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锅炉磷酸盐加药装置设计

锅炉磷酸盐加药装置设计

pH值和PO3浓度是锅炉炉水水质控制的重要指标，起初锅炉未进行加热时，炉水中没有沉淀，硬度较小，品质不变。随着锅炉蒸发量的不断增加，炉水中钙、镁离了的浓度不断增加，炉水电导率升高。当炉水中钙、镁离了的含量超过其溶解度时，部分钙、镁离了就会析出，悬浮、堆积在炉管内壁、死角、集箱等处或x附于锅炉的蒸发受热面上，形成难溶于水的钙、镁化合沉淀物。此时通常通过调整定排、连排的流量，来降低炉内的含盐量及沉淀物。但当锅炉蒸发量达到一定量时，只靠定排、连排来控制炉水电导率或含盐量是不经济的，目如果排污量过大，很容易破坏锅炉汽水循环，影响锅炉的**稳定运行。此时要想满足锅炉汽、水质量标准的要求，必须间断向炉内加入能除去钙镁离了及化合物的阻垢剂磷酸二钠，将钙、镁离了的硬度盐转变为不溶性、流动性较强的轻质水渣，并通过锅炉定排、连排装置将其排出。Na3PO4、的加药量应根据化验结果调整，加药一段时间后，经化验蒸汽品质合格、锅炉运行正常后，改为连续加药并将加药量保持。为使炉内始终形成不沉淀的轻质水渣，应将磷酸盐加入到碱性的炉水中，目炉水中要维持一定的过剩磷酸盐，同时在运行中监控炉水中PO3、pH值的大小。
炉水pH值的控制
1)炉水中的pH值，在锅炉其他条件不变的情况下，与蒸发量有直接关系，蒸发量增加，炉水浓缩加剧，pH升高，炉水硬度高，碱度大。降负荷时，蒸汽量逐步减少，炉水中的钙、镁离子减少，通过定期排污和连续排污使炉水的pH值得以控制。而炉水电导率没有固定的标准，对于汽泡锅炉来说，电导率与PO3有着相辅相成的关系，要综合考虑这两个指标之间的密切关系。
2)炉水中加入磷酸盐，磷酸根离子发生水解而形成氢氧离了，提高炉水的碱度。
炉水控制pH值在9~11的原因
1)炉水中磷酸根与钙离子的反应，只有在碱性溶液中，才能生成流动性较强的、容易排出的水渣。但炉水碱度过大(pH大于11)时，易引起金属腐蚀。
2)控制锅炉水成弱碱性，如果炉水成酸性，容易在高温水蒸汽状态下腐蚀设备，尤其是高��设备发生腐蚀后，极易造成爆炸事故。
3)为使炉内始终形成不沉淀的轻质水渣，应将磷酸盐加入到碱性的炉水中，目炉水中要维持一定的过剩磷酸盐，同时在运行中监控炉水中磷酸根的多少，使其发生化学反应。
磷酸盐加药量及其调节
以莱钢焦化厂1#干熄焦余热锅炉为例，磷酸盐加药泵型号为JZM隔膜型，流量20L/h压力20MP。配备的加药箱为0.5立方。根据锅炉运行实践得出磷酸二钠溶液的浓度控制在1%~1.5％。对应的磷酸盐加药量为:
Na3PO4.12H2O(m)=
磷酸盐溶液的质量（m)*溶液质量的百分比（％）／Na3PO4.12H2O的纯度
溶液白分含量为带结晶水的磷酸三钠的百分含量。在体积为0.5m；加药箱内，配置浓度为1%一1.5％,所需的磷三钠约为5.15-7.65.kg
磷酸盐的加药通过磷酸盐加药泵实现，泵的流量调节是借助旋转手柄带动千分尺和调节丝杠转动，使偏心块上下移动，改变偏心距，从而达到调节的目的。根据锅炉运行状态及化验结果，计算出需求量，将千分尺旋转到所需的刻度为止，转动手柄，按照流量从小到大的方向旋转，调节完毕后用缩紧螺母把调节丝杠缩紧，泵的流量约1~2min后稳定上量。根据锅炉运行状况，针对不同时期、不同阶段的蒸发量，统计得出磷酸盐稀释后泵的加药流量与锅炉蒸发量的关系，0.5m；加药箱内、1.5％溶液，加药平均值为1.59mm。泵的流量自然得以调节。
为确保加药正常，针对加药泵运行过程中出现的问题，根据实践经验，进行有针对地处理。
磷酸盐加药生产实践
1#干熄焦运行中，锅炉产生的蒸汽钠离了超标，炉水中磷酸根离了不稳定，针对该问题，进行工艺分析发现，由于原设计磷酸盐加药泵压力较小，无法满足生产工艺要求，磷酸盐无法全部加入锅炉给水中。将磷酸盐加药泵临时改在进除氧器前，尽竹解决了磷酸盐加不进去的问题，但造成减温喷水中含有大量磷酸盐药液，造成锅炉产生的蒸汽钠离了超标，同时炉水中磷酸根离了不稳定。通过更换出日压力较大的加药泵，将磷酸盐加药日接到锅炉省煤器进日竹道上，从工艺上保证了其合理性，在操作中针对加药泵进行精心操作，规范加药步骤和程序，并对加药相关变量进行统计分析，磷酸盐的加入量应根据炉水磷酸根离了高低进行调整，使其控制在工艺要求的范围内。
2#干熄焦在加药的过程中，锅炉运行初期采用间断加药，出现PO3上升快，加药泵开停频繁，导致}幸忽高忽低现象。考虑到运行初期，干熄焦受运行工况以及炉水水质的影响，PO3离了与炉水中含钙、镁的化合物发生反应，生成其他物质。此时炉水中的PO3减少，继续加药，炉水水质发生变化，相对于炉水来说PO3离了增多。运行一段时间后，锅炉运行参数趋于稳定改为连续加药，调整加药量的大小，通过加强排污，来控制炉水各项工艺技术指标。锅炉降负荷时，逐渐减少加药量，控制炉栴水质，使pH值保持在9~11之间，避免金属腐蚀。
3#干熄焦运行过程中，种经出现过磷酸根暂时消失的现象，连续兠天测量PO3浓度为零。通迃实践，发现采用磷酸盐处理的炉水叐生盐类暂时消失现象，在负荷剧烈增加时，炉水磷酸盐含醏大幅度阍低，甚至测不出，pH明显升高；工况相反时，负荷降低。通过上述现象分析，是否与锅炉(高压)蟐行状况跟新投入辐行有偳。经过相关分析、查阅襄料证实，暂时消失的盐类回溶，炉水磷酸盐含量很快增加，炉水pH值大幅度降低。炉水在变动负荷下的盐类暂斶消儱与盐类囖溶都会导致磁性氧化铁保护层的溶解，加速炉管的腐蚀。发生磷酸盐暂时消失现象的主要条件是磷酸盐在炉水中的含量，另外还和炉管表面的清洁程度和热负荷有关。新锅炉经过清洗后，投入运行炉管或多或少的受清洗程度和开工初期锅炉运行处在工艺调整阶段影响，负荷上下波动起伏较大，继而出现炉水中的PO3浓度监测不出来的现象。
结论
1)干熄焦余热锅炉起初的磷酸盐加药，是用来调整炉水工艺指标。锅炉的补给水是除盐水，炉水中钙、镁离了的含量很低，炉内结垢的可能性不大。炉水中加入磷酸盐的日的转化为主要用来调节炉水的pH值和防腐；运控过程中，加入磷酸盐，生成松软水渣，通过排污排出，防止锅炉结垢。

