爐內(nèi)水處理磷酸鹽處理(PT)、磷酸鹽隱藏匯總課件

燃煤電廠爐內(nèi)水化學工況馬雙忱1燃煤電廠爐內(nèi)水化學工況馬雙忱1爐水處理的作用所謂的爐水處理是指對汽包鍋爐的爐水進行各種處理。雖然對鍋爐給水的水質(zhì)進行了嚴格地質(zhì)量控制，但是給水中微量溶解鹽類、懸浮物、膠體以及溶解氣體等各種雜質(zhì)進入鍋爐后，經(jīng)高溫、高壓蒸發(fā)，爐水不斷濃縮。對于電力鍋爐，爐水中的某些雜質(zhì)濃度可達到給水的50～300倍。如果不對爐水進行處理，必然會使鍋爐發(fā)生腐蝕、結(jié)垢和汽水共騰等故障。不僅降低了爐管的傳熱效果，增加了燃料消耗，導致熱效率下降，而且還會使鍋爐的使用壽命縮短，甚至發(fā)生爆管，威脅鍋爐的安全運行。

2爐水處理的作用所謂的爐水處理是指對汽包鍋爐的爐水進行各種處理InternalwatertreatmentprogramThepurposeofaninternalwatertreatmentprogramis:ToreactwithincomingfeedwaterhardnessandpreventitfromprecipitatingontheboilermetalasscaleToconditionanysuspendedmattersuchashardnesssludgeintheboilerandmakeitnonadherenttotheboilermetalToprovideantifoamprotectiontopermitareasonableconcentrationofdissolvedandsuspendedsolidsintheboilerwaterwithoutfoamingToeliminateoxygenfromthefeedwaterToprovideenoughalkalinitytopreventboilercorrosionTopreventscalingandprotectagainstcorrosioninthesteam-condensatesystems.3Internalwatertreatmentprogr爐水處理的方法為了防止因鍋爐水質(zhì)引起的故障，除了應提高給水水質(zhì)，盡量減少雜質(zhì)和腐蝕產(chǎn)物進入鍋爐外，還需要采取各種方法對爐水進行處理。加強鍋爐排污，補充大量的新鮮水是最簡單的方法之一。但是，這不但損失了大量的水，也浪費了熱能。所謂的爐水處理是指向爐水中加入適當?shù)幕瘜W藥品，維持爐水適當?shù)乃瘜W工況（磷酸鹽濃度和pH)，使爐水在蒸發(fā)過程中不發(fā)生結(jié)垢現(xiàn)象，并能減緩爐水對爐管的腐蝕，在保證鍋爐安全運行的前提下盡量降低鍋爐的排污率，以保證鍋爐運行的經(jīng)濟性。因此，不管是從保證鍋爐安全運行的角度，還是從提高鍋爐的熱效率與節(jié)水、節(jié)能等方面考慮，都應對爐水進行必要的處理。4爐水處理的方法4爐水處理的水化學工況磷酸鹽處理：為了防止爐內(nèi)生成鈣、鎂水垢和減少水冷壁管腐蝕，向爐水中加入適量磷酸三鈉的處理，英文為phosphatetreatment，簡稱

PT。氫氧化鈉處理：為了減緩水冷壁管腐蝕，向爐水中加入適量氫氧化鈉的處理，英文為caustictreatment，簡稱CT。全揮發(fā)處理：鍋爐給水加氨和聯(lián)氨或只加氨，爐水不再加任何藥劑的處理，英文為all-volatiletreatment，簡稱AVT。5爐水處理的水化學工況5爐內(nèi)水化學工況氫氧化鈉處理(CT)加磷處理（PT)普通磷酸鹽處理(NPT)協(xié)調(diào)磷酸鹽處理(CPT)平衡磷酸鹽處理(EPT)低磷酸鹽處理（LPT)汽包鍋爐爐內(nèi)水化學工況全揮發(fā)處理(AVT)6直流鍋爐爐內(nèi)水化學工況允許有哪些？爐內(nèi)水化學氫氧化鈉處理(CT)加磷處理（PT)普通磷酸鹽處理爐內(nèi)水化學工況應用概況目前在全世界范圍內(nèi)約有65%的汽包鍋爐采用PT，約有10～15%采用CT，約有20～25%采用AVT。在我國約有98%的汽包鍋爐采用PT，不足1%采用CT，不足1%采用AVT。從分布來看，我國水化學工況選擇不盡合理，其中存在我國火電廠水源水質(zhì)較差與國產(chǎn)鍋爐的工藝有待完善等原因，但是其中最重要原因仍為對電廠水化學工作重視程度不足，未能對水化學工況問題進行全面深入的認識，因此無法更加合理的運用化學水工況為機組更安全更經(jīng)濟的運行提供保障；這就要求從業(yè)人員對高溫高壓水汽系統(tǒng)水化學工況進行更深入的研究和實踐，以便進一步提高我國火力發(fā)電廠運行的安全性與經(jīng)濟性。7爐內(nèi)水化學工況應用概況7普通磷酸鹽處理（NPT）8普通磷酸鹽處理（NPT）8磷酸鹽處理發(fā)展隨著機組容量、參數(shù)的不斷加大，隨著補給水水質(zhì)的變化（鍋爐補給水由軟化水改為除鹽水），磷酸鹽處理工藝得到不斷發(fā)展。近10幾年來，國外對磷酸鹽處理工藝的應用研究取得了重大進展，尤其是加拿大、美國等對磷酸鹽的處理給以新的概念。加拿大提出了平衡磷酸鹽處理（EPT），美國提出了低磷酸鹽處理（LPT），這些工藝都經(jīng)過了多年的運行實踐，并在理論上說明了避免磷酸鹽暫時消失現(xiàn)象和酸性磷酸鹽腐蝕的可能性。在磷酸鹽處理新工藝的應用研究方面，國內(nèi)也進行了很多年的深入研究。比如，在多年試驗研究的基礎(chǔ)上，我們的國標已將亞臨界參數(shù)的汽包鍋爐爐水磷酸鹽處理的磷酸根濃度定為0.5-3mg/L，這相當于EPT工藝的控制標準。再如，近幾年來，國內(nèi)已有好幾臺汽包鍋爐應用了LPT工藝（磷酸根濃度小于1mg/L），有的還進行了超低磷酸鹽處理工藝的應用研究（磷酸根濃度控制在0.1~0.5mg/L）。這些應用研究都取得了比較成熟的運行經(jīng)驗。9磷酸鹽處理發(fā)展9普通磷酸鹽處理

（NormalPhosphateTreatment，NPT）為了防止在汽包鍋爐中產(chǎn)生鈣垢，除了保證給水水質(zhì)外，通常還需要在鍋爐水中投加其些藥品，使隨給水進入鍋內(nèi)的鈣離子（致垢離子）(補給水中殘余的或凝汽器中漏入的)在鍋內(nèi)不生成水垢，而形成水渣，隨鍋爐排污排除。在發(fā)電廠的鍋爐中，最宜用作鍋內(nèi)加藥處理的藥品是磷酸鹽。向鍋爐水中投加磷酸鹽的這種處理方法，簡稱為磷酸鹽處理。10普通磷酸鹽處理

（NormalPhosphateTrea

1．原理磷酸鹽常以三種形式存在,即NaH2PO4,Na2HPO4,Na3PO4,根據(jù)其在水中的濃度及所形成溶液的pH值,常以其中兩種成份與NaOH達成平衡體系。通過理論計算可將各成份在不同pH下所占比例表示在圖1中。111．原理11

