生了較嚴重的汽輪機積鹽現象。2007年4月天津某電廠3號機組大修，對汽輪機進行了檢查，發現汽輪機積鹽非常嚴重，同時低壓缸首級葉片和二級葉片存在腐蝕現象，高壓缸第1級葉片的積鹽量高達301g/m2，主要成分為磷酸三鈉（質量分數94.6%）；2008年5月內蒙某電廠1號機大修，也發現汽輪機存在嚴重積鹽現象，高壓轉子第9級沉積速率達到了0.788mcm，主要成分為磷酸三鈉（質量分數73.04%）。

汽輪機積鹽是由于飽和蒸汽品質較差所致，飽和蒸汽中的雜質來源于飽和蒸汽對爐水中鹽類的機械攜帶和溶解攜帶。目前600MW亞臨界機組鍋爐爐水多采用向爐水中加入適量磷酸三鈉的方法進行處理。蒸汽中的磷酸三鈉來源于對爐水中磷酸三鈉的攜帶。影響蒸汽中Na3PO4攜帶水平的因素有汽包的汽水分離裝置的工作性能、爐水處理工況、機組運行參數如負荷、汽包壓力、水位等。

筆者以A、B、C三個電廠的3臺同型號600MW亞臨界汽包爐機組為研究對象，在機組額定工況運行條件下，對各機組鍋爐爐水處理工藝進行優化試驗。通過考察爐水磷酸鹽含量對蒸汽品質的影響，確保各機組飽和蒸汽鈉含量達到控制標準，鍋爐爐水磷酸鹽濃度在控制范圍內，從而對鍋爐目前的爐水處理工藝進行優化選擇，同時確定鍋爐爐水的pH、電導率等其他水質控制指標，以期為提高蒸汽品質、預防汽輪機積鹽做出貢獻。

1試驗部分

試驗機組名稱、型號及試驗前爐水處理方式見表1。

試驗條件：機組負荷550～600MW；汽包壓力＜18.5MPa；汽包水位為正常水位；鍋爐連排開度為正常開度（0.5%～1.0%）；爐水pH9.3～9.6；凝結水、給水各項水質監控指標達到水汽質量標準要求。

爐水低磷酸鹽處理對蒸汽鈉含量影響的試驗：采用鍋爐磷酸鹽加藥系統，在標準規定的低磷酸鹽處理工況爐水磷酸鹽質量濃度控制范圍（0.5～3.0mg/L）內，將3臺試驗機組爐水磷酸鹽含量依次控制在0.5、1.0、1.5、2.0、3.0mg/L（±0.2mg/L）。在每個濃度水平，維持爐水磷酸根含量，保持機組額定工況運行4～6h。在此期間，重點監測蒸汽鈉含量、爐水鈉含量、磷酸根含量、pH、電導率等監控指標。

爐水平衡磷酸鹽處理（EPT）對蒸汽品質影響的試驗：將A廠3號機和B廠1號機爐水處理方式由低磷酸鹽處理方式轉為平衡磷酸鹽處理方式，將磷酸根濃度控制在爐水磷酸鹽平衡點濃度以下，適量加入氫氧化鈉以調整爐水pH。機組額定工況運行，重點檢測蒸汽鈉含量、爐水鈉含量、磷酸根含量、pH、電導率等監控指標。

爐水磷酸鹽濃度對蒸汽品質的影響見表2。

由表2結果可以看出，隨著爐水磷酸根濃度的提高，各機組相應的蒸汽鈉含量均呈現出較明顯的升高趨勢。為達到飽和蒸汽鈉質量分數小于5.0×10-9的控制要求，A廠3號機（大修后）爐水采用低磷處理時需將磷酸根控制在1.0mg/L，B廠1號機（大修前）采用低磷酸鹽處理時，需將爐水磷酸根控制在0.5mg/L以下。相比之下，C廠1號機采用低磷酸鹽處理時，蒸汽鈉含量較低，顯著優于A、B兩廠。對過熱蒸汽鈉含量監測結果表明，3臺機組過熱蒸汽鈉含量明顯低于飽和蒸汽鈉含量，說明過熱器中存在鈉鹽沉積現象。

對爐水pH的監測結果發現，當爐水磷酸根質量濃度小于2.0mg/L時，爐水pH偏低（小于9.30），不利于鍋爐防腐要求。

上述試驗結果表明，同型號的600MW機組額定工況運行時，采用同種爐水處理工況（低磷酸鹽處理），蒸汽品質呈現明顯的差異。分析其原因，與鍋爐汽包的汽水分離效能有很大關系。

2.2汽包汽水分離效能對蒸汽鈉含量的影響

汽包汽水分離器的工作效能直接影響蒸汽的機械攜帶水平。汽水分離器的數量、安裝水平和運行狀態會影響汽水分離效果。汽水分離裝置工作不正常，蒸汽的機械攜帶就會增加。鍋爐運行過程中，有的旋風分離器傾斜或倒了，使第一級汽水分離失去了應有的功能，蒸汽嚴重帶水使蒸汽的含鹽量增加。