2)加药泵要满足锅炉运行要求，保持磷酸盐加药均匀，加入的磷酸盐要使用分析纯，而不应是工业品。磷酸盐(锅炉阻垢剂)加不到炉水中或加入量不稳定，会导致锅炉炉管结垢、腐蚀，影响锅炉的**运行。
3)根据锅炉运行工况，掌握干熄炉受外部环境的影响，发生启停时，掌握磷酸盐加药量的变化规律，停炉时，提前少加或停加，启动时，加入量应适当增加。运行过程中，根据化验反馈的结果，及时调整磷酸盐加药量，避免磷酸盐测不到，而对锅炉炉管造成腐蚀。
加药量计算公式
　　水的硬度小于2umol/L,即认为折合钙离子Ca2+*多为2umol/L；
　　补水速度为2.023t/h，即2023L/h，据此可算出补充的钙离子速度为2*2023=4046umol/h；
　　根据钙与磷酸盐在炉水中的反应：
10Ca2++6PO43-+2OH-=Ca10(PO4)6(OH)25
则需要磷酸盐离子：
　　PO43-为4046*6/10=2427.6umol/h，约合0.23g/h
　　按要求，磷酸钠溶液的浓度为2%，即其中磷酸盐离子PO43-的浓度为：2%*95/164=1.158%(95磷酸盐离子分子量，164为磷酸钠分子量
结合式(1)即可算出需要的磷酸盐溶液的流量为：0.23/0.01158=19.9L/h
按1.5倍裕量考虑(磷酸盐加药给汽包还要考虑的是开工时的加药量，此时要看整个锅炉水系统的容积，一般考虑开工时，可两台泵同时开，以解决初始加药量过大问题)，即为30L/h

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