CN112331374B - 一种核电厂辅助锅炉运行期间的化学控制方法 - Google Patents

一种核电厂辅助锅炉运行期间的化学控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于核电厂辅助锅炉保养技术领域，具体公开了一种核电厂辅助锅炉运行期间的化学控制方法，通过以下化学指标范围控制达到辅助锅炉系统的防腐蚀效果：控制给水箱中溶液pH（25℃）在8.5~10，电导率（25℃）<10μS/cm，溶解氧含量<20μg/L；控制辅助锅炉中炉水pH（25℃）在9.0~10.5，电导率（25℃）在80~120μS/cm，铁含量<5mg/L；并以氨水、联氨以及磷酸三钠为化学添加剂，采取向给水箱中加入氨水和联氨、向辅助锅炉中添加磷酸三钠的方式对化学指标进行控制；所述化学控制方法具体包括配药、给水箱进液、辅助锅炉进液、取样分析及定期监测步骤。本发明能够有效降低锅炉内部腐蚀速率，并确保防腐蚀效果的长期稳定性。

Description

一种核电厂辅助锅炉运行期间的化学控制方法
技术领域
本发明属于核电厂辅助锅炉保养技术领域，具体涉及一种核电厂辅助锅炉运行期间的化学控制方法。
背景技术
核电厂单独设计有一套辅助锅炉系统，在主蒸汽不可用时产生辅助蒸汽为汽轮机轴封系统、除氧器、热水加热系统和厂址废物处理设施内的洗衣房提供辅助蒸汽。该系统设备多为碳钢材质，极易发生吸氧腐蚀，导致锅炉水中铁（腐蚀产物）含量偏高，不及时处理一方面会影响锅炉的使用寿命，还存在严重的工业安全隐患。
辅助锅炉系统的防腐方法主要有两种，一种是通过优化锅炉材质或者是在设备内表面增加防腐涂层，使锅炉自身具备高防腐性能，这种方法成本高，难以推广应用；另一种是通过加药改善锅炉内环境达到防腐效果，是目前行业中普遍采用的方法，具体是在辅助锅炉系统设置一套加药装置，包括NH3加药子系统和Na3PO4加药子系统，NH3和Na3PO4分别用于提高除氧水箱中的pH值和维持锅炉水的电导率，起到防腐作用的同时提高锅炉导电性，这种方法成本低，可行性高，但是其防腐效果不够理想，锅炉水中还是有较高含量的铁存在，锅炉内部腐蚀速率降低有限。
专利申请CN107841748A公开了一种核电机组常规设备闭式冷却水系统缓蚀剂及防腐工艺，适用于碳钢设备，通过优化缓蚀剂组成来提高防腐蚀效果，缓蚀剂除了NH3和Na3PO4外，还包括微量的苯并三氮唑或甲基苯并三氮唑；该专利一定程度上改善了碳钢的防腐蚀效果，但是防腐工艺方面只是简单的添加，缺乏控制过程，无法确保长期具有良好防腐蚀效果，对于辅助锅炉系统的适用性不佳。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种核电厂辅助锅炉运行期间的化学控制方法，能够有效降低锅炉内部腐蚀速率，保证锅炉运行安全和使用寿命；并明确药品选择、加药量控制以及监测手段，确保防腐蚀效果的长期稳定性，为电站辅助蒸汽系统提供有力保障。
为达到上述目的，本发明采用的具体技术方案如下：
一种核电厂辅助锅炉运行期间的化学控制方法，通过以下化学指标范围控制达到辅助锅炉系统的防腐蚀效果：控制给水箱中溶液pH（25℃）在8.5~10，电导率（25℃）<10μS/cm，溶解氧含量<20 μg/L；控制辅助锅炉中炉水pH（25℃）在9.0~10.5，电导率（25℃）在80~120μS/cm，铁含量<5mg/L；并以氨水、联氨以及磷酸三钠为化学添加剂（其中氨水作为pH调节剂，磷酸三钠增加锅炉电导率，联氨增加除氧效果以维持还原性环境），采取向给水箱中加入氨水和联氨、向辅助锅炉中添加磷酸三钠的方式对化学指标进行控制。
优选的，所述氨水和联氨先加至NH3加药箱配成联氨-氨混合溶液，再将联氨-氨混合溶液加至给水箱中，所述的化学指标范围控制还包括控制NH3加药箱中联氨浓度在1.2~1.8%。联氨和氨水配成混合溶液添加可以减少加药操作，在对联氨浓度控制的同时也完成了对氨水的控制，省时省力；将联氨-氨混合溶液中联氨浓度也纳入化学控制指标可以增加系统的稳定性。
