緊密，將會促使凝結水溶氧問題發生。在此情況下，為從源頭處避免出現凝結水溶氧現象，則需合理把控凝結水氧含量，定期查漏凝汽器真空系統，具體應用時可采用傳統的火焰方法、煙氣方法，也可運用微正壓法，有效降低凝結水溶氧率[2]。

1.3 停爐防護

電廠化學汽水監督需加強停爐防護工作，基于電廠實際工作情況合理制定停爐保護措施，并按照技術規范展開行動，明確電廠鍋爐保養方式、靈活進行參數控制，并能不斷加強業務練習，促使設備運行人員都能形成強烈的責任意識，完善汽水監督機制，保證汽水品質達成標準，避免出現安全隱患。

1.4 機組啟動過程監督

在電力行業發展過程中，大多數電廠設備故障問題都發生在機組啟動時期，促使設備化學腐蝕、參數超標情況頻繁發生，要求電力工作者能認識到機組啟動階段的重要意義，著重于監督啟動過程，在機組啟動時期多次進行汽水檢驗，并能在第一時間進行排污處理，切實提高水汽品質。為強化機組性能、保證設備安全運行，則需嚴格展開爐水檢測，促使爐水性能達標。具體來講，在機組啟動階段，需檢測汽機蒸汽品質，如汽機沖轉前并未達成蒸汽標準，則不能將其用于沖轉工作；檢測給水水質，促使給水水質達標，如爐水水質不達標甚至出現渾濁現象，則需合理調節給水水質，適當添加爐水加藥含量，并能定期進行定排、連排，直到爐水保持澄清狀態；凝結水水質也需合理把控，只有凝結水水質達到回收標準，才能展開后續回收工作。已用于凝結水精處理的水質含鐵量需控制在1000μg/L以下，如水質含鐵量過高則需直接將其沖洗排放[3]。

1.5 化學在線儀表監督

對于電廠化學汽水監督，應用各種化學儀表進行監督是當前應用較為廣泛的監督方法，特別是那些本身容量大、參數高的發電機組，應用化學在線儀表能顯著提高檢測效率、有效應對多種設備故障。

2 爐水加藥處理技術

2.1 技術背景

對于爐水加藥處理技術，爐水磷酸鹽處理技術是應用最為廣泛地使用方式。鍋爐爐水物質多樣，含有大量硬物質，其中就包括鈣、鎂離子等鹽類成分，在鍋爐日常使用過程中，這些硬物質隨著溫度升高促使鍋爐表面將會相應形成水垢。應用磷酸鹽處理技術能起到軟化水質的作用，切實影響水垢形成。通過添加氫氧化鈉、磷酸鹽能靈活調節爐水酸堿度，也能顯著降低爐水成本中鈣鎂離子所占比例，從根本上應對水垢問題。

爐水磷酸鹽處理方式有著較為長遠的發展歷史，最初添加磷酸鹽適用于應對鈣鎂水垢，當鍋爐參數不斷增高，鍋爐腐蝕、結垢情況更加明顯，對于爐水加藥處理的技術要求也就更高。后來開始應用高純水進行處理，在一定程度上減少鈣鎂水垢生成的可能性。磷酸鹽處理方法的實質在于添加磷酸根，促使水中形成化合物并以水閘形式直接排出。但在電廠實際運行中發現，磷酸鹽很容易和氧化鐵相互反應、沉積形成氫氧化鈉，在爐水PH值調節的同時鍋爐堿性增強，堿性腐蝕現象更加突出，金屬脆性腐壞問題相應出現。在此情況下，為有效應對爐水堿性過強問題，則又開始相繼推出添加磷酸鹽和氫氧化鈉的爐水加藥處理方式，采用此方式能有效克服單純添加磷酸鹽方式的不足，在實現鍋爐防垢、防腐的基礎上，還能提高爐水緩沖性能。

2.2 爐水磷酸鹽處理的主要特點

通常在電廠爐水中想要保障鍋爐安穩運行，最為有效的方式便是調節Na離子含量比例。針對當前階段爐水磷酸根比例過高情況，需結合電廠實際工作情況勘測水質信息，促使磷酸根濃度能處于合理范圍內。一般如爐水水質相對較為穩定，想要切實防止水垢生成，便可通過降低磷酸根濃度、調節酸堿度的方式，把控爐水水質。

在電廠運作過程中，鍋爐水長期處于沸騰狀態、水質堿性較強，添加磷酸鹽溶液，便會促使鈣離子與磷酸鹽相反應、進而生成堿式磷酸鈣，本身質地松軟、很少依附在鍋爐表面，能隨著鍋爐水流輕易排除，更不會形成水垢。而且隨著鍋爐溫度的提高磷酸鹽能直接于金屬表面構建形成磷酸鐵保護膜，這層保護膜能夠強化鍋爐本身的防腐功效。

2.3 處理要點

爐水磷酸鹽處理過程復雜，處理環節多、操作要求高。每個環節的功能、特性都存在諸多差別：傳遞環節。用于達成電離平衡、電解平衡，當添加一定含量藥劑后，這些藥劑將會在爐水中進行快速擴散、達成平衡。整個平衡時間快、效果好，可看作純比例調節；純延遲過程。包括水流過程和流動過程，加藥點到取樣點即為水流過程，取樣點到探頭出水樣即為流動過程。水流過程時間較快，往往只需幾十秒，而流動過程時間較慢，短則幾分鐘、長則十幾分鐘，流動時間與流速、管段長度相關；一階慣性過程。一階慣性時期當水樣到達探頭位置，儀表則呈現為一階慣性，如增大儀表信號輸出上下限，將會有效減小慣性影響，在線儀表測量敏感性也會相應下降[4]。

2.4 注意事項

采用平衡磷酸鹽處理方式，能有效應對多種鍋爐質量問題，提高蒸汽品質和設備應用性能，在進行爐水加藥處理時也需合理把控各個環節，嚴格規范行為操作。

首先，靈活調整磷酸根濃度。磷酸根濃度高低將會直接影響到爐水加藥處理效果，如濃度過低難以達成理想效果，如果濃度過高不僅難以發揮酸堿平衡的功效，反而會增大鍋爐排污難度，促使爐水中含鹽量增加，蒸汽品質也會相應降低；其次，合理把控給水硬度。需結合給水硬度進行操作，當給水硬度高于5ugN/L、低于35ugN/L，則需盡可能減少磷酸鹽的含量，并能進行定排處理。當給水硬度高于35ugN/L，則需停止進行污水加藥處理工序，切實避免磷酸鹽添加含量過高、反應形成水垢污漬。當進行爐水加藥處理時也需秉持少量多次的理念進行，促使磷酸鹽濃度始終處于控制范圍內；最后，定期進行鍋爐檢查，如電廠鍋爐結垢嚴重，則需先將污垢處理干凈，才能后續進行加藥處理。