由上圖可見:

當pH=7.2時,H2PO4-與HPO42-各占50%;

當pH=12.35時,HPO42-與PO43-各占50%。

在pH=9～10變化時,爐水中磷酸鹽大部分是以Na2HPO4形式存在的。而NaH2PO4和Na3PO4只有極少量。

磷酸鹽防垢處理就是用加磷酸鹽溶液的辦法，使鍋爐水中常維持一定含量的磷酸根(PO43-)。由于鍋爐水處在沸騰條件下，而且它的堿性較強(鍋爐水的pH一般在9～11的范圍內(nèi))，因此，爐水中的鈣離子與磷酸根會發(fā)生下列反應：

10Ca2+十6PO43-十2OH-→Ca10(OH)2(PO4)6

，堿式磷酸鈣生成的堿式磷酸鈣是一種松軟的水渣，易隨鍋爐排污排除，且不會粘附在鍋內(nèi)轉(zhuǎn)變成水垢。12由上圖可見:12堿式磷酸鈣是一種非常難溶的化合物，溶度積很小，當鍋爐水中保持有一定量的過剩PO43-時，可以使鍋爐水中鈣離子(Ca2+)的含量非常小，以至在鍋爐水中它的濃度與SO42-濃度或SiO32-濃度的乘積不會達到CaSO4或CaSiO3的溶度積．這樣鍋內(nèi)就不會有鈣垢形成。

采用磷酸鹽對鍋爐水進行處理時，常用的藥品為磷酸三鈉(Na3PO4·12H2O)。對于以鈉離子交換水作補給水的熱電廠，有時因為補給水率大，鍋爐水堿度很高。為了降低鍋爐水的堿度，可采用磷酸氫二鈉(Na2HPO4)進行處理。此時，可以消除一部份游離NaOH,其反應如下：NaOH+Na2HPO4Na3PO4+H2O

13堿式磷酸鈣是一種非常難溶的化合物，溶度1414磷酸鹽處理的作用（1）可消除爐水中的硬度：因為堿式磷酸鈣是一種非常難溶的化合物，它的溶度積很小，所以當鍋爐水中保持有一定量的過剩PO43-時，可以使鍋爐水中鈣離子（Ca2+）的含量非常小，以至在鍋爐水中它的濃度與SO42-濃度或SiO32-濃度的乘積不會達到CaSO4或CaSiO3的溶度積．這樣鍋內(nèi)就不會有鈣垢形成。10Ca2+

+6PO43-

+2OH-→Ca10(OH)2(PO4)6↓

3Mg2+

+2SiO32-

+2OH-

+H2O→3MgO·2SiO2·2H2O↓

15磷酸鹽處理的作用（1）可消除爐水中的硬度：因為堿式磷酸鈣是一（2）提高水的緩沖能力：采用磷酸鹽對鍋爐水進行處理時，常用的藥品為磷酸三鈉（Na3PO4·12H2O）。對于以鈉離子交換水作補給水的熱電廠，有時因為補給水率大，鍋爐水堿度很高。為了降低鍋爐水的堿度，可采用磷酸氫二鈉（Na2HPO4）進行處理。此時，可以消除一部份游離NaOH,其反應如下：

對爐水進行磷酸鹽處理可維持爐水的pH值，提高爐水的緩沖能力，即提高爐水對雜質(zhì)的抗干擾能力。當凝汽器泄漏而又沒有凝結(jié)水精處理時，或有精處理設(shè)備但運行不正常時，或補給水中含有機物時，都可能引起爐水的pH值下降。這時采用磷酸鹽處理的爐水的緩沖能力要比其它處理方式強。16（2）提高水的緩沖能力：采用磷酸鹽對鍋爐水進行處理時，常用的17171818

補充理解：

Becausecontaminantin-leakagetoaboilercanneverbeentirelyprevented,operatorsmustcarefullytreatboilerwatertomitigatetheeffectsofcontamination.Sodiumphosphatecompoundsarethemostpopulartreatmentforsub-criticalboilers(greaterthan22.09MPa).Addingtri-sodiumphosphatetoboilerwaterservestwodistinctpurposes.First,tri-sodiumphosphateisanalkalinecompoundthatraisesboiler-waterpHtominimizecorrosion.Second,thephosphateion,orthealkalinityproducedbyit,reactswithimpuritiessuchascalcium,magnesiumandsilicatoformsoftprecipitates,removableviaboilerblowdown.Plantchemistssometimessupplementphosphateprogramswithorganicchelantstohelpholdironandothercontaminantsinsolution.19補充理解：19

鍋爐水中的磷酸根含量標準

根據(jù)以上的敘述可知，為了達到防止在鍋爐中產(chǎn)生鈣垢的目的，在鍋爐水中要維持足夠的PO43-含量。這個含量和爐水中的SO42-、SiO32-含量有關(guān)，從理論上將是可以根據(jù)溶度積推算的，但是實際上因為沒有得出鈣化合物在高溫鍋爐水中溶度積的數(shù)據(jù)。而且鍋爐內(nèi)生成水渣的實際反應過程也很復雜。所以鍋爐水中PO43-含量究竟應維持多大合適．還估算不出，主要憑實踐經(jīng)驗來定。

根據(jù)鍋爐的長期運行實踐，為了保證鍋爐磷酸鹽處理的防垢效果，爐水應維持的PO43-

含量見表1。20鍋爐水中的磷酸根含量標準根據(jù)以上的敘述可知表1鍋爐水中應維持的PO43-含量

(DL/T805.2一2004)

對于工作壓力為5.88~15.58MPa的鍋爐，如果凝汽器泄漏頻繁，給水硬度經(jīng)常波動，那么PO43-含量應控制得高一些．可按表1鍋爐工作壓力低一檔次的標準進行控制。鍋爐汽包壓力MPa二氧化硅①mg/L氯離子①mg/L磷酸根mg/LpH值①(25℃)電導率①(25℃)μS/cm單段蒸發(fā)分段蒸發(fā)凈段鹽段3.8～5.8——5～155～15≤759.0～11.0—5.9～12.6≤2.0—2～82～8≤409.0～10.5<10012.7～15.8≤0.45≤41～51～5≤259.0～10.0<6021表1鍋爐水中應維持的PO43-含量

(DL/T805NPT加藥方式

磷酸鹽溶液一般是在發(fā)電廠的水處理車間配制的，其制配系統(tǒng)如圖1所示。

在藥品溶解箱中用補給水將固體磷酸鹽溶解成濃磷酸鹽溶液(此溶液中磷酸鹽的質(zhì)量分數(shù)一般可為5％~8％)，然后用泵將此溶液通過機械過濾器送至磷酸鹽溶液貯存箱內(nèi)。過濾是為了除掉磷酸鹽溶液中懸浮的雜質(zhì)，以保證溶液的純凈和減輕加藥設(shè)備的磨損。22NPT加藥方式磷酸鹽溶液磷酸鹽溶液制備系統(tǒng)1-磷酸鹽溶解箱;2-泵；3-過濾器;4-磷酸鹽溶液貯存箱23磷酸鹽溶液制備系統(tǒng)1-磷酸鹽溶解箱;2-泵；3-過濾器;

磷酸鹽溶液加入鍋內(nèi)的方式是將磷酸鹽溶液直接加在汽包內(nèi)的鍋爐水中，這種加藥方式是用高壓力、小容量的活塞泵(泵的出口壓力略高于鍋爐汽包壓力)，連續(xù)地將磷酸鹽溶液加至汽包內(nèi)的鍋爐水中。

