蔡艷萍

（國家能源集團(tuán)豐城發(fā)電有限公司，江西 南昌 330000）

引言

隨著火力發(fā)電廠機(jī)組參數(shù)的提高，對水汽品質(zhì)的要求也越來越高，對水汽品質(zhì)進(jìn)行監(jiān)督，確保水汽品質(zhì)合格關(guān)系到機(jī)組的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。電導(dǎo)率表是電廠儀表中應(yīng)用最廣泛的儀表之一，熟悉掌握各種水樣的特點(diǎn)，從電導(dǎo)率異常的數(shù)據(jù)可以協(xié)助分析系統(tǒng)的故障。

1 在線電導(dǎo)率表的作用

電導(dǎo)率是以數(shù)字表示溶液傳導(dǎo)電流的能力，常用于間接推測水中離子成分的總濃度。純凈的水的電導(dǎo)率很小，當(dāng)水中含有無機(jī)酸、堿或鹽等雜質(zhì)時(shí)，電導(dǎo)率就會變大?，F(xiàn)代電廠鍋爐補(bǔ)給水至少是二級除鹽水，雜質(zhì)含量極低，因此，反應(yīng)除鹽水中雜質(zhì)離子含量的電導(dǎo)率也是較低的。

在電廠的在線電導(dǎo)率表中，電導(dǎo)率表分為比電導(dǎo)率（SC）表和氫電導(dǎo)率（CC）表。其中，比電導(dǎo)率表直接測量水樣的電導(dǎo)率，直接反應(yīng)水樣中雜質(zhì)離子的含量。為防止二氧化碳腐蝕，常常在給水中加入氨水以提升pH值。當(dāng)氨發(fā)生汽化時(shí)會帶入蒸汽，而當(dāng)氨發(fā)生凝結(jié)時(shí)會帶入到凝結(jié)水中，使水呈弱堿性。為了除去給水、蒸汽、和凝結(jié)水中的氨，將以上水樣通過氫型強(qiáng)酸陽離子交換柱處理，反應(yīng)式為：NH4OH+RH=RNH4+H2O，處理后的水樣即反應(yīng)了加藥前的水汽品質(zhì)。通過這一原理，可以用氫電導(dǎo)率表測量經(jīng)過氫型強(qiáng)酸陽離子交換柱處理后的水樣，間接反應(yīng)水樣中雜質(zhì)離子的含量[1]。

2 電導(dǎo)率表的控制點(diǎn)

國家能源集團(tuán)豐城發(fā)電有限公司電導(dǎo)率表配制點(diǎn)和電導(dǎo)率控制指標(biāo)（GB/T 12145—2016標(biāo)準(zhǔn)）如下：

1）補(bǔ)給水比電導(dǎo)率表，反應(yīng)鍋爐補(bǔ)給水的水質(zhì)，比電導(dǎo)率≤0.4 μS/cm。

2）給水比電導(dǎo)率表，反應(yīng)給水中的氨含量，無控制標(biāo)準(zhǔn)。

3）給水氫電導(dǎo)率表，間接反應(yīng)給水中的雜質(zhì)含量，氫電導(dǎo)率≤0.15 μS/cm。

4）爐水比電導(dǎo)率表，反應(yīng)爐水中磷酸鹽含量，比電導(dǎo)率＜15 μS/cm。

5）飽和蒸汽氫電導(dǎo)率表，間接反應(yīng)飽和蒸汽中的雜質(zhì)含量，氫電導(dǎo)率≤0.15 μS/cm。

6）過熱蒸汽氫電導(dǎo)率表，間接反應(yīng)過熱蒸汽中的雜質(zhì)含量，氫電導(dǎo)率≤0.15 μS/cm。

7）再熱蒸汽氫電導(dǎo)率表，間接反應(yīng)再熱蒸汽中的雜質(zhì)含量，氫電導(dǎo)率≤0.15 μS/cm。

8）凝結(jié)水氫電導(dǎo)率表，間接反應(yīng)凝結(jié)水中的雜質(zhì)含量，氫電導(dǎo)率≤0.15 μS/cm。

9）定冷水比電導(dǎo)率表，反應(yīng)定冷水中雜質(zhì)含量，比電導(dǎo)率≤2.0 μS/cm。

3 電導(dǎo)率表的應(yīng)用

1）補(bǔ)給水是來自于化學(xué)除鹽水，混床出口除鹽水比電導(dǎo)要求≤0.2 μS/cm，公司實(shí)際生產(chǎn)中一般在0.10 μS/cm左右，在除鹽水箱中吸收少量空氣中的CO2后比電導(dǎo)略有升高，按GB/T 12145—2016要求應(yīng)≤0.4 μS/cm，如超過此值，說明除鹽水箱密封性不好，需檢查系統(tǒng)嚴(yán)密性，減少漏入空氣的量。