在B廠和C廠1號機機組大修期間，對兩臺鍋爐的汽包和過熱器進行了有針對性的化學檢查，檢查中發現了以下問題：

（1）兩臺鍋爐汽包旋風分離器數量只有110個，是常規600MW機設計數量（200個）的一半。

（2）B廠1號機鍋爐汽包頂部波紋板汽水分離器以下的焊縫總長度約為160m，共22道焊縫，其中的5道焊縫開裂，開裂焊縫長度為2m，其中1.2m位于水位線以上。汽包夾層焊縫開裂，夾層存有砂眼，會導致部分汽水混合物沒有經過旋風分離器分離而直接進入汽空間，引起飽和蒸汽帶水嚴重，使飽和蒸汽含鹽量增大。

（3）B廠1號機鍋爐汽包頂部波紋板分離器疏水槽與輸水管連接處的焊縫未滿焊，只進行了點焊，導致波紋板分離器的疏水直接進入汽空間，從而導致飽和蒸汽攜帶水分能力增大。

（4）B廠1號機過熱器中存在鈉鹽沉積現象。

（5）C廠1號機汽包未發現明顯的焊縫開裂及其他影響汽水分離效能的缺陷。

由此可見，因汽包存在的上述缺陷嚴重影響了汽包的汽水分離效能，是導致同型號鍋爐采用相同的爐水處理工藝（低磷酸鹽處理工藝），而飽和蒸汽鈉含量呈現顯著差異的主要原因。

還對A廠3號機大修期間汽包和過熱器的檢查情況進行了調查，發現該鍋爐也不同程度地存在以上問題。從A廠3號機大修后和B廠1號機大修前的上述試驗數據可以看出，A廠3號機大修時處理了汽包缺陷后蒸汽鈉含量有所降低。

2.3爐水平衡磷酸鹽處理對蒸汽鈉含量的影響

試驗中發現，A廠3號機（大修后）和B廠1號機（大修前）采用低磷酸鹽處理工況時，因爐水磷酸鹽加入量少，爐水pH偏低，難以保證鍋爐防腐要求。所以，對這兩臺鍋爐爐水采用了平衡磷酸鹽處理，向爐水中加入一定量的氫氧化鈉，來提高爐水pH。試驗結果見表3。

由表3可以看出，因B廠1號機大修前汽包存在缺陷，汽水分離效果較差，導致飽和蒸汽嚴重帶水，即使采用EPT處理工況，為保證飽和蒸汽鈉含量滿足水汽質量標準控制要求（小于5.0×10-9），氫氧化鈉的加入量將十分有限，致使爐水pH仍然偏低，只能達到9.25～9.35，處于9.30～9.60的期望范圍下限附近。表3數據顯示，大修時對汽包缺陷進行了處理后，大修后的A、B兩廠鍋爐采用EPT方式時，蒸汽鈉含量均有所降低，爐水pH也比較容易控制在9.30～9.60的期望值內。

3爐水水質最優控制方案

通過上述試驗，為了降低試驗機組飽和蒸汽鈉質量分數，達到小于5×10-9的標準控制要求，確定了各試驗機組鍋爐爐水最優控制指標，見表4。具體參見http://www.dowater.com更多相關技術文檔。

4結論

通過對不同電廠的3臺同型號600MW亞臨界汽包爐機組進行爐水處理工藝優化試驗，得出以下結論：

（1）爐水采用低磷酸鹽處理方式時，為保證蒸汽品質（鈉質量分數小于5×10-9），同型號鍋爐因蒸汽攜帶水平的不同，對爐水磷酸鹽濃度的控制水平也不盡相同。

（2）同型號600MW汽包爐爐水選擇處理方式前，應在水汽質量監督標準的指導下，進行爐水處理方式優化試驗，以確定最優處理工況及其控制指標，改善蒸汽品質，預防汽輪機積鹽。

（3）A廠3號機和B廠1號機鍋爐爐水采用平衡磷酸鹽處理方式，爐水磷酸根質量濃度應小于0.5mg/L，爐水電導率小于10μS/cm，爐水pH控制在9.30～9.60范圍內，可保證飽和蒸汽鈉質量分數控制在小于5×10-9的合格水平。

（4）C廠1號機鍋爐采用低磷酸鹽處理方式，爐水磷酸根質量濃度應小于1.0mg/L，爐水電導率小于15μS/cm，爐水pH控制在9.30～9.60范圍內，可保證飽和蒸汽鈉質量分數控制在小于3×10-9的期望值水平。

（5）3臺機組過熱器中不同程度存在鈉鹽沉積現象，建議利用停機機會對過熱器進行反沖洗。

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