加藥時，先在溶液儲存箱中將來自過濾器的濃Na3PO4溶液用補給水稀釋。稀釋后溶液的磷酸鹽質(zhì)量分數(shù)，視加藥泵的容量和應加入鍋內(nèi)的藥量而定，一般為1％~5％。然后將此稀溶液引入計量箱內(nèi)，再用加藥泵加至鍋爐汽包內(nèi)。加藥系統(tǒng)中應設(shè)有備用加藥泵，兩臺同參數(shù)的鍋爐可共用三臺加藥泵，其中一臺作備用。

24磷酸鹽溶液加入鍋內(nèi)的方式是將磷酸鹽溶液直接加

鍋爐水磷酸鹽溶液加藥系統(tǒng)

1---磷酸鹽溶液貯存箱；2一計量箱，3一加藥泵；4一鍋爐汽包25

汽包水室中設(shè)有磷酸鹽加藥管，為使藥液沿汽包全長均勻分配，加藥管應沿著汽包長度方向鋪設(shè)，管上開個許多等距離的小孔（3~5mm）。此管應裝在下降管管口附近．并應遠離排污管處，以免排掉藥品。

磷酸鹽監(jiān)測取樣管見下圖：

26汽包水室中設(shè)有磷酸鹽加藥管，為使藥液沿汽2727

加藥量的調(diào)節(jié)：

采用這種加藥系統(tǒng)時，為了改變加入鍋內(nèi)的磷酸鹽溶液量，應調(diào)節(jié)加藥泵的活塞沖程或改變放入計量箱中溶液的磷酸鹽質(zhì)量分數(shù)。

在鍋爐運行中，如發(fā)現(xiàn)鍋爐水中PO43-過高，可暫停加約泵，待鍋爐水中PO43-含量正常后，再啟動加藥泵。

這種加藥方式的優(yōu)點是進藥量均勻，鍋爐水中PO43-含量穩(wěn)定。

在按上述方式加藥時，有時發(fā)電廠裝設(shè)有爐水PO43-含量的自動調(diào)節(jié)設(shè)備，它是利用爐水PO43-測試儀表的輸出信號控制加藥泵，能自動、精確地維持爐水中PO43-含量。采用這種設(shè)備還可以減輕磷酸鹽處理時的工作量。28加藥量的調(diào)節(jié)：28

加藥量的估算

用磷酸鹽處理鍋爐水時，要考慮隨給水進入鍋內(nèi)的鈣離子變成水渣要消耗PO43-的問題，加入的磷酸鹽藥量與給水的硬度有關(guān)，當給水硬度增高時(如凝汽器偶爾發(fā)生泄漏時)，加藥量也應增多。

但是，由于生成水渣的實際化學反應很復雜，前面所說的生成堿式磷酸鈣，只不過是其主要反應，所以不能精確地計算加藥量，實際的加藥量只能根據(jù)鍋爐水應維持的PO43-含量，同過調(diào)整求得。

在設(shè)計磷酸鹽加藥系統(tǒng)時，為了方便起見，不按給水中鈣離子量而按給水硬度估算加藥量。

下面介紹估算方法。29加藥量的估算（1）鍋爐啟動時的加藥量鍋爐啟動時，爐水中還沒有PO43-,為了使鍋爐水中的PO43-含量達到規(guī)定的標準，需要加入的工業(yè)磷酸三鈉量可按下式計算：

式中,VG一鍋爐水系統(tǒng)的容積，m3；ILI一鍋爐水中應維持的PO43-，mg／L；H—給水的硬度，mol/L；28.5—使1molCa2+的鈣離子變?yōu)镃a10(OH)2(PO4)6所需的PO43-，g，0.25—磷酸三鈉(Na3PO4.12H2O)中含PO43-的分率；—工業(yè)磷酸三鈉產(chǎn)品(Na3PO4.12H2O)的純度,一般為0.95~0.98。30（1）鍋爐啟動時的加藥量30（2）鍋爐運行時的加藥量

鍋爐投入運行后，由于隨給水進入鍋內(nèi)的鈣離子變成水渣要消耗PO43-

，而且鍋爐排污帶走部分PO43-，所以要保持鍋爐水中一定的PO43-含量，應連續(xù)不斷的補加磷酸三鈉溶液。運行時的加藥量DLI可按下式計算：

式中，DGE一鍋爐給水量，t/h；DP—鍋爐排污水量，t/h；ILI—鍋爐水中應維持的PO43-,mg/L。以電廠330MW機組為例，DLI

=1025t/h，DP=3t/h，ILI

=2mg/L，H=0.2μmol/L，則GLI=0.0477kg/h。31（2）鍋爐運行時的加藥量鍋爐投入運行

加藥過量的危害

鍋爐水中的PO43-不應太多，太多了不僅隨排污水排出的藥量會增多，使藥品的消耗增加，而且還會引起下述許多不良后果：

1)增加鍋爐水的含鹽量，影響蒸汽品質(zhì)。

2)有生成Mg3(PO4)2的可能。我們知道，隨給水進入鍋內(nèi)的Mg2+量常常是較少的，在沸騰著的堿性鍋爐水中，它會和隨給水帶入的SiO32-發(fā)生下述反應：3Mg2++2SiO32-+2OH-+H2O3MgO.2SiO2.2H2O（蛇紋石）

此反應生成的蛇紋石呈水渣形態(tài)，易隨鍋爐水的排污排除。

但是當鍋爐水中PO43-過多時，有可能生成Mg3(PO4)2。由于Mg3(PO4)2在高溫水中的溶解度非常?。苷掣皆跔t管內(nèi)形成二次水垢。這種二次水垢是一種導熱性很差的松軟水垢。3)容易在高壓和超高壓鍋爐中發(fā)生Na3PO4的“隱藏”現(xiàn)象。發(fā)生這種現(xiàn)象時，在熱負荷很大的爐管內(nèi)有磷酸氫鹽的附著物生成。對于高壓分段蒸發(fā)鍋爐，當鹽段鍋爐水中PO43-含量超過100mg/L時．更容易發(fā)生這種現(xiàn)象。32

磷酸鹽處理緊急處理措施加大鍋爐的排污量及泄漏檢查a)如果出現(xiàn)給水有硬度或爐水的pH值大幅度下降或升高、凝結(jié)水中的含鈉量驟增等現(xiàn)象之一時，均應加大鍋爐排污量，同時查找異常原因，及時消除其缺陷。b)對于有凝結(jié)水精處理的機組，應檢查混床漏氯離子及漏樹脂等情況并對爐水中的氯離子進行測定。c)對于沒有凝結(jié)水精處理的機組，重點檢查凝汽器是否發(fā)生泄漏。然后根據(jù)出現(xiàn)的具體情況，再采取相應的處理措施。加大磷酸鹽的加藥量如果進入爐水的鈣鎂過多，使磷酸根的濃度大幅度下降，則應加大磷酸鹽的加入量。加入適量的NaOH以維持爐水的pH值合格如果爐水的pH值大幅度下降，應及時加入適量的NaOH使爐水的pH值合格33磷酸鹽處理緊急處理措施33磷酸鹽隱藏現(xiàn)象馬雙忱34磷酸鹽隱藏現(xiàn)象馬雙忱34現(xiàn)象有的汽包鍋爐，在運行時會出現(xiàn)一種水質(zhì)異常的現(xiàn)象，即當鍋爐負荷增高時，鍋爐水中某些易溶鈉鹽(Na2SO4、Na2SiO3和Na3PO4)的濃度明顯降低；而當鍋爐負荷減少或停爐時．這些鈉鹽的濃度重新增高，這種現(xiàn)象稱為鹽類“隱藏”現(xiàn)象，也稱為鹽類暫時消失現(xiàn)象。35現(xiàn)象有的汽包鍋爐，在運行時會出現(xiàn)一種水質(zhì)異常的現(xiàn)象，即當鍋爐實質(zhì)在鍋爐負荷增高時，鍋爐水中某些易溶鈉鹽有一部分從水中析出，沉積在爐管管壁上，結(jié)果使它們在鍋爐水中的濃度降低；而在鍋爐負荷減少時或停爐時，沉積在爐管管壁上的鈉鹽又被溶解下來，使它們在鍋爐水中的濃度重新增高。由此可知，出現(xiàn)鹽類“隱藏”現(xiàn)象時，在某些爐管管壁上必然有易溶鹽的附著物形成。36實質(zhì)在鍋爐負荷增高時，鍋爐水中某些易溶鈉鹽有一部分從水中析出原因1、與易溶鹽的特性有關(guān)

