【电力新视界】从土豆皮到磷酸盐：锅炉水处理的科技跃迁_最新动态

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【电力新视界】从土豆皮到磷酸盐：锅炉水处理的科技跃迁

2026-01-196

从原始探索到科学体系

在电力锅炉发展的早期，水处理技术尚不完善。操作人员发现，钙、镁等硬度离子会导致锅炉结垢。为此，他们曾尝试向锅炉中加入土豆皮或锯末，利用其中的有机化合物（如单宁和木质素）缓解结垢问题。这些方法虽具创意，却缺乏科学依据。随着离子交换树脂和系统的开发，进水质量显著提高，但锅炉内部仍需化学处理以防止腐蚀和结垢。如今，中国在高纯度水制备技术上已处于全球领先地位，广泛采用反渗透和电去离子（EDI）技术，确保进水杂质极低。

磷酸三钠的兴起与挑战

20世纪30年代，磷酸三钠（Na3PO4，简称TSP）成为主流处理化学品。TSP通过以下反应生成碱性物质，降低腐蚀风险：

Na3PO4 + H2O ? Na2HPO4 + NaOH

此外，TSP能与钙、镁和硅反应生成软性污泥，通过排污移除，同时中和氯化物、硫酸盐等杂质，防止酸性腐蚀和氢损伤。然而，随着锅炉压力和温度的提升，TSP的局限性显现：其溶解度在高温（600°F以上）下急剧下降，导致“隐藏”（hideout）现象，即化学物质在锅炉内部析出，负荷降低时又重新溶解，干扰化学控制。

图1：TSP的溶解度随温度的变化。

为应对这一问题，早期发展出协调磷酸盐、平衡磷酸盐等方案，但这些方案的沉积产物可能呈酸性，对碳钢造成腐蚀。因此，现代高参数锅炉多推荐单一TSP，控制磷酸盐浓度在0.3-1.5 mg/kg，以平衡防护与隐藏风险。在中国，部分超超临界机组已转向全挥发性处理（AVT），通过氨或有机胺精确控制pH，完全避免隐藏问题，展现了更高的技术水平。

多压力HRSG的化学控制

在多压力余热锅炉（HRSG）中，低压（LP）、中压（IP）和高压（HP）蒸发器的化学控制各有侧重。以独立低压（SALP）HRSG为例，其化学控制目标如下：

l高压蒸发器：严格控制溶解固体，磷酸盐浓度保持在0.3-1.5 mg/kg，防止酸性和苛性腐蚀。

l低压和中压蒸发器：因压力较低，隐藏现象较少，允许更高磷酸盐浓度。

lCACE（阳离子交换后电导率）：反映氯化物和硫酸盐含量，需校正磷酸盐干扰。

l蒸汽纯度：钠含量需低于2 μg/kg，CACE低于0.2 μS/cm，以保护再热器和涡轮。