优选的，所述的核电厂辅助锅炉运行期间的化学控制方法具体包括以下步骤：
S1.配药：
准备联氨和氨水原液，在NH3加药箱中配成氨浓度在4.0%~6.0%、联氨浓度在1.0~2.0%的联氨-氨混合溶液，其中：
氨水原液添加量的计算公式如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
式中：m1—氨水原液添加量（kg），
V2—加药后NH3加药箱中联氨-氨混合溶液的目标体积（L），
V1—加药前NH3加药箱联氨-氨混合溶液的体积（L），
1—NH3加药箱中联氨-氨混合溶液的密度（kg/L），
c2—NH3加药箱中氨的目标浓度（%），
c1—氨水原液中氨浓度（%）；
联氨原液添加量的计算公式如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE004
式中：m2—联氨原液添加量（kg），
V2—加药后NH3加药箱中联氨-氨混合溶液的目标体积（L），
V1—加药前NH3加药箱联氨-氨混合溶液的体积（L），
1—NH3加药箱中联氨-氨混合溶液的密度（kg/L），
c4—NH3加药箱中联氨的目标浓度（%），
c3—联氨原液中联氨浓度（%）；
取纯度>98%的十二水磷酸三钠固体，在Na3PO4加药箱配制成浓度在1.5~2.5%的磷酸三钠溶液，十二水磷酸三钠固体添加量的计算公式如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE006
式中：m3—Na3PO4·12H2O固体添加量（kg），
380—Na3PO4·12H2O分子量，95—PO4 3-分子量，
V4—加药后Na3PO4加药箱中磷酸三钠溶液的目标体积（L），
V3—加药前Na3PO4加药箱中磷酸三钠溶液的体积（L），
1—Na3PO4加药箱中磷酸三钠溶液的密度（kg/L），
c—Na3PO4加药箱中磷酸根的目标浓度（%）。
S2. 给水箱进液：从NH3加药箱往给水箱中连续加入联氨-氨混合溶液，氨水调节pH值，联氨增加除氧效果；
S3.辅助锅炉进液：给水箱中pH和溶解氧满足要求的水进入到辅助锅炉中，从Na3PO4加药箱往锅炉中连续添加磷酸三钠，调节pH值；
S4.取样分析：系统稳定后，对给水箱和辅助锅炉进行化学取样分析，判断化学指标是否满足要求，若不满足，调整加药量，直至达标；
S5.定期监测：定期对给水箱、辅助锅炉以及NH3加药箱进行化学取样分析，判断水质是否满足要求，若不满足，则调整加药量后再次取样分析，直至达标。
优选的，步骤S1中，所述的联氨-氨混合溶液中，氨与联氨的浓度比为10:3。联氨与氨需要维持比例关系使联氨-氨混合溶液加至给水箱中时pH和溶解氧均能达标，10：3为优选比例。
优选的，步骤S1中，所述联氨-氨混合溶液中氨浓度为5%，联氨浓度为1.5%。优选的，步骤S1中，所述磷酸三钠溶液浓度为2.0%。
优选的，步骤S1配药时用水为除盐水，除盐水杂质少，对电导率影响小，提高系统的稳定性。
优选的，步骤S4中，各化学指标的取样分析频率如下：pH、溶解氧、铁浓度1次/周，NH3加药箱中联氨浓度1次/季度，电导率连续自动监测以及1次/周手动监测。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明以氨水、联氨以及磷酸三钠为化学添加剂，氨水作为pH调节剂，磷酸三钠增加锅炉电导率，联氨增加除氧效果维持还原性环境，与现有的氨水+磷酸三钠的体系相比，可以显著降低锅炉内部腐蚀速率，防腐蚀效果大大提升。