在高溫水中．某些鈉化合物在水中的溶解度是隨著水溫升高而下降的（逆溶解度）。以Na3PO4最為明顯，尤其是當水溫超過200℃以后，它的溶解度隨著水溫升高急劇下降，在高溫水中Na3PO4的溶解度是很小的，Na3PO4最容易形成這種附著物。37原因1、與易溶鹽的特性有關(guān)37鹽類在水中的溶解度與溫度的關(guān)系38鹽類在水中的溶解度與溫度的關(guān)系3839392與某些化學反應有關(guān)如果爐水中某些易溶鹽類與爐管上的氧化膜或爐管上的垢發(fā)生化學反應生成某些難溶的化合物，而這一反應隨著爐管管壁溫度的增高，更傾向于生成難溶的化合物，這時就產(chǎn)生鹽類的隱藏現(xiàn)象。當爐管管壁溫度降低時，難溶的化合物更傾向于解離，即鹽類再溶出現(xiàn)象。例如，當爐水采用磷酸三鈉處理時，磷酸鹽水解后會與爐管表面的Fe3O4(s)發(fā)生如下的反應：PO43-+H2OHPO42-+OH-Fe3O4(s)+9HPO42-(aq)+21Na+(aq)+3OH-(aq)

5Na2.6Fe0.22+PO4(s)+2Na4Fe3+OH(PO4)2·1/3NaOH(s)+5H2O

在爐管內(nèi)表面上的Fe3O4垢量和爐水中的HPO42-的濃度一定時，管壁的溫度越高，越容易生成磷酸鐵鈉和磷酸亞鐵鈉，管壁的溫度降低，磷酸鐵鈉和磷酸亞鐵鈉容易解離。這一反應方程式可以很好的解釋以下問題：鍋爐負荷上升時，爐水中的磷酸根濃度下降，pH值上升；鍋爐負荷下降時，爐水中的磷酸根濃度上升，pH值下降。402與某些化學反應有關(guān)403與爐管的熱負荷有關(guān)

爐管的熱負荷不同時，爐管內(nèi)水的沸騰和流動工況也不同。在鍋爐的出力增大和減小的兩種情況下，爐管的熱負荷有很大不同。

（1）當鍋爐出力增大時，由于爐膛內(nèi)熱負荷增加，上升管內(nèi)的爐水容易發(fā)生不正常的沸騰工況（膜態(tài)沸騰）和流動工況（汽水分層、自由水面和循環(huán)倒流等）。這些異常工況都會造成爐管的局部過熱，結(jié)果使管內(nèi)鍋爐水發(fā)生局部蒸發(fā)濃縮，導致某些易溶鹽析出附著在管壁上。（2）當鍋爐出力減少或停爐時，爐膛內(nèi)熱負荷降低，爐管內(nèi)恢復汽泡狀沸騰的工況。在這種工況下，沸騰產(chǎn)生的汽泡靠浮力和水流沖力離開管壁；與此同時，周圍的水流近管壁，使管壁得到及時的冷卻。這樣，不僅使管壁不再出現(xiàn)局部過熱，而且由于管壁受到鍋爐水的沖刷，原來析出并附著在此管壁上的易溶鈉鹽可重新溶于鍋爐水中。此外，當出力減小或停爐時，由于爐膛內(nèi)熱負荷不均勻性減小或消除，爐水流動工況不正常的上升管也會恢復正常的工況，此管壁上的易溶鹽也會重新溶于水中。413與爐管的熱負荷有關(guān)41易溶鹽隱藏危害