2）為了防止形成鈣鎂水垢，并提高堿度，汽包爐爐水中會加入磷酸鹽。隨著水處理工藝的提高，鍋爐補(bǔ)給水無硬度，如果凝汽器無泄漏，和給水、爐水中也無硬度，以爐水中不加或少加磷酸鹽維持pH值即可。由于爐水濃縮會使含鹽量增加，綜合爐水加藥和爐水濃縮的原因，爐水的比電導(dǎo)率控制在小于15 μS/cm。超過此值說明加藥量過多，需要減少加藥量，或爐水濃縮過大，需要進(jìn)行鍋爐排污。

3）定冷水是在定子冷卻水系統(tǒng)內(nèi)閉式循環(huán)，用來冷卻發(fā)電機(jī)定子繞組及出線側(cè)的高壓套管的。循環(huán)過程中的緩慢溶解、沖刷會使定冷水中銅的含量逐步升高。為了擬制銅線圈的腐蝕，通常將定冷水進(jìn)行微堿性處理，將其pH值控制在8.0～8.9的范圍，銅的溶解度與溶液pH值的關(guān)系曲線如圖1。水中的微堿性也必然導(dǎo)致電導(dǎo)率的升高。為了不影響發(fā)電機(jī)的絕緣，要求定冷水比電導(dǎo)率≤2.0 μs/cm。如果定冷水比電導(dǎo)率超過2.0 μs/cm，需要盡快通過除鹽水置換的方式將電導(dǎo)率降低至合格范圍內(nèi)，并排查電導(dǎo)率升高的原因。

圖1 銅的溶解度（腐蝕）與pH值的關(guān)系曲線

4）給水比電導(dǎo)在GB/T 12145—2016無規(guī)定范圍，因?yàn)榻o水比電導(dǎo)率表反應(yīng)了給水中的氨含量，給水加氨是提升pH值的，在GB/T 12145—2016規(guī)定了給水pH范圍為9.2～9.6，氨水電導(dǎo)率和pH值的關(guān)系曲線如圖2，根據(jù)圖2的對應(yīng)關(guān)系，可以控制給水比電導(dǎo)范圍在5～10 μS/cm。

在日常使用中知道，pH表電極為玻璃電極，相對于電導(dǎo)率表的金屬電極壽命短、維護(hù)多、數(shù)據(jù)滯后。所以，用給水比電導(dǎo)率控制給水自動加氨比用pH值控制更加靈敏和可靠。

圖2 氨水稀溶液中pH-電導(dǎo)率關(guān)系曲線

5）給水、蒸汽和凝結(jié)水氫電導(dǎo)都控制在≤0.15 μS/cm，該值與除鹽水相當(dāng)，說明系統(tǒng)中除去加入的氨后幾乎無其他雜質(zhì)。如果此值不合格，需要排查氫型強(qiáng)酸陽離子交換柱是否失效[2]，或水質(zhì)是否劣化。因?yàn)榻?jīng)過氫型強(qiáng)酸陽離子交換柱后，水中陽離子均反應(yīng)生成H+，陰離子不發(fā)生反應(yīng)，氫電導(dǎo)升高意味著陰離子數(shù)量的升高，需要排查有無CO2的漏入，監(jiān)測結(jié)果表明當(dāng)凝結(jié)水中的ρ（CO2）為100 μg/L時(shí)，氫電導(dǎo)率達(dá)到 0.35 μS/cm[3]。

4 結(jié)語

電導(dǎo)率表是電廠水質(zhì)監(jiān)測中應(yīng)用范圍最廣的一種儀器，貫穿于整個(gè)水汽系統(tǒng)。因?yàn)殡妼?dǎo)率表的可靠性、實(shí)時(shí)性好，電導(dǎo)率數(shù)據(jù)的異?？梢宰鳛橐环N快速有效的故障判斷。而要應(yīng)用電導(dǎo)率異常指標(biāo)作出初步故障判斷，必須熟悉水汽系統(tǒng)中各水樣的特點(diǎn)。