张晓玮ZHANG Xiao-wei

（宁夏中宁发电有限责任公司，中卫755100）

0 引言

为了防止因锅炉水质引起的故障，提高锅炉运行时的安全性能，保证工作效率，除了要在给水水质上下功夫以外，应尽可能保持锅炉清洁且无杂物，并且需要对炉水进行处理。加强锅炉排污，补充大量的新鲜水是最简单的方法之一。但是，这不但损失了大量的水，也浪费了热能。所谓的炉水处理，就是将适当的化学药品掺入炉水中，防止炉水蒸发时生垢，同时避免炉管被严重腐蚀，在不影响锅炉稳定运行的条件下减少锅炉排污量，提高锅炉运行的经济效能。因此，不管是从保证锅炉安全运行的角度，还是从提高锅炉的热效率与节水、节能等方面考虑，都应对炉水进行必要的处理[1]。

1 目前炉水的处理方式及应用情况

业界广泛应用的炉水的处理方式包括全挥发处理（AVT）、氢氧化钠处理（CT）以及磷酸盐处理（PT）。当前，全球采用AVT、CT和PT的锅炉的比例分别为20%～25%、10%～15%和65%。而在国内，PT汽包锅炉的比例高达98%，CT锅炉和AVT锅炉的比例均达不到1%。

①全挥发处理：锅炉给水加氨和联氨或只加氨，无需再向炉水中添加其他药剂；②氢氧化钠处理：按比例要求将氢氧化钠添加到炉水中，以防水冷壁管被过度腐蚀：③磷酸盐处理：将等比例的磷酸三钠添加到炉水中，一方面避免锅炉内产生水垢，另一方面防止水冷壁管被腐蚀。

2 炉水磷酸盐处理技术

2.1 炉水磷酸盐处理的技术背景 汽包锅炉磷酸盐处理工艺在应用初期是为了避免炉内产生水垢，调节炉水运行状态。随着锅炉技术参数的改进，锅炉开始应用除盐水进行水补给，某些情况下因凝汽器泄露而带入少量硬度，此时锅炉运行工艺除了考虑水垢问题，还要注意避免锅炉遭受碱性腐蚀。因此，业界将除盐水补给改换成高纯水补给，并且对凝结水也进行精处理，最大限度降低水垢生成的可能性。采用精细化的手段处理炉水，目的是增加炉水的缓冲性，减轻水对锅炉的腐蚀程度。自此，锅炉处理工艺经历了“高”磷酸盐、“协调”磷酸盐、“协调pH”磷酸盐、“适度”磷酸盐、“等成分”磷酸盐处理等一系列漫长的变革历程。在每一次的技术改进中磷酸盐都发挥出了它的独特作用[2]。

近十年来，业界又创造了低磷酸盐处理与平衡磷酸盐处理工艺。低磷酸盐处理工艺的上、下限参数分别是2～3mg/L和0.3～0.5mg/L。平衡磷酸盐处理工艺实际是通过降低炉水中磷酸盐含量，使其只能与硬度成分相互反应，并且允许炉水中存在浓度不超过1mg/L的游离氢氧化钠，目的是使炉水保持9.0～9.6的pH值。

据分析，有一半的用过低磷酸盐处理与平衡磷酸盐处理工艺的锅炉出现了磷酸盐隐藏现象，只有不足20%的锅炉发生酸性磷酸盐腐蚀。所以我国目前使用这两种磷酸盐处理工艺的锅炉正逐渐增多。

2.2 磷酸盐防垢处理的原理 磷酸盐防垢处理工艺的原理是在锅炉水中添加磷酸盐溶液，以确保炉水中的磷酸根（）始终符合设计比[3]。锅炉水沸腾时碱性较大，炉水中所含的Ca2+和会发生反应生成一种松软的、容易被排除的水渣Ca10(OH)2(PO)6，这种物质不会粘附在锅内形成水垢。反应的化学式为：

Ca10(OH)2(PO)6系一种溶度积极小的难溶化合物。当锅炉水中含有一定量的磷酸根时，会大大减少钙离子的形成[4]，钙离子的浓度和硫酸根离子、硅酸根离子浓度的乘积不会达到硫酸钙或硅酸钙的溶度积，从而避免了水垢生成。

2.3 锅炉水中的磷酸根浓度标准 为避免炉内生成水垢，一定要使炉水中的磷酸根始终维持一定的浓度。按照相关理论，我们可以通过推算确定磷酸跟的浓度标准，但在实际运行中，由于锅炉水渣实际反应过程非常复杂，加之缺少高温炉水中钙化合物溶度积的相关数据，因而无法准确推算锅炉水中浓度的标准值，只能通过实践不断摸索试验来确定。笔者在锅炉运行的实践操作总逐渐总结出一套浓度标准（详见表 1）[5]。

表1 锅炉水中维持的PO3-4量

如果凝汽器频繁泄露，使得给水硬度高低起伏较大，则需适当调高浓度，但也要把握一个度，锅炉水中如果超标就会增大药品消耗量，同时还会出现诸多不良后果：一是可能会生成二次水垢磷酸镁。磷酸镁属于难容物质，它在高温水中能够粘附在炉管内形成松软的导热性差二次水垢；二是容易在高压和超高压锅炉内出现磷酸三钠的“隐藏”现象；三是凝汽式电厂分段蒸发锅炉由于水冷壁管铁含量较高，因而可能会形成磷酸盐铁垢；四是使锅炉水含盐量升高，对蒸汽品质产生不良影响。

根据上述分析得知，锅炉水中磷酸根并不是浓度越大越容易防止水垢生成，浓度超标还可能发生反作用，为此，磷酸根浓度的控制适度最好。在锅炉运行过程中，如果水质没有大问题，可适当减少磷酸根的量，但是考虑到防垢效果，不宜将浓度调得过低，否则会破坏炉水的pH值。总之，锅炉水中的含量应根据具体运行要求而定，不宜过高，也不宜过低，以确保起到良好的防垢效果。

3 结语

虽然平衡磷酸盐处理及低磷酸盐处理的出现，使得已在汽包锅炉水中使用70多年的磷酸盐处理技术得以存在与发展，并会在相当长的一段时间内起主导作用。但随着我国电力行业的飞速发展，新建电厂或老电厂的更新改造已向电力系统各专业人员提出了更高的技术水平和管理水平的要求。这就要求我们在以后的工作中不断地总结及实践，不断地丰富自己的知识，不断地提高自己的技能操作水平与事故处理能力，为电力企业的安全及经济运行以及机组的稳发满发作出我们应有的贡献。

[1]孙本达，杨宝红.火力发电厂水处理实用技术问答[M].中国电力出版社，2006：146.

[2]龚秋霖，陆培平，黄兴德，赵泓.火电厂化学技术监督模式的探索与发展[J].华东电力，2009(02).

[3]李茂东，许崇武.电站锅炉磷酸盐隐藏及其腐蚀破坏性[J].材料保护，2001(01).

[4]方彦军，程瑛，张红梅.锅炉水处理加药变频控制系统的研制[J].动力工程，2001(06).

[5]张芳，周光明等.火力发电厂化学诊断数据库的开发与应用[J].长沙电力学院学报（自然科学版），2000(01).