在爐管上形成的易溶鹽附著物，其危害性和水垢相似，其危害性有以下幾種：1）能與爐管上的其他沉積物，如金屬腐蝕產(chǎn)物、硅化合物等發(fā)生反應，變成難溶的水垢。2）因其傳熱不良，在某些情況下也可能直接導致爐管金屬嚴重超溫，以致燒壞。3）能引起金屬沉積物下腐蝕。研究得知，當Na3PO4發(fā)生暫時消失現(xiàn)象時，在高熱負荷的爐管管壁上會形成Na2.85H0.15PO4的固相易溶鹽附著物，其析出過程的化學反應為：Na3PO4＋0.15H2O→Na2.85H0.15PO4↓＋0.15NaOH這個反應式表明，當磷酸氫鹽的固相物從Na3PO4溶液中析出時，在爐管管壁邊界層的液相中，有游離NaOH產(chǎn)生。含有游離NaOH的爐水局部高度濃縮時會引起爐管金屬的堿性腐蝕。42易溶鹽隱藏危害42(4)磷酸鹽與爐管內(nèi)壁的Fe3O4反應，生成以Na4FeOH(PO4)2·NaOH為主的腐蝕產(chǎn)物，消耗了磷酸鹽。這才是隱藏的主要控制機理。該反應是可逆反應，磷酸鹽的濃度必須超過一個臨界值才開始進行。隨著溫度的增高臨界值降低。所以溫度越高越容易發(fā)生磷酸鹽的隱藏現(xiàn)象。試驗證明，發(fā)生隱藏時發(fā)生的反應與Na+與PO43-的摩爾比(R)有關(guān)。低的Na+與PO43-的摩爾比容易造成磷酸鹽的隱藏。因此，DL/T805.2-2004中規(guī)定，鍋爐壓力在12.7MPa以上，不允許使用Na2HPO4，也就是爐水不應采用協(xié)調(diào)-pH磷酸鹽處理。43(4)磷酸鹽與爐管內(nèi)壁的Fe3O4反應，生成以Na4FeO復習題采用磷酸鹽爐內(nèi)水處理是基于哪些考慮？何謂磷酸鹽隱藏現(xiàn)象？磷酸鹽隱藏會導致爐水pH如何變化？原因何在？磷酸鹽隱藏有何危害？如何防止磷酸鹽隱藏？PT過程中高的磷酸鹽濃度存在哪些問題？44復習題采用磷酸鹽爐內(nèi)水處理是基于哪些考慮？44ChemicalsusedininternaltreatmentPhosphatesusedtobethemainconditioningchemical,butnowadayschelateandpolymertypechemicalsaremostlyused.Thesenewchemicalshavetheadvantageoverphosphatesofmaintainingscale-freemetalsurfaces.Allinternaltreatmentchemicals,whetherphosphate,chelate,orpolymer,conditionthecalciumandmagnesiuminthefeedwater.Chelatesandpolymersformsolublecomplexeswiththehardness,whereasphosphatesprecipitatethehardness.Sludgeconditionersarealsousedtoaidintheconditioningofprecipitatedhardness.Theseconditionersareselectedsothattheyarebotheffectiveandstableatboileroperatingpressures.Syntheticorganicmaterialsareusedasantifoamagents.Forfeedwateroxygenscavenging,chemicalsusedaresodiumsulfiteandhydrazine.Condensatesystemprotectioncanbeaccomplishedbytheuseofvolatileaminesorvolatilefilminginhibitors.Areputablecompanysupplyingtreatmentchemicalsshouldbeconsulted.45ChemicalsusedininternaltreInternaltreatmentforhardnessAtboileroperatingtemperatures,calciumcarbonateinthefeedwaterbreaksdowntoformcalciumcarbonate.Sinceitisrelativelyinsoluble,itprecipitates.Sodiumcarbonateinthewaterpartiallybreaksdowntosodiumhydroxideandcarbondioxide.Internaltreatmentwithphosphatestransformscalciumbicarbonatetocalciumphosphateandsodiumcarbonate.Inthepresenceofhydroxidealkalinity,magnesiumbicarbonateprecipitatesasmagnesiumhydroxideorreactswithsilicatoformmagnesiumsilicate.Thesemineralsareprecipitatedfromsolutioninformofsludge,whichmustbeconditionedtopreventitsstickingtotheboilermetal.Theconditionedsludgeisthenremovedfromtheboilerbyblowdown.Whenchelateisusedforinternaltreatment,itreactswithcalciumandmagnesiumsaltstoformsolublecomplexes.Thesecomplexesareintheformofdissolvedsolidsandareremovedbyblowdown.Dispersantpolymersusedinconjunctionwithchelateproducesreactionproducts,whicharebetterconditioned.Theydonotprecipitateandaremoreeasilyremovedbyblowdown.Useofpolymersfurtheraidsinconditioninganysuspendedsolidcontaminationthatmayhaveenteredwiththeboilerfeedwater.46Internaltreatmentforhardnes燃煤電廠爐內(nèi)水化學工況馬雙忱47燃煤電廠爐內(nèi)水化學工況馬雙忱1爐水處理的作用所謂的爐水處理是指對汽包鍋爐的爐水進行各種處理。雖然對鍋爐給水的水質(zhì)進行了嚴格地質(zhì)量控制，但是給水中微量溶解鹽類、懸浮物、膠體以及溶解氣體等各種雜質(zhì)進入鍋爐后，經(jīng)高溫、高壓蒸發(fā)，爐水不斷濃縮。對于電力鍋爐，爐水中的某些雜質(zhì)濃度可達到給水的50～300倍。如果不對爐水進行處理，必然會使鍋爐發(fā)生腐蝕、結(jié)垢和汽水共騰等故障。不僅降低了爐管的傳熱效果，增加了燃料消耗，導致熱效率下降，而且還會使鍋爐的使用壽命縮短，甚至發(fā)生爆管，威脅鍋爐的安全運行。

48爐水處理的作用所謂的爐水處理是指對汽包鍋爐的爐水進行各種處理InternalwatertreatmentprogramThepurposeofaninternalwatertreatmentprogramis:ToreactwithincomingfeedwaterhardnessandpreventitfromprecipitatingontheboilermetalasscaleToconditionanysuspendedmattersuchashardnesssludgeintheboilerandmakeitnonadherenttotheboilermetalToprovideantifoamprotectiontopermitareasonableconcentrationofdissolvedandsuspendedsolidsintheboilerwaterwithoutfoamingToeliminateoxygenfromthefeedwaterToprovideenoughalkalinitytopreventboilercorrosionTopreventscalingandprotectagainstcorrosioninthesteam-condensatesystems.49Internalwatertreatmentprogr爐水處理的方法為了防止因鍋爐水質(zhì)引起的故障，除了應提高給水水質(zhì)，盡量減少雜質(zhì)和腐蝕產(chǎn)物進入鍋爐外，還需要采取各種方法對爐水進行處理。加強鍋爐排污，補充大量的新鮮水是最簡單的方法之一。但是，這不但損失了大量的水，也浪費了熱能。所謂的爐水處理是指向爐水中加入適當?shù)幕瘜W藥品，維持爐水適當?shù)乃瘜W工況（磷酸鹽濃度和pH)，使爐水在蒸發(fā)過程中不發(fā)生結(jié)垢現(xiàn)象，并能減緩爐水對爐管的腐蝕，在保證鍋爐安全運行的前提下盡量降低鍋爐的排污率，以保證鍋爐運行的經(jīng)濟性。因此，不管是從保證鍋爐安全運行的角度，還是從提高鍋爐的熱效率與節(jié)水、節(jié)能等方面考慮，都應對爐水進行必要的處理。50爐水處理的方法4爐水處理的水化學工況磷酸鹽處理：為了防止爐內(nèi)生成鈣、鎂水垢和減少水冷壁管腐蝕，向爐水中加入適量磷酸三鈉的處理，英文為phosphatetreatment，簡稱

PT。氫氧化鈉處理：為了減緩水冷壁管腐蝕，向爐水中加入適量氫氧化鈉的處理，英文為caustictreatment，簡稱CT。全揮發(fā)處理：鍋爐給水加氨和聯(lián)氨或只加氨，爐水不再加任何藥劑的處理，英文為all-volatiletreatment，簡稱AVT。51爐水處理的水化學工況5爐內(nèi)水化學工況氫氧化鈉處理(CT)加磷處理（PT)普通磷酸鹽處理(NPT)協(xié)調(diào)磷酸鹽處理(CPT)平衡磷酸鹽處理(EPT)低磷酸鹽處理（LPT)汽包鍋爐爐內(nèi)水化學工況全揮發(fā)處理(AVT)52直流鍋爐爐內(nèi)水化學工況允許有哪些？爐內(nèi)水化學氫氧化鈉處理(CT)加磷處理（PT)普通磷酸鹽處理爐內(nèi)水化學工況應用概況目前在全世界范圍內(nèi)約有65%的汽包鍋爐采用PT，約有10～15%采用CT，約有20～25%采用AVT。在我國約有98%的汽包鍋爐采用PT，不足1%采用CT，不足1%采用AVT。從分布來看，我國水化學工況選擇不盡合理，其中存在我國火電廠水源水質(zhì)較差與國產(chǎn)鍋爐的工藝有待完善等原因，但是其中最重要原因仍為對電廠水化學工作重視程度不足，未能對水化學工況問題進行全面深入的認識，因此無法更加合理的運用化學水工況為機組更安全更經(jīng)濟的運行提供保障；這就要求從業(yè)人員對高溫高壓水汽系統(tǒng)水化學工況進行更深入的研究和實踐，以便進一步提高我國火力發(fā)電廠運行的安全性與經(jīng)濟性。53爐內(nèi)水化學工況應用概況7普通磷酸鹽處理（NPT）54普通磷酸鹽處理（NPT）8磷酸鹽處理發(fā)展隨著機組容量、參數(shù)的不斷加大，隨著補給水水質(zhì)的變化（鍋爐補給水由軟化水改為除鹽水），磷酸鹽處理工藝得到不斷發(fā)展。近10幾年來，國外對磷酸鹽處理工藝的應用研究取得了重大進展，尤其是加拿大、美國等對磷酸鹽的處理給以新的概念。加拿大提出了平衡磷酸鹽處理（EPT），美國提出了低磷酸鹽處理（LPT），這些工藝都經(jīng)過了多年的運行實踐，并在理論上說明了避免磷酸鹽暫時消失現(xiàn)象和酸性磷酸鹽腐蝕的可能性。在磷酸鹽處理新工藝的應用研究方面，國內(nèi)也進行了很多年的深入研究。比如，在多年試驗研究的基礎(chǔ)上，我們的國標已將亞臨界參數(shù)的汽包鍋爐爐水磷酸鹽處理的磷酸根濃度定為0.5-3mg/L，這相當于EPT工藝的控制標準。再如，近幾年來，國內(nèi)已有好幾臺汽包鍋爐應用了LPT工藝（磷酸根濃度小于1mg/L），有的還進行了超低磷酸鹽處理工藝的應用研究（磷酸根濃度控制在0.1~0.5mg/L）。這些應用研究都取得了比較成熟的運行經(jīng)驗。55磷酸鹽處理發(fā)展9普通磷酸鹽處理

