600 MW亞臨界汽包爐爐水氫氧化鈉調節處理試驗研究

葛雪靜，徐錦影，宋敬霞

（1．國華寧海電廠，浙江 寧海 315612；2．西安熱工研究院有限公司，西安 710032）

0 引言

浙江國華寧海電廠1-4號機組鍋爐為上海鍋爐廠制造的亞臨界一次中間再熱控制循環汽包爐，型號SG-2028/17.5-M908。汽機為上海汽輪機有限公司和美國西屋公司合作制造的600 MW亞臨界、中間再熱式、四缸四排汽、單軸、凝汽式汽輪機，型號N600-16.7/537/537。發電機型號QFSN-600-2。

1-4號機組汽包爐水均采用低磷酸鹽處理，具體控制指標為 pH 值（25℃）9.0～9.7（標準值）、9.3～9.6（期望值）； 磷酸根（PO43-）≤1 mg/L； 氯離子（Cl-）≤0.5 mg/L；電導率（DD）＜20 μS/cm。

4號機組于2006年11月建成投產，在2009年3月檢修時，發現汽輪機高壓缸葉片存在積鹽現象。經分析，鹽類主要元素為鈉和磷，判斷為蒸汽攜帶磷酸鹽所致，因此于2010年5月將4號機組鍋爐爐水改為氫氧化鈉處理。

1 爐水氫氧化鈉處理的優點

近年來，爐水磷酸鹽處理引起的腐蝕、結垢、積鹽問題逐年增多，尤其是亞臨界參數汽包爐，因鍋爐熱負荷較高，磷酸鹽隱藏傾向增加，水冷壁管存在酸性腐蝕、沉積速率增加的隱患；蒸汽中鹽類攜帶量增加時，存在過熱器、汽輪機積鹽的風險。為避免這些影響機組安全經濟運行的問題，開始采用爐水氫氧化鈉處理技術。氫氧化鈉除了能維持pH值外，還可以抑制氯離子對氧化膜的破壞，爐水采用氫氧化鈉處理的特點如下:

（1）有效防止水冷壁受熱面的酸性腐蝕。徹底消除磷酸鹽隱藏現象，避免酸式磷酸鹽與水冷壁反應而造成的酸性腐蝕破壞；同時由于氫氧根對維持水冷壁金屬表面氧化膜的完整性以及修復膜的缺陷有積極作用，能夠抑制氯離子對水冷壁管的腐蝕破壞。

（2）減緩水冷壁的結垢速率。由于磷酸鹽存在隱藏風險，使酸式磷酸鹽與氧化鐵的反應產物沉積在水冷壁高熱負荷區，增加了水冷壁的沉積物量，最終導致腐蝕加劇。但NaOH不會發生隱藏，在局部沉積的概率也較低。

（3）減少蒸汽鹽類攜帶，降低過熱器、汽輪機的積鹽。爐水加藥量降低，含鹽量減少，爐水品質優良，蒸汽中鹽類攜帶量相應大大降低，避免了鹽類在過熱器和汽輪機上的沉積。

因此，實施爐水氫氧化鈉處理技術可有效避免水冷壁管的酸性腐蝕破壞，避免過熱器積鹽造成的超溫爆管，避免汽輪機積鹽造成的效率降低等問題，提高機組運行的安全經濟性，達到節能降耗的目的。

2 爐水氫氧化鈉處理的實施

2.1 爐水品質查定

爐水在磷酸鹽處理工況下的品質查定結果見表1。

查定結果表明，爐水含鹽量較高，電導率一般為 6～8 μS/cm， 磷酸根含量為 0.3～0.6 mg/L，氯離子含量超過150 μg/L。爐水氫電導率較高的主要原因是含有較多磷酸根。2010年5月17日，爐水停止加磷酸鹽，并開大鍋爐排污，爐水磷酸根、氫電導率均明顯下降。

2.2 爐水添加氫氧化鈉

從2010年5月19日開始，將4號機組爐水加藥改為氫氧化鈉，具體配藥濃度為：1個藥箱（容積約2 m3）內溶解分析純氫氧化鈉125 g。對爐水各項指標進行分析監測，具體結果見表2。

改為氫氧化鈉處理后，爐水pH值、Cl-含量、氫電導率均在標準要求范圍內，且爐水含鹽量降低，電導率一般為4～6 μS/cm，鈉含量不超過0.2 mg/L，Cl-含量不超過50 μg/L，氫電導率不超過 1 μS/cm。

2.3 爐水氫氧化鈉處理指標確定

要充分發揮爐水氫氧化鈉處理的技術優勢，使爐水處理達到最佳運行工況，還需要對爐水加藥工藝、鍋爐排污量及汽水品質各項控制指標進行研究。通過試驗，結合有關標準要求及4號機組的設備狀況，最后確定鍋爐爐水實施氫氧化鈉處理的控制指標如下：pH值9.0～9.7（期望值9.2～9.5）； 電導率（SC）＜10 μS/cm； 氫電導率（CC）＜1.5 μS/cm（期望值＜1.0 μS/cm）； 氯離子（Cl-）＜0.2 mg/L（期望值＜0.15 mg/L）； 鈉離子（Na+）＜0.3 mg/L（期望值<0.2 mg/L）。

表1 爐水采用低磷酸鹽處理時的水質查定結果

表2 爐水采用氫氧化鈉處理后的水質查定結果

圖1 爐水磷酸鹽處理時過熱蒸汽鈉含量隨負荷變化情況

圖2 爐水氫氧化鈉處理時過熱蒸汽鈉含量隨負荷變化情況

2.4 爐水處理方式改變前后蒸汽品質對比

圖1、圖2為4號鍋爐爐水處理方式改變前后的過熱蒸汽鈉含量隨負荷變化曲線，可以看出，爐水改為氫氧化鈉處理后，由于含鹽量降低，過熱蒸汽品質明顯改善，在負荷變化期間，鈉離子含量沒有出現短暫上升現象，有效避免了過熱器與汽輪機的積鹽隱患。

3 結語

自從4號鍋爐爐水改用氫氧化鈉處理后，機組熱力系統各項汽水指標得到明顯改善，爐水加藥量減少，含鹽量明顯降低，pH值控制穩定，鍋爐排污率有所下降，蒸汽鹽類攜帶降低，解決了低磷酸鹽處理存在的問題，證明了氫氧化鈉處理方式的可行性，提高了鍋爐與汽輪機效率，取得了節能降耗的顯著效果。

[1]DL/T 805.3-2004火電廠汽水化學導則：第3部分 汽包鍋爐爐水氫氧化鈉處理[S].北京：中國電力出版社，2005.

[2]DL/T 805.2-2004火電廠汽水化學導則：第2部分 鍋爐爐水磷酸鹽處理[S].北京：中國電力出版社，2005.

[3]GB/T 12145-2008火力發電機組及蒸汽動力設備水汽質量[S].北京：中國標準出版社，2008.