2、在化学添加剂优化的基础上，本发明还明确了化学控制指标及其控制范围、加药量、监测手段，提高了可控性，能够使辅助锅炉系统长期具备良好的防腐蚀效果，保证锅炉运行安全，提高锅炉使用寿命。
3、本发明的化学控制方法不仅防腐效果佳，稳定性好，而且成本低，操作方便，可行性好，能够为同行电厂辅助锅炉化学控制策略的选择提供良好的参考。
附图说明
图1：实施例所述的化学控制方法的流程图。
图2：采用本发明化学控制方法前后辅助锅炉系统炉水Fe含量的变化情况。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明进行进一步的说明。
实施例
本实施例提供一种核电厂辅助锅炉运行期间的化学控制方法，其流程如图1所示，该化学控制方法确定氨水、联氨以及磷酸三钠为化学添加剂；确定了如表1所示的化学指标控制范围；采取向给水箱中加入氨水和联氨、向辅助锅炉中添加磷酸三钠的方式对化学指标进行控制。
Figure DEST_PATH_IMAGE008
2019年12月，三门将辅助锅炉停运执行年度检修，启动前按以下步骤开始进行化学控制：
S1.配药：
准备浓度51.2%的联氨原液和浓度28%的氨水原液，在NH3加药箱（共250L）中配成氨浓度5%、联氨浓度1.5%的联氨-氨混合溶液，配制过程如下：加入氨水原液m1=（250-0）*1*5%/28%=44.6kg，加入联氨原液m2=（250-0）*1*1.5%/51.2%=7.32kg，再注入除盐水至250L；
取纯度>98%的十二水磷酸三钠固体，在Na3PO4加药箱（共250L）中配制成浓度2%的磷酸三钠溶液（即磷酸根浓度为1.16%），配制过程如下：加入十二水磷酸三钠固体m3=380/95*（250-0）*1*1.16%=11.6kg，再注入除盐水至250L；
S2. 给水箱进液：从NH3加药箱往给水箱中连续加入联氨-氨混合溶液，氨水调节pH值，联氨增加除氧效果；
S3.辅助锅炉进液：给水箱中pH和溶解氧满足要求的水进入到辅助锅炉中，从通过Na3PO4加药箱往锅炉中连续添加磷酸三钠，调节pH值；
S4. 取样分析：系统稳定后，化学取样分析，其中：
给水箱：pH值 9.36，电导率6.3μ S/cm，溶解氧4ppb；
辅助锅炉：pH值 9.70，电导率88μ S/cm，Fe 53ppb；均满足要求；
S5.定期监测：按下表2所示的频率对给水箱、辅助锅炉以及NH3加药箱进行化学取样分析，判断水质是否满足要求，若不满足，则调整加药量后再次取样分析，直至达标。
Figure DEST_PATH_IMAGE010
本发明将辅助锅炉氨水+磷酸三钠的传统化学控制模式，开创性地变更为氨水+磷酸三钠+联氨的控制模式，有效解决辅助锅炉运行期间炉水中铁含量高的问题，即锅炉内部腐蚀速率快的问题，如图2所示，系统先采取氨水+磷酸三钠的传统化学控制模式，铁含量居高不下，然后改变化学控制策略变更为即氨水+磷酸三钠+联氨的控制模式，铁含量显著下降且能够维持在低水平。
本具体实施方式仅仅是对本发明的解释，并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读了本发明的说明书之后所做的任何改变，只要在本发明权利要求书的范围内，都将受到专利法的保护。

Claims (6)

1.一种核电厂辅助锅炉运行期间的化学控制方法，其特征在于：
通过以下化学指标范围控制达到辅助锅炉系统的防腐效果：控制给水箱中溶液在25℃时的pH在8.5~10，在25℃时的电导率<10μS/cm，溶解氧含量<20μg/L；控制辅助锅炉中炉水在25℃时的pH在9.0~10.5，在25℃时的电导率在80~120μS/cm，铁含量<5mg/L；
以氨水、联氨以及磷酸三钠为化学添加剂，采取向给水箱中加入氨水和联氨、向辅助锅炉中添加磷酸三钠的方式对化学指标进行控制；
