自动加药系统在热电厂中的应用

410 t/ h， 工作压力均为9.8 M P， 担负着大 庆 市西 城区的 供 热 任务以 及向周边 单位供 蒸汽和部分发电任务。 以离子交换的二级除 盐 水作为 补 给 水， 采 用磷 酸 盐 进行 炉内 手 动 加 药 处 理， 加 药 通 过 活 塞 加 药 泵 打入 汽 包锅 炉内。 锅 炉 运 行 过 程中炉 水 的 磷 酸 盐 含 量要求 控制 在 2～8 m g / L， 实际 运行中 磷酸盐含量虽在合格范围内， 但停炉后检查 锅 炉 炉 管 积 盐 严重， 说明 磷 酸 盐 含 量 偏 高 造 成 蒸 汽 携 带 增 加， 且 人 工手动 调 节加 药 剂量无法精确 控制， 还容易产生磷酸 盐 “暂 时 消 失”现 象,致 使系统 盐 垢 局 部 浓 缩,降 低 热 传 递的同时,又 造成 垢下腐蚀， 我们 对
品质,减 少了汽 轮 机 的 盐 类 沉 积,使 生 产更 加安全稳定。 另外,采用此装置,使水质合格 率 得 到 很 大 提 高,延 长 热 力 设 备 的 使 用 寿 命,也使锅 炉 的 排 污 量明显 降 低,减 少了汽 水损失降低了药品的消耗。
加 药 计 量 箱内 的 部 分 药品， 并向其中加 入 Na 2 H P O 4 手动炉 水加药， 观 察 炉 水数 据待 情况稳定 且恢复正常后， 调整药品投入自动 加药系统。 4.2 p H值和PO 4 3 - 在线仪表读书和化验结果 (表1) 4.3 经 过 炉水自动加药低磷 酸 盐的实际运 行， 炉水 水质 稳 定， 结 垢 量、 积 盐 量明显下 降， 蒸汽品质提高 (1) 炉 水 水 质 稳 定 。N a O H 和 N a 3 P O 4 配 比 调 整 好 后,炉 水 水 质 首先 得 到 稳 定 的 控 制,磷 酸 根 平均 含 量1.5 m g / L,最高是 3 m g/L,最低0.5 m g/L,变化幅度很小。 炉 水 p H 平 均 9.5,从实 际 运 行 的 报 表 统 计 看,炉水pH和磷 酸根基本是直线,炉水电导 率基本 稳定在10 μs/c m左右,彻底消除了 水质不稳定的现象。 (2) 蒸 汽品质 提高。 根 据 运行报 表 对 蒸 汽 品质的 统计发 现:随 着 低磷 处 理,炉 水含 盐量的降低,蒸汽含盐量明显减少。
5 经济效益分析
(1) 采 用 炉 水 低 磷 处 理,节 约了炉 内 水 处 理 用 药 。由 于 磷 酸 根 浓 度 由 原 来 平 均 5 m g / L 降 至1.5 m g / L,节约了35 % 的磷 酸 三钠,扣 除 少 量消 耗 的N a OH,在 药 剂 方 面每年可节约1.0万元。 (2)炉水水质得到改 善,连排开度减小,排污率下降了0.4%,减少 了热 损 失 和 水损 失,每 年可折 8 万余 元。 (3) 由于低磷处理降低了锅炉的腐蚀和结垢,避 免了炉 管的 鼓包 和 爆管,延长了水冷壁 管的 使用寿命。
参考文献
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科技创新导报
2013 NO.24 Science and Technology Innovation Herald
学 术 论 坛
自动加药系统在热电厂中的应用
张迪 (大庆油田有限责任公司电力集团宏伟热电厂化学分厂 黑龙江大庆 163411)
摘 要： 该文介绍化学#4、 5锅炉炉水加药自动化装置以及加药方式的改造， 自动加药低磷处理使炉内加药量得到了精确的控制， 改善炉水品质 及蒸汽气质， 节省了人力及药品的消耗。 自动低磷处理的改造解决了原系统存在的问题， 具有较大的经济效益和社会效益。 关键词： 热电厂 炉内水处理 自动加药 中图分类号： 文献标识码： 文章编号： TG659 A 1674-098X(2013)08(c)-0216-02
# 大 庆油田宏 伟 热电 厂 有5台锅 炉， 1,2 # 炉 蒸 发 量 为 2 2 0 t / h， 3,4,5 炉 蒸 发 量 为
量 既能 满 足 除 垢 能 力， 又能 减 少 积 盐 现 象 消 除 磷 酸 盐 的 暂 时 消 失现 象， 改善炉水水 质。
给 水,采 用 低 磷 处 理,锅 炉 水中 杂 质 较 少, 磷 酸 根 成 为 锅 炉 水中 含 盐 量 的 主 要 成 分, 可选择 pH在线检测仪 表、 电导率 在线检测 仪、 磷 酸根在线检测仪 表、 输出相应的电信 号控制加药,宏 伟电厂采用磷表在线自动 控 制， 以达到炉水磷酸盐浓度的精确控制。 2.2 加药系统 根 据 大 庆 油田宏 伟 热电 厂历年来 的 炉 水水质， 人 工调 制 Na OH 和 Na 3 P O 4 的比 例， 一 般 加药量 为每天 二斤Na 3 P O 4 和 半瓶 NaOH， 采用一台加药装置， 一台加药泵， 自 动加药装置控制PO 4 3- 浓度在合格范围内。 2.3 自动控制系统 采 用 P I D 控 制 算 法 方 法， 在实 施锅 炉 水低磷 酸 盐 处 理 时以磷 酸 根作 测定值 为 反馈 量， 再由 控 制系统 对 锅 炉 进行 连 续 的 智 能 化 趋 势 分 析， 预测锅炉炉水的变化 趋 势， 控 制系统 根 据 分 析 结 果 对 控 制 过 程 进 行控制， 如 果不正常， 则控制器给出一 恒 定 输出， 并 给出故 障 报警。 控 制系统 如图 2 所 示。
