鍋爐磷酸鹽加藥裝置設(shè)計(jì)

鍋爐磷酸鹽加藥裝置設(shè)計(jì)

pH值和PO3濃度是鍋爐爐水水質(zhì)控制的重要指標(biāo)，起初鍋爐未進(jìn)行加熱時(shí)，爐水中沒(méi)有沉淀，硬度較小，品質(zhì)不變。隨著鍋爐蒸發(fā)量的不斷增加，爐水中鈣、鎂離了的濃度不斷增加，爐水電導(dǎo)率升高。當(dāng)爐水中鈣、鎂離了的含量超過(guò)其溶解度時(shí)，部分鈣、鎂離了就會(huì)析出，懸浮、堆積在爐管內(nèi)壁、死角、集箱等處或x附于鍋爐的蒸發(fā)受熱面上，形成難溶于水的鈣、鎂化合沉淀物。此時(shí)通常通過(guò)調(diào)整定排、連排的流量，來(lái)降低爐內(nèi)的含鹽量及沉淀物。但當(dāng)鍋爐蒸發(fā)量達(dá)到一定量時(shí)，只靠定排、連排來(lái)控制爐水電導(dǎo)率或含鹽量是不經(jīng)濟(jì)的，目如果排污量過(guò)大，很容易破壞鍋爐汽水循環(huán)，影響鍋爐的**穩(wěn)定運(yùn)行。此時(shí)要想滿足鍋爐汽、水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的要求，必須間斷向爐內(nèi)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(zhuǎn)變?yōu)椴蝗苄?、流?dòng)性較強(qiáng)的輕質(zhì)水渣，并通過(guò)鍋爐定排、連排裝置將其排出。Na3PO4、的加藥量應(yīng)根據(jù)化驗(yàn)結(jié)果調(diào)整，加藥一段時(shí)間后，經(jīng)化驗(yàn)蒸汽品質(zhì)合格、鍋爐運(yùn)行正常后，改為連續(xù)加藥并將加藥量保持。為使?fàn)t內(nèi)始終形成不沉淀的輕質(zhì)水渣，應(yīng)將磷酸鹽加入到堿性的爐水中，目爐水中要維持一定的過(guò)剩磷酸鹽，同時(shí)在運(yùn)行中監(jiān)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(fā)量有直接關(guān)系，蒸發(fā)量增加，爐水濃縮加劇，pH升高，爐水硬度高，堿度大。降負(fù)荷時(shí)，蒸汽量逐步減少，爐水中的鈣、鎂離子減少，通過(guò)定期排污和連續(xù)排污使?fàn)t水的pH值得以控制。而爐水電導(dǎo)率沒(méi)有固定的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于汽泡鍋爐來(lái)說(shuō)，電導(dǎo)率與PO3有著相輔相成的關(guān)系，要綜合考慮這兩個(gè)指標(biāo)之間的密切關(guān)系。
2)爐水中加入磷酸鹽，磷酸根離子發(fā)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(yīng)，只有在堿性溶液中，才能生成流動(dòng)性較強(qiáng)的、容易排出的水渣。但爐水堿度過(guò)大(pH大于11)時(shí)，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(tài)下腐蝕設(shè)備，尤其是高壓設(shè)備發(fā)生腐蝕后，極易造成爆炸事故。
3)為使?fàn)t內(nèi)始終形成不沉淀的輕質(zhì)水渣，應(yīng)將磷酸鹽加入到堿性的爐水中，目爐水中要維持一定的過(guò)剩磷酸鹽，同時(shí)在運(yùn)行中監(jiān)控爐水中磷酸根的多少，使其發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。
磷酸鹽加藥量及其調(diào)節(jié)
以萊鋼焦化廠1#干熄焦余熱鍋爐為例，磷酸鹽加藥泵型號(hào)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(jù)鍋爐運(yùn)行實(shí)踐得出磷酸二鈉溶液的濃度控制在1%~1.5％。對(duì)應(yīng)的磷酸鹽加藥量為:
Na3PO4.12H2O(m)=
磷酸鹽溶液的質(zhì)量（m)*溶液質(zhì)量的百分比（％）／Na3PO4.12H2O的純度
溶液白分含量為帶結(jié)晶水的磷酸三鈉的百分含量。在體積為0.5m；加藥箱內(nèi)，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(guò)磷酸鹽加藥泵實(shí)現(xiàn)，泵的流量調(diào)節(jié)是借助旋轉(zhuǎn)手柄帶動(dòng)千分尺和調(diào)節(jié)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，使偏心塊上下移動(dòng)，改變偏心距，從而達(dá)到調(diào)節(jié)的目的。根據(jù)鍋爐運(yùn)行狀態(tài)及化驗(yàn)結(jié)果，計(jì)算出需求量，將千分尺旋轉(zhuǎn)到所需的刻度為止，轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，按照流量從小到大的方向旋轉(zhuǎn)，調(diào)節(jié)完畢后用縮緊螺母把調(diào)節(jié)絲杠縮緊，泵的流量約1~2min后穩(wěn)定上量。根據(jù)鍋爐運(yùn)行狀況，針對(duì)不同時(shí)期、不同階段的蒸發(fā)量，統(tǒng)計(jì)得出磷酸鹽稀釋后泵的加藥流量與鍋爐蒸發(fā)量的關(guān)系，0.5m；加藥箱內(nèi)、1.5％溶液，加藥平均值為1.59mm。泵的流量自然得以調(diào)節(jié)。
為確保加藥正常，針對(duì)加藥泵運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行有針對(duì)地處理。
磷酸鹽加藥生產(chǎn)實(shí)踐
1#干熄焦運(yùn)行中，鍋爐產(chǎn)生的蒸汽鈉離了超標(biāo)，爐水中磷酸根離了不穩(wěn)定，針對(duì)該問(wèn)題，進(jìn)行工藝分析發(fā)現(xiàn)，由于原設(shè)計(jì)磷酸鹽加藥泵壓力較小，無(wú)法滿足生產(chǎn)工藝要求，磷酸鹽無(wú)法全部加入鍋爐給水中。將磷酸鹽加藥泵臨時(shí)改在進(jìn)除氧器前，盡竹解決了磷酸鹽加不進(jìn)去的問(wèn)題，但造成減溫噴水中含有大量磷酸鹽藥液，造成鍋爐產(chǎn)生的蒸汽鈉離了超標(biāo)，同時(shí)爐水中磷酸根離了不穩(wěn)定。通過(guò)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(jìn)日竹道上，從工藝上保證了其合理性，在操作中針對(duì)加藥泵進(jìn)行精心操作，規(guī)范加藥步驟和程序，并對(duì)加藥相關(guān)變量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，磷酸鹽的加入量應(yīng)根據(jù)爐水磷酸根離了高低進(jìn)行調(diào)整，使其控制在工藝要求的范圍內(nèi)。
2#干熄焦在加藥的過(guò)程中，鍋爐運(yùn)行初期采用間斷加藥，出現(xiàn)PO3上升快，加藥泵開(kāi)停頻繁，導(dǎo)致}幸忽高忽低現(xiàn)象?？紤]到運(yùn)行初期，干熄焦受運(yùn)行工況以及爐水水質(zhì)的影響，PO3離了與爐水中含鈣、鎂的化合物發(fā)生反應(yīng)，生成其他物質(zhì)。此時(shí)爐水中的PO3減少，繼續(xù)加藥，爐水水質(zhì)發(fā)生變化，相對(duì)于爐水來(lái)說(shuō)PO3離了增多。運(yùn)行一段時(shí)間后，鍋爐運(yùn)行參數(shù)趨于穩(wěn)定改為連續(xù)加藥，調(diào)整加藥量的大小，通過(guò)加強(qiáng)排污，來(lái)控制爐水各項(xiàng)工藝技術(shù)指標(biāo)。鍋爐降負(fù)荷時(shí)，逐漸減少加藥量，控制爐栴水質(zhì)，使pH值保持在9~11之間，避免金屬腐蝕。
