鍋爐阻垢的必要性
鍋爐給水和爐水中含有結(jié)垢成分鈣、鎂離子,鍋爐水垢的形成是因水中的鈣、鎂鹽類(lèi)的濃度超過(guò)了它們的溶解度,從水中析出并附在粗糙不平的金屬受熱面上,形成水垢。鈣、鎂鹽類(lèi)其濃度超過(guò)溶解度有3個(gè)原因:第1個(gè)原因,爐水受熱后不斷蒸發(fā),水中的鈣、鎂鹽類(lèi)不斷濃縮超過(guò)溶解度;第2個(gè)原因,一些鈣、鎂化合物的溶解度隨溫度升高而降低;第3個(gè)原因,還有一些易溶于水的鈣、鎂化合物,在加熱過(guò)程中,發(fā)生了化學(xué)反應(yīng),生成難溶于水的物質(zhì)。防止鈣、鎂水垢要盡量減少補(bǔ)給水的硬度,而且要進(jìn)行鍋內(nèi)加藥處理。
磷酸三鈉阻垢機(jī)理
磷酸三鈉Na3PO4是一種無(wú)機(jī)化合物,磷酸根是弱酸根,可以發(fā)生可逆水解反應(yīng)。
(PO4)3- + H2O ? OH- + (HPO4)2- 可逆
(HPO4)2- + H2O ? OH- + (H2PO4)- 可逆
(H2PO4)- + H2O ? OH- + H3PO4 可逆
這是一個(gè)多部水解,因?yàn)榱姿岣?PO4)3-和3個(gè)H+的作用力不同,這三個(gè)反應(yīng),第一步的反應(yīng)程度最大,第2步和第3步都是很微弱的。在鍋爐水呈堿性的條件下,加入磷酸三鈉溶液,使水中磷酸根維持在一定濃度范圍,水中的鈣離子、鎂離子便與磷酸根反應(yīng)生成堿式磷酸鈣、磷酸鎂,兩種反應(yīng)產(chǎn)物均屬難溶化合物,在鍋爐水中呈分散、松軟水渣,易隨鍋爐排污排出鍋爐,不會(huì)粘附在鍋爐受熱面形成二次水垢。
磷酸三鈉價(jià)格低廉,磷酸三鈉作為工業(yè)鍋爐阻垢劑具有先天的性?xún)r(jià)比優(yōu)勢(shì)。在工業(yè)鍋爐水質(zhì)國(guó)標(biāo)GB/T1576-2008要求中,除直流鍋爐對(duì)給水磷酸根做出要求外,其余各類(lèi)蒸汽鍋爐、熱水鍋爐、汽水兩用鍋爐、余熱鍋爐、貫流鍋爐等,無(wú)論補(bǔ)給水是軟化水、還是除鹽水、還是單純鍋內(nèi)加藥處理的鍋爐,都明確給出了鍋水中磷酸根含量標(biāo)準(zhǔn)范圍。同時(shí)還明確指出,如果鍋爐鍋水不適應(yīng)用磷酸鹽阻垢劑而采用其他阻垢劑,鍋水其他阻垢劑殘余量應(yīng)符合藥劑生產(chǎn)廠(chǎng)規(guī)定的指標(biāo)。
例如,在工業(yè)鍋爐水質(zhì)國(guó)標(biāo)GB/T1576-2008要求中,采用鍋外水處理的自然循環(huán)蒸汽鍋爐和汽水兩用鍋爐的鍋水中磷酸根含量標(biāo)準(zhǔn):在額定蒸汽壓力小于或等于1MPa時(shí)對(duì)鍋水磷酸根沒(méi)有要求;在額定蒸汽壓力大于1Mpa,小于或等于2.5Mpa時(shí)要求對(duì)鍋水磷酸根維持在10~30mg/L范圍;在額定蒸汽壓力大于2.5Mpa,小于3.8Mpa時(shí)要求對(duì)鍋水磷酸根維持在5~20mg/L范圍。
磷酸三鈉作為鍋爐阻垢劑應(yīng)注意的14個(gè)問(wèn)題:
磷酸三鈉投放要適量,鍋水磷酸根濃度過(guò)剩量要適度,鍋水磷酸根濃度維持在國(guó)標(biāo)GB/T1576-2008要求水質(zhì)指標(biāo)范圍內(nèi),磷酸三鈉過(guò)量或欠量都會(huì)對(duì)鍋爐造成傷害。
磷酸三鈉加多了對(duì)鍋爐運(yùn)行有三方面影響。