4,5炉 进行自动 加药 磷 酸 盐 处 理的改 造，
并 将 炉 水 磷 酸 盐 含 量 的 设 定值 调 小， 尽量 采 用低 磷 酸 盐 处 理， 使得 炉 水 的 磷 酸 盐 含
3 自动加药与手动加药的比较
(1) 未改 造前加药过程中磷 酸 盐的加药 量 以手 动 控 制， 但 是 磷 酸 盐 含 量 又会 随负 荷的升降变化,有时向炉内加药磷酸盐后几 个小 时 内 磷 酸 盐 含 量不 会 升 高， 但是在降 负荷 是 磷 酸 盐 含 量 又会 突 然 增 大， 严重 时 会 超标， 会影响到蒸汽品质， 造成一 些列水 质 影 响。 自动 加 药 磷 酸 盐 处 理 可 以保 证 炉 水 pH 和 P O 4 3 - 在合格 范围内并且我 厂 磷 酸 盐控制在较低范围内， 减少 蒸汽的 携带， 减 轻 锅 炉 炉 管 的 积 盐 现 象， 有利于锅炉的清 洗。 (2) 手动加药 难免使磷 酸 盐含量 超标， 磷 酸 盐在 高 温 高压 下易发 生 “隐 藏”现 象, 其形成 的易溶 盐 附着 物与管壁 上其他 沉 积 物发 生 反应,生 成 复杂 难 溶水 垢,并加 剧 水 冷壁管的结垢和腐蚀过程。 同时磷酸盐 “隐 藏”现 象 产生 的 游 离 N a OH也 对 水 冷 壁 有 碱 性 腐 蚀。 而自动 加 药 磷 酸 盐 处 理 可 以有 效的改善炉水水质， 达到防腐除 垢的目的。 (3)自动 加药使炉内加药量得 到了精 确 的 控 制， 节省了大 量 的人力， 减 轻了劳 动强 度， 同 时 降 低了炉 水 的 含 盐 量,提 高了水 汽
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1 磷酸盐处理方案
1.1 磷酸盐处理原理 磷 酸 盐 处 理 就 是 想锅 炉 水中投 加 磷 酸 盐， 是炉水维持一定量的磷 酸 盐浓度， 一定 条件下锅炉水中的Ca 2+与PO 4 3- 生成碱 式磷 酸钙， 一种松 软的水渣随锅炉 排 污排除， 锅 炉水中维持一定量的过剩的PO 4 3- 锅炉内就 不会有钙垢形成。 1.2 低磷酸盐处理方案的确定 根 据 之 前 锅 炉 运 行出 现 的 积 盐、 磷酸 盐 隐 藏、 设 备结 垢、 垢下腐蚀、 蒸 汽 恶 化等 问 题， 了解 到 这 些 都 是 磷 酸 盐 浓 度 过 高 带 来的弊 病， 因此 采用低磷处 理方案， 让 炉水 中含有少量磷酸根又能维持一定的pH值。 根 据 钢 在 水溶 液 的腐蚀 速度 和 溶 液 pH关系曲线(见图1)可以看出:钢在pH值 为 9～10之间越接近pH=10,腐蚀速率越小,这 是由于 N a OH 的 增 高 在 钢 表面 形成了保 护 膜,阻 止其腐蚀。 因此,为了减少水冷壁的腐 蚀 和降 低 炉 管 结 垢 量,只能 提高炉 水 的 pH 值、 降 低磷 酸 根含 量,而这 就得加 大药液中 NaOH的加入量,减少磷酸三钠的加入量。
2 自动加药系统
2.1 控制参数 图1 310℃下,铁的腐蚀速度 与PH值的关系曲线 宏 伟 热电 厂以 二 级 除 盐 水作为锅 炉 补
图2
自动控制系统
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表1
时间 2011-10 -0 6 0:0 0 2:0 0 4:0 0 6:0 0 8:0 0 10:0 0 12:0 0 14:0 0 16:0 0 18:0 0 20:0 0 22:0 0 24:0 0 pH 值 在线仪表读数 9.618 9.638 9.628 9.630 9.630 9.6 60 9.680 9.625 9.578 9.625 9.588 9.560 9.610 化验结果 9.58 9.53 9.60 9.52 9.55 9.62 9.50 9.54 9.56 9.55 9.48 9.50 9.54 PO 4 3
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(3少。
质量浓度(m g·L - 1) 化验结果 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.2 1.5 1.0 1.5 1.5 在线仪表读数 1.685 1.550 1.338 1.605 1.438 1.476 1.430 1.145 1.480 1.288 1.6 40 1.430 1.580