3#干熄焦運(yùn)行過(guò)程中，種經(jīng)出現(xiàn)過(guò)磷酸根暫時(shí)消失的現(xiàn)象，連續(xù)兠天測(cè)量PO3濃度為零。通迃實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)采用磷酸鹽處理的爐水叐生鹽類(lèi)暫時(shí)消失現(xiàn)象，在負(fù)荷劇烈增加時(shí)，爐水磷酸鹽含醏大幅度閽低，甚至測(cè)不出，pH明顯升高；工況相反時(shí)，負(fù)荷降低。通過(guò)上述現(xiàn)象分析，是否與鍋爐(高壓)蟐行狀況跟新投入輻行有偳。經(jīng)過(guò)相關(guān)分析、查閱襄料證實(shí)，暫時(shí)消失的鹽類(lèi)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(dòng)負(fù)荷下的鹽類(lèi)暫斶消儱與鹽類(lèi)囖溶都會(huì)導(dǎo)致磁性氧化鐵保護(hù)層的溶解，加速爐管的腐蝕。發(fā)生磷酸鹽暫時(shí)消失現(xiàn)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(fù)荷有關(guān)。新鍋爐經(jīng)過(guò)清洗后，投入運(yùn)行爐管或多或少的受清洗程度和開(kāi)工初期鍋爐運(yùn)行處在工藝調(diào)整階段影響，負(fù)荷上下波動(dòng)起伏較大，繼而出現(xiàn)爐水中的PO3濃度監(jiān)測(cè)不出來(lái)的現(xiàn)象。
結(jié)論
1)干熄焦余熱鍋爐起初的磷酸鹽加藥，是用來(lái)調(diào)整爐水工藝指標(biāo)。鍋爐的補(bǔ)給水是除鹽水，爐水中鈣、鎂離了的含量很低，爐內(nèi)結(jié)垢的可能性不大。爐水中加入磷酸鹽的日的轉(zhuǎn)化為主要用來(lái)調(diào)節(jié)爐水的pH值和防腐；運(yùn)控過(guò)程中，加入磷酸鹽，生成松軟水渣，通過(guò)排污排出，防止鍋爐結(jié)垢。

2)加藥泵要滿足鍋爐運(yùn)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(yīng)是工業(yè)品。磷酸鹽(鍋爐阻垢劑)加不到爐水中或加入量不穩(wěn)定，會(huì)導(dǎo)致鍋爐爐管結(jié)垢、腐蝕，影響鍋爐的**運(yùn)行。
3)根據(jù)鍋爐運(yùn)行工況，掌握干熄爐受外部環(huán)境的影響，發(fā)生啟停時(shí)，掌握磷酸鹽加藥量的變化規(guī)律，停爐時(shí)，提前少加或停加，啟動(dòng)時(shí)，加入量應(yīng)適當(dāng)增加。運(yùn)行過(guò)程中，根據(jù)化驗(yàn)反饋的結(jié)果，及時(shí)調(diào)整磷酸鹽加藥量，避免磷酸鹽測(cè)不到，而對(duì)鍋爐爐管造成腐蝕。
加藥量計(jì)算公式
　　水的硬度小于2umol/L,即認(rèn)為折合鈣離子Ca2+*多為2umol/L；
　　補(bǔ)水速度為2.023t/h，即2023L/h，據(jù)此可算出補(bǔ)充的鈣離子速度為2*2023=4046umol/h；
　　根據(jù)鈣與磷酸鹽在爐水中的反應(yīng)：
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(jié)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(kāi)工時(shí)的加藥量，此時(shí)要看整個(gè)鍋爐水系統(tǒng)的容積，一般考慮開(kāi)工時(shí)，可兩臺(tái)泵同時(shí)開(kāi)，以解決初始加藥量過(guò)大問(wèn)題)，即為30L/h

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