磷酸三鈉作為鍋爐阻垢劑需要注意第1個(gè)問(wèn)題:磷酸三鈉加多了對(duì)鍋爐運(yùn)行影響一。磷酸三鈉過(guò)量,鍋水磷酸根濃度超過(guò)國(guó)標(biāo)GB/T1576-2008要求水質(zhì)指標(biāo)范圍,會(huì)造成爐水電導(dǎo)率過(guò)高,含鹽量過(guò)大。
磷酸三鈉作為鍋爐阻垢劑需要注意第2個(gè)問(wèn)題:磷酸三鈉加多了對(duì)鍋爐運(yùn)行影響二。磷酸三鈉過(guò)量,容易造成汽水共騰,造成蒸汽含鹽量上升,惡化蒸汽品質(zhì)。
磷酸三鈉作為鍋爐阻垢劑需要注意第3個(gè)問(wèn)題:磷酸三鈉加多了對(duì)鍋爐運(yùn)行影響三。磷酸三鈉過(guò)量,還容易造成爐水堿度過(guò)大,造成晶間腐蝕苛性脆化。
磷酸三鈉作為鍋爐阻垢劑需要注意第4個(gè)問(wèn)題:磷酸三鈉加少了對(duì)鍋爐運(yùn)行有影響主要是。磷酸三鈉欠量,鍋水磷酸根濃度低于國(guó)標(biāo)GB/T1576-2008要求水質(zhì)指標(biāo)范圍,會(huì)造成爐水PH值達(dá)不到指標(biāo),爐水硬度高,鍋爐爐管易結(jié)垢影響傳熱,鍋爐出力不好效率不高,鍋爐爐管?chē)?yán)重結(jié)垢會(huì)引起爐管蠕脹而爆管,直接影響安全生產(chǎn)。
磷酸鹽隱藏現(xiàn)象
磷酸鹽隱藏現(xiàn)象發(fā)生的特征為:當(dāng)鍋爐負(fù)荷增高時(shí),鍋爐水中的磷酸鹽有一部分從水中析出,沉積在爐管壁上,爐水中磷酸鹽的濃度明顯降低,而當(dāng)鍋爐負(fù)荷減少或停爐時(shí),沉積在爐管壁上的鈉鹽又被溶解下來(lái),爐水中磷酸鹽的濃度重新増高,這種現(xiàn)象稱(chēng)為磷酸鹽隱藏現(xiàn)象。
磷酸鹽隱藏的原因
磷酸三鈉在水中的溶解度是隨著水溫升高而增大,當(dāng)溫度達(dá)到120℃左右時(shí),磷酸三鈉溶解度達(dá)到最大值。當(dāng)水溫超過(guò)200 度以后,磷酸三鈉溶解度隨著水溫升高急劇下降。
當(dāng)鍋爐出力增大時(shí),由于爐膛內(nèi)熱負(fù)荷增加,上升管內(nèi)的爐水容易發(fā)生不正常的沸騰工況即膜態(tài)沸騰和流動(dòng)工況即汽水分層、自由水面和循環(huán)倒流等。膜態(tài)沸騰,汽水分層、自由水面和循環(huán)倒流等這些異常工況會(huì)造成爐管的局部過(guò)熱,結(jié)果使管內(nèi)鍋爐水發(fā)生局部蒸發(fā)濃縮,導(dǎo)致磷酸鹽析出附著在管壁上。
當(dāng)鍋爐出力減小或停爐時(shí),爐膛內(nèi)熱負(fù)荷降低,爐管內(nèi)恢復(fù)汽泡狀沸騰工況,在這種工況下沸騰 產(chǎn)生的氣泡靠浮力和水流沖力離開(kāi)壁管,與此同時(shí)周?chē)乃?流向壁管,使壁管得到及時(shí)冷卻。正常地汽泡狀沸騰工況使壁管不再出現(xiàn)局部過(guò)熱,并且因?yàn)楸诠苁艿?a href="http://udu9.cn">鍋爐水的沖刷,原本析出并附著在壁管上的磷酸鹽重新溶于鍋爐水中。
磷酸鹽隱藏的危害
爐管上形成的磷酸鹽附著物的危害性與水垢相似,主要危害表現(xiàn)為三種:
磷酸三鈉作為鍋爐阻垢劑需要注意第5個(gè)問(wèn)題:磷酸鹽隱藏的危害一、 爐管上形成的磷酸鹽附著物能與爐管上的其他沉積物,如金屬腐蝕產(chǎn)物氧化鐵、硅化合物等發(fā)生反應(yīng),變成難溶的水垢。
