鍋爐磷酸鹽加藥裝置設計

鍋爐磷酸鹽加藥裝置設計

pH值和PO3濃度是鍋爐爐水水質控制的重要指標，起初鍋爐未進行加熱時，爐水中沒有沉淀，硬度較小，品質不變。隨著鍋爐蒸發量的不斷增加，爐水中鈣、鎂離了的濃度不斷增加，爐水電導率升高。當爐水中鈣、鎂離了的含量超過其溶解度時，部分鈣、鎂離了就會析出，懸浮、堆積在爐管內壁、死角、集箱等處或x附于鍋爐的蒸發受熱面上，形成難溶于水的鈣、鎂化合沉淀物。此時通常通過調整定排、連排的流量，來降低爐內的含鹽量及沉淀物。但當鍋爐蒸發量達到一定量時，只靠定排、連排來控制爐水電導率或含鹽量是不經濟的，目如果排污量過大，很容易破壞鍋爐汽水循環，影響鍋爐的**穩定運行。此時要想滿足鍋爐汽、水質量標準的要求，必須間斷向爐內加入能除去鈣鎂離了及化合物的阻垢劑磷酸二鈉，將鈣、鎂離了的硬度鹽轉變為不溶性、流動性較強的輕質水渣，并通過鍋爐定排、連排裝置將其排出。Na3PO4、的加藥量應根據化驗結果調整，加藥一段時間后，經化驗蒸汽品質合格、鍋爐運行正常后，改為連續加藥并將加藥量保持。為使爐內始終形成不沉淀的輕質水渣，應將磷酸鹽加入到堿性的爐水中，目爐水中要維持一定的過剩磷酸鹽，同時在運行中監控爐水中PO3、pH值的大小。
爐水pH值的控制
1)爐水中的pH值，在鍋爐其他條件不變的情況下，與蒸發量有直接關系，蒸發量增加，爐水濃縮加劇，pH升高，爐水硬度高，堿度大。降負荷時，蒸汽量逐步減少，爐水中的鈣、鎂離子減少，通過定期排污和連續排污使爐水的pH值得以控制。而爐水電導率沒有固定的標準，對于汽泡鍋爐來說，電導率與PO3有著相輔相成的關系，要綜合考慮這兩個指標之間的密切關系。
2)爐水中加入磷酸鹽，磷酸根離子發生水解而形成氫氧離了，提高爐水的堿度。
爐水控制pH值在9~11的原因
1)爐水中磷酸根與鈣離子的反應，只有在堿性溶液中，才能生成流動性較強的、容易排出的水渣。但爐水堿度過大(pH大于11)時，易引起金屬腐蝕。
2)控制鍋爐水成弱堿性，如果爐水成酸性，容易在高溫水蒸汽狀態下腐蝕設備，尤其是高壓設備發生腐蝕后，極易造成爆炸事故。
3)為使爐內始終形成不沉淀的輕質水渣，應將磷酸鹽加入到堿性的爐水中，目爐水中要維持一定的過剩磷酸鹽，同時在運行中監控爐水中磷酸根的多少，使其發生化學反應。
磷酸鹽加藥量及其調節
以萊鋼焦化廠1#干熄焦余熱鍋爐為例，磷酸鹽加藥泵型號為JZM隔膜型，流量20L/h壓力20MP。配備的加藥箱為0.5立方。根據鍋爐運行實踐得出磷酸二鈉溶液的濃度控制在1%~1.5％。對應的磷酸鹽加藥量為:
Na3PO4.12H2O(m)=
磷酸鹽溶液的質量（m)*溶液質量的百分比（％）／Na3PO4.12H2O的純度
溶液白分含量為帶結晶水的磷酸三鈉的百分含量。在體積為0.5m；加藥箱內，配置濃度為1%一1.5％,所需的磷三鈉約為5.15-7.65.kg
磷酸鹽的加藥通過磷酸鹽加藥泵實現，泵的流量調節是借助旋轉手柄帶動千分尺和調節絲杠轉動，使偏心塊上下移動，改變偏心距，從而達到調節的目的。根據鍋爐運行狀態及化驗結果，計算出需求量，將千分尺旋轉到所需的刻度為止，轉動手柄，按照流量從小到大的方向旋轉，調節完畢后用縮緊螺母把調節絲杠縮緊，泵的流量約1~2min后穩定上量。根據鍋爐運行狀況，針對不同時期、不同階段的蒸發量，統計得出磷酸鹽稀釋后泵的加藥流量與鍋爐蒸發量的關系，0.5m；加藥箱內、1.5％溶液，加藥平均值為1.59mm。泵的流量自然得以調節。
為確保加藥正常，針對加藥泵運行過程中出現的問題，根據實踐經驗，進行有針對地處理。
磷酸鹽加藥生產實踐
1#干熄焦運行中，鍋爐產生的蒸汽鈉離了超標，爐水中磷酸根離了不穩定，針對該問題，進行工藝分析發現，由于原設計磷酸鹽加藥泵壓力較小，無法滿足生產工藝要求，磷酸鹽無法全部加入鍋爐給水中。將磷酸鹽加藥泵臨時改在進除氧器前，盡竹解決了磷酸鹽加不進去的問題，但造成減溫噴水中含有大量磷酸鹽藥液，造成鍋爐產生的蒸汽鈉離了超標，同時爐水中磷酸根離了不穩定。通過更換出日壓力較大的加藥泵，將磷酸鹽加藥日接到鍋爐省煤器進日竹道上，從工藝上保證了其合理性，在操作中針對加藥泵進行精心操作，規范加藥步驟和程序，并對加藥相關變量進行統計分析，磷酸鹽的加入量應根據爐水磷酸根離了高低進行調整，使其控制在工藝要求的范圍內。
2#干熄焦在加藥的過程中，鍋爐運行初期采用間斷加藥，出現PO3上升快，加藥泵開停頻繁，導致}幸忽高忽低現象。考慮到運行初期，干熄焦受運行工況以及爐水水質的影響，PO3離了與爐水中含鈣、鎂的化合物發生反應，生成其他物質。此時爐水中的PO3減少，繼續加藥，爐水水質發生變化，相對于爐水來說PO3離了增多。運行一段時間后，鍋爐運行參數趨于穩定改為連續加藥，調整加藥量的大小，通過加強排污，來控制爐水各項工藝技術指標。鍋爐降負荷時，逐漸減少加藥量，控制爐栴水質，使pH值保持在9~11之間，避免金屬腐蝕。
3#干熄焦運行過程中，種經出現過磷酸根暫時消失的現象，連續兠天測量PO3濃度為零。通迃實踐，發現采用磷酸鹽處理的爐水叐生鹽類暫時消失現象，在負荷劇烈增加時，爐水磷酸鹽含醏大幅度閽低，甚至測不出，pH明顯升高；工況相反時，負荷降低。通過上述現象分析，是否與鍋爐(高壓)蟐行狀況跟新投入輻行有偳。經過相關分析、查閱襄料證實，暫時消失的鹽類回溶，爐水磷酸鹽含量很快增加，爐水pH值大幅度降低。爐水在變動負荷下的鹽類暫斶消儱與鹽類囖溶都會導致磁性氧化鐵保護層的溶解，加速爐管的腐蝕。發生磷酸鹽暫時消失現象的主要條件是磷酸鹽在爐水中的含量，另外還和爐管表面的清潔程度和熱負荷有關。新鍋爐經過清洗后，投入運行爐管或多或少的受清洗程度和開工初期鍋爐運行處在工藝調整階段影響，負荷上下波動起伏較大，繼而出現爐水中的PO3濃度監測不出來的現象。
結論
1)干熄焦余熱鍋爐起初的磷酸鹽加藥，是用來調整爐水工藝指標。鍋爐的補給水是除鹽水，爐水中鈣、鎂離了的含量很低，爐內結垢的可能性不大。爐水中加入磷酸鹽的日的轉化為主要用來調節爐水的pH值和防腐；運控過程中，加入磷酸鹽，生成松軟水渣，通過排污排出，防止鍋爐結垢。