（NormalPhosphateTreatment，NPT）為了防止在汽包鍋爐中產(chǎn)生鈣垢，除了保證給水水質(zhì)外，通常還需要在鍋爐水中投加其些藥品，使隨給水進入鍋內(nèi)的鈣離子（致垢離子）(補給水中殘余的或凝汽器中漏入的)在鍋內(nèi)不生成水垢，而形成水渣，隨鍋爐排污排除。在發(fā)電廠的鍋爐中，最宜用作鍋內(nèi)加藥處理的藥品是磷酸鹽。向鍋爐水中投加磷酸鹽的這種處理方法，簡稱為磷酸鹽處理。56普通磷酸鹽處理

（NormalPhosphateTrea

1．原理磷酸鹽常以三種形式存在,即NaH2PO4,Na2HPO4,Na3PO4,根據(jù)其在水中的濃度及所形成溶液的pH值,常以其中兩種成份與NaOH達成平衡體系。通過理論計算可將各成份在不同pH下所占比例表示在圖1中。571．原理11

由上圖可見:

當pH=7.2時,H2PO4-與HPO42-各占50%;

當pH=12.35時,HPO42-與PO43-各占50%。

在pH=9～10變化時,爐水中磷酸鹽大部分是以Na2HPO4形式存在的。而NaH2PO4和Na3PO4只有極少量。

磷酸鹽防垢處理就是用加磷酸鹽溶液的辦法，使鍋爐水中常維持一定含量的磷酸根(PO43-)。由于鍋爐水處在沸騰條件下，而且它的堿性較強(鍋爐水的pH一般在9～11的范圍內(nèi))，因此，爐水中的鈣離子與磷酸根會發(fā)生下列反應：

10Ca2+十6PO43-十2OH-→Ca10(OH)2(PO4)6

，堿式磷酸鈣生成的堿式磷酸鈣是一種松軟的水渣，易隨鍋爐排污排除，且不會粘附在鍋內(nèi)轉(zhuǎn)變成水垢。58由上圖可見:12堿式磷酸鈣是一種非常難溶的化合物，溶度積很小，當鍋爐水中保持有一定量的過剩PO43-時，可以使鍋爐水中鈣離子(Ca2+)的含量非常小，以至在鍋爐水中它的濃度與SO42-濃度或SiO32-濃度的乘積不會達到CaSO4或CaSiO3的溶度積．這樣鍋內(nèi)就不會有鈣垢形成。

采用磷酸鹽對鍋爐水進行處理時，常用的藥品為磷酸三鈉(Na3PO4·12H2O)。對于以鈉離子交換水作補給水的熱電廠，有時因為補給水率大，鍋爐水堿度很高。為了降低鍋爐水的堿度，可采用磷酸氫二鈉(Na2HPO4)進行處理。此時，可以消除一部份游離NaOH,其反應如下：NaOH+Na2HPO4Na3PO4+H2O

59堿式磷酸鈣是一種非常難溶的化合物，溶度6014磷酸鹽處理的作用（1）可消除爐水中的硬度：因為堿式磷酸鈣是一種非常難溶的化合物，它的溶度積很小，所以當鍋爐水中保持有一定量的過剩PO43-時，可以使鍋爐水中鈣離子（Ca2+）的含量非常小，以至在鍋爐水中它的濃度與SO42-濃度或SiO32-濃度的乘積不會達到CaSO4或CaSiO3的溶度積．這樣鍋內(nèi)就不會有鈣垢形成。10Ca2+

+6PO43-

+2OH-→Ca10(OH)2(PO4)6↓

3Mg2+

+2SiO32-

+2OH-

+H2O→3MgO·2SiO2·2H2O↓

61磷酸鹽處理的作用（1）可消除爐水中的硬度：因為堿式磷酸鈣是一（2）提高水的緩沖能力：采用磷酸鹽對鍋爐水進行處理時，常用的藥品為磷酸三鈉（Na3PO4·12H2O）。對于以鈉離子交換水作補給水的熱電廠，有時因為補給水率大，鍋爐水堿度很高。為了降低鍋爐水的堿度，可采用磷酸氫二鈉（Na2HPO4）進行處理。此時，可以消除一部份游離NaOH,其反應如下：

對爐水進行磷酸鹽處理可維持爐水的pH值，提高爐水的緩沖能力，即提高爐水對雜質(zhì)的抗干擾能力。當凝汽器泄漏而又沒有凝結(jié)水精處理時，或有精處理設(shè)備但運行不正常時，或補給水中含有機物時，都可能引起爐水的pH值下降。這時采用磷酸鹽處理的爐水的緩沖能力要比其它處理方式強。62（2）提高水的緩沖能力：采用磷酸鹽對鍋爐水進行處理時，常用的63176418

補充理解：

Becausecontaminantin-leakagetoaboilercanneverbeentirelyprevented,operatorsmustcarefullytreatboilerwatertomitigatetheeffectsofcontamination.Sodiumphosphatecompoundsarethemostpopulartreatmentforsub-criticalboilers(greaterthan22.09MPa).Addingtri-sodiumphosphatetoboilerwaterservestwodistinctpurposes.First,tri-sodiumphosphateisanalkalinecompoundthatraisesboiler-waterpHtominimizecorrosion.Second,thephosphateion,orthealkalinityproducedbyit,reactswithimpuritiessuchascalcium,magnesiumandsilicatoformsoftprecipitates,removableviaboilerblowdown.Plantchemistssometimessupplementphosphateprogramswithorganicchelantstohelpholdironandothercontaminantsinsolution.65補充理解：19

鍋爐水中的磷酸根含量標準

根據(jù)以上的敘述可知，為了達到防止在鍋爐中產(chǎn)生鈣垢的目的，在鍋爐水中要維持足夠的PO43-含量。這個含量和爐水中的SO42-、SiO32-含量有關(guān)，從理論上將是可以根據(jù)溶度積推算的，但是實際上因為沒有得出鈣化合物在高溫鍋爐水中溶度積的數(shù)據(jù)。而且鍋爐內(nèi)生成水渣的實際反應過程也很復雜。所以鍋爐水中PO43-含量究竟應維持多大合適．還估算不出，主要憑實踐經(jīng)驗來定。

根據(jù)鍋爐的長期運行實踐，為了保證鍋爐磷酸鹽處理的防垢效果，爐水應維持的PO43-

含量見表1。66鍋爐水中的磷酸根含量標準根據(jù)以上的敘述可知表1鍋爐水中應維持的PO43-含量

(DL/T805.2一2004)