所述氨水和联氨先加至NH3加药箱配成联氨-氨混合溶液，再将联氨-氨混合溶液加至给水箱中，所述的化学指标范围控制还包括控制NH3加药箱中联氨浓度在1.2~1.8%；
具体包括以下步骤：
S1.配药：准备联氨和氨水原液，在NH3加药箱中配成氨浓度在4.0%~6.0%、联氨浓度在1.0~2.0%的联氨-氨混合溶液；取纯度>98%的十二水磷酸三钠固体，在Na3PO4加药箱配制成浓度在1.5~2.5%的磷酸三钠溶液；
S2. 给水箱进液：从NH3加药箱往给水箱中连续加入联氨-氨混合溶液，氨水调节pH值，联氨增加除氧效果；
S3.辅助锅炉进液：给水箱中pH和溶解氧满足要求的水进入到辅助锅炉中，从Na3PO4加药箱往锅炉中连续添加磷酸三钠，调节pH值；
S4.取样分析：系统稳定后，对给水箱和辅助锅炉进行化学取样分析，判断化学指标是否满足要求，若不满足，调整加药量，直至达标；
S5.定期监测：定期对给水箱、辅助锅炉以及NH3加药箱进行化学取样分析，判断水质是否满足要求，若不满足，则调整加药量后再次取样分析，直至达标。
2.根据权利要求1所述的核电厂辅助锅炉运行期间的化学控制方法，其特征在于：步骤S1中，所述的联氨-氨混合溶液中，氨与联氨的浓度比为10:3。
3.根据权利要求2所述的核电厂辅助锅炉运行期间的化学控制方法，其特征在于：步骤S1中，所述联氨-氨混合溶液中氨浓度为5%，联氨浓度为1.5%。
4.根据权利要求1所述的核电厂辅助锅炉运行期间的化学控制方法，其特征在于：步骤S1中，所述磷酸三钠溶液浓度为2.0%。
5.根据权利要求1所述的核电厂辅助锅炉运行期间的化学控制方法，其特征在于：步骤S1配药时用水为除盐水。
6.根据权利要求1所述的核电厂辅助锅炉运行期间的化学控制方法，其特征在于：步骤S4中，各化学指标的取样分析频率如下：pH、溶解氧、铁浓度1次/周，NH3加药箱中联氨浓度1次/季度，电导率连续自动监测以及1次/周手动监测。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09271751A (ja) * 1996-04-03 1997-10-21 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ボイラ給水処理用薬液注入装置及び注入方法
US7676017B2 (en) * 2006-04-05 2010-03-09 Southern Company Services, Inc. Vacuum actuated anhydrous ammonia feed system for pH adjustment of boiler condensate/feed water
CN201605205U (zh) * 2009-11-20 2010-10-13 南京国能环保工程有限公司 一种核电站二回路化学加药装置
CN102466653A (zh) * 2011-04-27 2012-05-23 吴守清 火力发电厂、核电厂测量水质pH25℃的正确方法
CN102910689A (zh) * 2012-11-09 2013-02-06 青海电力科学试验研究院 一种用于防止给水系统腐蚀的加药方法
CN110713220B (zh) * 2019-11-06 2024-02-20 西安热工研究院有限公司 高温气冷堆核电厂二回路系统除氧剂联氨的加药系统和方法
CN111412965A (zh) * 2020-04-01 2020-07-14 江苏核电有限公司 一种二回路化学工况调节系统试剂箱液位报警设置方法
CN111334802B (zh) * 2020-04-09 2022-05-24 苏州热工研究院有限公司 适用于核电厂二回路停机保养用成膜胺缓蚀剂及降低核电厂停机期间二回路腐蚀的方法

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