2)加藥泵要滿足鍋爐運行要求，保持磷酸鹽加藥均勻，加入的磷酸鹽要使用分析純，而不應是工業品。磷酸鹽(鍋爐阻垢劑)加不到爐水中或加入量不穩定，會導致鍋爐爐管結垢、腐蝕，影響鍋爐的**運行。
3)根據鍋爐運行工況，掌握干熄爐受外部環境的影響，發生啟停時，掌握磷酸鹽加藥量的變化規律，停爐時，提前少加或停加，啟動時，加入量應適當增加。運行過程中，根據化驗反饋的結果，及時調整磷酸鹽加藥量，避免磷酸鹽測不到，而對鍋爐爐管造成腐蝕。
加藥量計算公式
　　水的硬度小于2umol/L,即認為折合鈣離子Ca2+*多為2umol/L；
　　補水速度為2.023t/h，即2023L/h，據此可算出補充的鈣離子速度為2*2023=4046umol/h；
　　根據鈣與磷酸鹽在爐水中的反應：
10Ca2++6PO43-+2OH-=Ca10(PO4)6(OH)25
則需要磷酸鹽離子：
　　PO43-為4046*6/10=2427.6umol/h，約合0.23g/h
　　按要求，磷酸鈉溶液的濃度為2%，即其中磷酸鹽離子PO43-的濃度為：2%*95/164=1.158%(95磷酸鹽離子分子量，164為磷酸鈉分子量
結合式(1)即可算出需要的磷酸鹽溶液的流量為：0.23/0.01158=19.9L/h
按1.5倍裕量考慮(磷酸鹽加藥給汽包還要考慮的是開工時的加藥量，此時要看整個鍋爐水系統的容積，一般考慮開工時，可兩臺泵同時開，以解決初始加藥量過大問題)，即為30L/h

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