對于工作壓力為5.88~15.58MPa的鍋爐，如果凝汽器泄漏頻繁，給水硬度經(jīng)常波動，那么PO43-含量應控制得高一些．可按表1鍋爐工作壓力低一檔次的標準進行控制。鍋爐汽包壓力MPa二氧化硅①mg/L氯離子①mg/L磷酸根mg/LpH值①(25℃)電導率①(25℃)μS/cm單段蒸發(fā)分段蒸發(fā)凈段鹽段3.8～5.8——5～155～15≤759.0～11.0—5.9～12.6≤2.0—2～82～8≤409.0～10.5<10012.7～15.8≤0.45≤41～51～5≤259.0～10.0<6067表1鍋爐水中應維持的PO43-含量

(DL/T805NPT加藥方式

磷酸鹽溶液一般是在發(fā)電廠的水處理車間配制的，其制配系統(tǒng)如圖1所示。

在藥品溶解箱中用補給水將固體磷酸鹽溶解成濃磷酸鹽溶液(此溶液中磷酸鹽的質(zhì)量分數(shù)一般可為5％~8％)，然后用泵將此溶液通過機械過濾器送至磷酸鹽溶液貯存箱內(nèi)。過濾是為了除掉磷酸鹽溶液中懸浮的雜質(zhì)，以保證溶液的純凈和減輕加藥設(shè)備的磨損。68NPT加藥方式磷酸鹽溶液磷酸鹽溶液制備系統(tǒng)1-磷酸鹽溶解箱;2-泵；3-過濾器;4-磷酸鹽溶液貯存箱69磷酸鹽溶液制備系統(tǒng)1-磷酸鹽溶解箱;2-泵；3-過濾器;

磷酸鹽溶液加入鍋內(nèi)的方式是將磷酸鹽溶液直接加在汽包內(nèi)的鍋爐水中，這種加藥方式是用高壓力、小容量的活塞泵(泵的出口壓力略高于鍋爐汽包壓力)，連續(xù)地將磷酸鹽溶液加至汽包內(nèi)的鍋爐水中。

加藥時，先在溶液儲存箱中將來自過濾器的濃Na3PO4溶液用補給水稀釋。稀釋后溶液的磷酸鹽質(zhì)量分數(shù)，視加藥泵的容量和應加入鍋內(nèi)的藥量而定，一般為1％~5％。然后將此稀溶液引入計量箱內(nèi)，再用加藥泵加至鍋爐汽包內(nèi)。加藥系統(tǒng)中應設(shè)有備用加藥泵，兩臺同參數(shù)的鍋爐可共用三臺加藥泵，其中一臺作備用。

70磷酸鹽溶液加入鍋內(nèi)的方式是將磷酸鹽溶液直接加

鍋爐水磷酸鹽溶液加藥系統(tǒng)

1---磷酸鹽溶液貯存箱；2一計量箱，3一加藥泵；4一鍋爐汽包71

汽包水室中設(shè)有磷酸鹽加藥管，為使藥液沿汽包全長均勻分配，加藥管應沿著汽包長度方向鋪設(shè)，管上開個許多等距離的小孔（3~5mm）。此管應裝在下降管管口附近．并應遠離排污管處，以免排掉藥品。

磷酸鹽監(jiān)測取樣管見下圖：

72汽包水室中設(shè)有磷酸鹽加藥管，為使藥液沿汽7327

加藥量的調(diào)節(jié)：

采用這種加藥系統(tǒng)時，為了改變加入鍋內(nèi)的磷酸鹽溶液量，應調(diào)節(jié)加藥泵的活塞沖程或改變放入計量箱中溶液的磷酸鹽質(zhì)量分數(shù)。

在鍋爐運行中，如發(fā)現(xiàn)鍋爐水中PO43-過高，可暫停加約泵，待鍋爐水中PO43-含量正常后，再啟動加藥泵。

這種加藥方式的優(yōu)點是進藥量均勻，鍋爐水中PO43-含量穩(wěn)定。

在按上述方式加藥時，有時發(fā)電廠裝設(shè)有爐水PO43-含量的自動調(diào)節(jié)設(shè)備，它是利用爐水PO43-測試儀表的輸出信號控制加藥泵，能自動、精確地維持爐水中PO43-含量。采用這種設(shè)備還可以減輕磷酸鹽處理時的工作量。74加藥量的調(diào)節(jié)：28

加藥量的估算

用磷酸鹽處理鍋爐水時，要考慮隨給水進入鍋內(nèi)的鈣離子變成水渣要消耗PO43-的問題，加入的磷酸鹽藥量與給水的硬度有關(guān)，當給水硬度增高時(如凝汽器偶爾發(fā)生泄漏時)，加藥量也應增多。

但是，由于生成水渣的實際化學反應很復雜，前面所說的生成堿式磷酸鈣，只不過是其主要反應，所以不能精確地計算加藥量，實際的加藥量只能根據(jù)鍋爐水應維持的PO43-含量，同過調(diào)整求得。

在設(shè)計磷酸鹽加藥系統(tǒng)時，為了方便起見，不按給水中鈣離子量而按給水硬度估算加藥量。

下面介紹估算方法。75加藥量的估算（1）鍋爐啟動時的加藥量鍋爐啟動時，爐水中還沒有PO43-,為了使鍋爐水中的PO43-含量達到規(guī)定的標準，需要加入的工業(yè)磷酸三鈉量可按下式計算：

式中,VG一鍋爐水系統(tǒng)的容積，m3；ILI一鍋爐水中應維持的PO43-，mg／L；H—給水的硬度，mol/L；28.5—使1molCa2+的鈣離子變?yōu)镃a10(OH)2(PO4)6所需的PO43-，g，0.25—磷酸三鈉(Na3PO4.12H2O)中含PO43-的分率；—工業(yè)磷酸三鈉產(chǎn)品(Na3PO4.12H2O)的純度,一般為0.95~0.98。76（1）鍋爐啟動時的加藥量30（2）鍋爐運行時的加藥量

鍋爐投入運行后，由于隨給水進入鍋內(nèi)的鈣離子變成水渣要消耗PO43-

，而且鍋爐排污帶走部分PO43-，所以要保持鍋爐水中一定的PO43-含量，應連續(xù)不斷的補加磷酸三鈉溶液。運行時的加藥量DLI可按下式計算：

式中，DGE一鍋爐給水量，t/h；DP—鍋爐排污水量，t/h；ILI—鍋爐水中應維持的PO43-,mg/L。以電廠330MW機組為例，DLI

=1025t/h，DP=3t/h，ILI

=2mg/L，H=0.2μmol/L，則GLI=0.0477kg/h。77（2）鍋爐運行時的加藥量鍋爐投入運行

加藥過量的危害

鍋爐水中的PO43-不應太多，太多了不僅隨排污水排出的藥量會增多，使藥品的消耗增加，而且還會引起下述許多不良后果：

1)增加鍋爐水的含鹽量，影響蒸汽品質(zhì)。

2)有生成Mg3(PO4)2的可能。我們知道，隨給水進入鍋內(nèi)的Mg2+量常常是較少的，在沸騰著的堿性鍋爐水中，它會和隨給水帶入的SiO32-發(fā)生下述反應：3Mg2++2SiO32-+2OH-+H2O3MgO.2SiO2.2H2O（蛇紋石）