磷酸三鈉作為鍋爐阻垢劑需要注意第6個(gè)問(wèn)題:磷酸鹽隱藏的危害二、 爐管上形成的磷酸鹽附著物因其導(dǎo)熱很差,在某些情況下也可直接導(dǎo)致?tīng)t管金屬?lài)?yán)重超溫,以致?tīng)t管蠕脹,嚴(yán)重的甚至發(fā)生爆管。
磷酸三鈉作為鍋爐阻垢劑需要注意第7個(gè)問(wèn)題:磷酸鹽隱藏的危害三、爐管上形成的磷酸鹽附著物能引起沉積物下的金屬腐蝕,當(dāng)Na3PO4(磷酸三鈉)發(fā)生暫時(shí)消失現(xiàn)象時(shí),在高熱負(fù)荷的爐管上會(huì)形成Na2HPO4(磷酸氫鹽)的固相附著物,其析出過(guò)程的化學(xué)反應(yīng)為:
Na3PO4 +H2O→Na2HPO4 +NaOH
在這個(gè)化學(xué)反應(yīng)中,當(dāng)磷酸氫鹽的固相物從磷酸三鈉溶液中析出時(shí),在爐管管壁邊界層的液相中,有游離氫氧化鈉產(chǎn)生,使?fàn)t水PH值增大。含有游離氫氧化鈉的爐水局部高度濃縮時(shí)會(huì)引起爐管金屬的腐蝕。這也是有時(shí)爐水PH值高的原因。
磷酸鹽隱藏的解決六個(gè)辦法
磷酸三鈉作為鍋爐阻垢劑需要注意第8個(gè)問(wèn)題:解決磷酸鹽隱藏的辦法一、調(diào)整爐膛內(nèi)空氣動(dòng)力場(chǎng)合理分布,讓鍋爐爐膛各處溫度平衡均勻,避免局部發(fā)生過(guò)熱現(xiàn)象,使?fàn)t膛內(nèi)空氣動(dòng)力場(chǎng)達(dá)到最佳效果。
磷酸三鈉作為鍋爐阻垢劑需要注意第9個(gè)問(wèn)題:解決磷酸鹽隱藏的辦法二、在鍋爐高負(fù)荷情況下,只要爐水不出現(xiàn)硬度,保持磷酸鹽加入量在國(guó)標(biāo)要求指標(biāo)范圍內(nèi),避免過(guò)量加入磷酸三鈉,防止加的量越多析出越多。
磷酸三鈉作為鍋爐阻垢劑需要注意第10個(gè)問(wèn)題:解決磷酸鹽隱藏的辦法三、對(duì)爐水進(jìn)行協(xié)調(diào)PH-磷酸鹽處理,使?fàn)t水 Na/PO4 摩爾比值保持在 2.5-2.8 之內(nèi),就可避免游離氫氧化鈉的產(chǎn)生,防止游離氫氧化鈉對(duì)爐管金屬的腐蝕。
磷酸三鈉作為鍋爐阻垢劑需要注意第11個(gè)問(wèn)題:解決磷酸鹽隱藏的辦法四、在鍋爐負(fù)荷波動(dòng)較大情況下,鍋水磷酸鹽濃度變化較大時(shí),適當(dāng)增加一下定排,或者開(kāi)大連排,加強(qiáng)排污。
磷酸三鈉作為鍋爐阻垢劑需要注意第12個(gè)問(wèn)題:解決磷酸鹽隱藏的辦法五、堿洗除去Na2HPO4、NaFePO4隱藏磷酸鹽。爐水磷酸鹽隱藏現(xiàn)象主要是磷酸鹽在不同溫度下溶解和沉積在管壁上引起的,可采用氫氧化鈉溶解Na2HPO4、NaFePO4,化學(xué)反應(yīng)式為:
Na2HPO4+NaOH→Na3PO4+H2O
NaFePO4+ NaOH→Na3PO4+Fe(OH)2
實(shí)施方法為:當(dāng)爐水溫度大于300攝氏度時(shí),加入低濃度的NaOH,保持爐水PH值在9.5~10左右,加大排污同時(shí)檢測(cè)鐵離子濃度變化,處理24小時(shí)即可解決隱藏磷酸鹽。
磷酸三鈉作為鍋爐阻垢劑需要注意第13個(gè)問(wèn)題:解決磷酸鹽隱藏的辦法六、在條件許可情況下,降低鍋爐負(fù)荷。
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