此反應生成的蛇紋石呈水渣形態(tài)，易隨鍋爐水的排污排除。

但是當鍋爐水中PO43-過多時，有可能生成Mg3(PO4)2。由于Mg3(PO4)2在高溫水中的溶解度非常?。苷掣皆跔t管內(nèi)形成二次水垢。這種二次水垢是一種導熱性很差的松軟水垢。3)容易在高壓和超高壓鍋爐中發(fā)生Na3PO4的“隱藏”現(xiàn)象。發(fā)生這種現(xiàn)象時，在熱負荷很大的爐管內(nèi)有磷酸氫鹽的附著物生成。對于高壓分段蒸發(fā)鍋爐，當鹽段鍋爐水中PO43-含量超過100mg/L時．更容易發(fā)生這種現(xiàn)象。78

磷酸鹽處理緊急處理措施加大鍋爐的排污量及泄漏檢查a)如果出現(xiàn)給水有硬度或爐水的pH值大幅度下降或升高、凝結(jié)水中的含鈉量驟增等現(xiàn)象之一時，均應加大鍋爐排污量，同時查找異常原因，及時消除其缺陷。b)對于有凝結(jié)水精處理的機組，應檢查混床漏氯離子及漏樹脂等情況并對爐水中的氯離子進行測定。c)對于沒有凝結(jié)水精處理的機組，重點檢查凝汽器是否發(fā)生泄漏。然后根據(jù)出現(xiàn)的具體情況，再采取相應的處理措施。加大磷酸鹽的加藥量如果進入爐水的鈣鎂過多，使磷酸根的濃度大幅度下降，則應加大磷酸鹽的加入量。加入適量的NaOH以維持爐水的pH值合格如果爐水的pH值大幅度下降，應及時加入適量的NaOH使爐水的pH值合格79磷酸鹽處理緊急處理措施33磷酸鹽隱藏現(xiàn)象馬雙忱80磷酸鹽隱藏現(xiàn)象馬雙忱34現(xiàn)象有的汽包鍋爐，在運行時會出現(xiàn)一種水質(zhì)異常的現(xiàn)象，即當鍋爐負荷增高時，鍋爐水中某些易溶鈉鹽(Na2SO4、Na2SiO3和Na3PO4)的濃度明顯降低；而當鍋爐負荷減少或停爐時．這些鈉鹽的濃度重新增高，這種現(xiàn)象稱為鹽類“隱藏”現(xiàn)象，也稱為鹽類暫時消失現(xiàn)象。81現(xiàn)象有的汽包鍋爐，在運行時會出現(xiàn)一種水質(zhì)異常的現(xiàn)象，即當鍋爐實質(zhì)在鍋爐負荷增高時，鍋爐水中某些易溶鈉鹽有一部分從水中析出，沉積在爐管管壁上，結(jié)果使它們在鍋爐水中的濃度降低；而在鍋爐負荷減少時或停爐時，沉積在爐管管壁上的鈉鹽又被溶解下來，使它們在鍋爐水中的濃度重新增高。由此可知，出現(xiàn)鹽類“隱藏”現(xiàn)象時，在某些爐管管壁上必然有易溶鹽的附著物形成。82實質(zhì)在鍋爐負荷增高時，鍋爐水中某些易溶鈉鹽有一部分從水中析出原因1、與易溶鹽的特性有關(guān)

在高溫水中．某些鈉化合物在水中的溶解度是隨著水溫升高而下降的（逆溶解度）。以Na3PO4最為明顯，尤其是當水溫超過200℃以后，它的溶解度隨著水溫升高急劇下降，在高溫水中Na3PO4的溶解度是很小的，Na3PO4最容易形成這種附著物。83原因1、與易溶鹽的特性有關(guān)37鹽類在水中的溶解度與溫度的關(guān)系84鹽類在水中的溶解度與溫度的關(guān)系3885392與某些化學反應有關(guān)如果爐水中某些易溶鹽類與爐管上的氧化膜或爐管上的垢發(fā)生化學反應生成某些難溶的化合物，而這一反應隨著爐管管壁溫度的增高，更傾向于生成難溶的化合物，這時就產(chǎn)生鹽類的隱藏現(xiàn)象。當爐管管壁溫度降低時，難溶的化合物更傾向于解離，即鹽類再溶出現(xiàn)象。例如，當爐水采用磷酸三鈉處理時，磷酸鹽水解后會與爐管表面的Fe3O4(s)發(fā)生如下的反應：PO43-+H2OHPO42-+OH-Fe3O4(s)+9HPO42-(aq)+21Na+(aq)+3OH-(aq)

5Na2.6Fe0.22+PO4(s)+2Na4Fe3+OH(PO4)2·1/3NaOH(s)+5H2O

在爐管內(nèi)表面上的Fe3O4垢量和爐水中的HPO42-的濃度一定時，管壁的溫度越高，越容易生成磷酸鐵鈉和磷酸亞鐵鈉，管壁的溫度降低，磷酸鐵鈉和磷酸亞鐵鈉容易解離。這一反應方程式可以很好的解釋以下問題：鍋爐負荷上升時，爐水中的磷酸根濃度下降，pH值上升；鍋爐負荷下降時，爐水中的磷酸根濃度上升，pH值下降。862與某些化學反應有關(guān)403與爐管的熱負荷有關(guān)

爐管的熱負荷不同時，爐管內(nèi)水的沸騰和流動工況也不同。在鍋爐的出力增大和減小的兩種情況下，爐管的熱負荷有很大不同。

（1）當鍋爐出力增大時，由于爐膛內(nèi)熱負荷增加，上升管內(nèi)的爐水容易發(fā)生不正常的沸騰工況（膜態(tài)沸騰）和流動工況（汽水分層、自由水面和循環(huán)倒流等）。這些異常工況都會造成爐管的局部過熱，結(jié)果使管內(nèi)鍋爐水發(fā)生局部蒸發(fā)濃縮，導致某些易溶鹽析出附著在管壁上。（2）當鍋爐出力減少或停爐時，爐膛內(nèi)熱負荷降低，爐管內(nèi)恢復汽泡狀沸騰的工況。在這種工況下，沸騰產(chǎn)生的汽泡靠浮力和水流沖力離開管壁；與此同時，周圍的水流近管壁，使管壁得到及時的冷卻。這樣，不僅使管壁不再出現(xiàn)局部過熱，而且由于管壁受到鍋爐水的沖刷，原來析出并附著在此管壁上的易溶鈉鹽可重新溶于鍋爐水中。此外，當出力減小或停爐時，由于爐膛內(nèi)熱負荷不均勻性減小或消除，爐水流動工況不正常的上升管也會恢復正常的工況，此管壁上的易溶鹽也會重新溶于水中。873與爐管的熱負荷有關(guān)41易溶鹽隱藏危害

在爐管上形成的易溶鹽附著物，其危害性和水垢相似，其危害性有以下幾種：1）能與爐管上的其他沉積物，如金屬腐蝕產(chǎn)物、硅化合物等發(fā)生反應，變成難溶的水垢。2）因其傳熱不良，在某些情況下也可能直接導致爐管金屬嚴重超溫，以致燒壞。3）能引起金屬沉積物下腐蝕。研究得知，當Na3PO4發(fā)生暫時消失現(xiàn)象時，在高熱負荷的爐管管壁上會形成Na2.85H0.15PO4的固相易溶鹽附著物，其析出過程的化學反應為：Na3PO4＋0.15H2O→Na2.85H0.15PO4↓＋0.15NaOH這個反