在熱電廠中,水質(zhì)堪稱(chēng)“生命線(xiàn)”。核心水質(zhì)指標(biāo)包括pH值、電導(dǎo)率、溶解氧、硅含量、鈉離子和磷酸根等,這些指標(biāo)通過(guò)在線(xiàn)化學(xué)儀表進(jìn)行實(shí)時(shí)、連續(xù)監(jiān)測(cè)。電廠鍋爐本質(zhì)上是一個(gè)高壓容器,水質(zhì)不佳會(huì)引發(fā)三大問(wèn)題:結(jié)垢、腐蝕和積鹽。僅1毫米厚的水垢就能使燃料消耗增加2%至5%。更嚴(yán)重的是,腐蝕可能導(dǎo)致爆管和停爐,一次非計(jì)劃停機(jī)可能造成百萬(wàn)元的經(jīng)濟(jì)損失。因此,實(shí)時(shí)在線(xiàn)水質(zhì)監(jiān)測(cè)已成為確保電廠安全、經(jīng)濟(jì)和環(huán)保運(yùn)行的關(guān)鍵。

模塊一:給水系統(tǒng)監(jiān)測(cè) —— 鍋爐的“第一道防線(xiàn)”
給水是進(jìn)入鍋爐前的補(bǔ)充水,其純度直接影響鍋爐內(nèi)部的健康狀態(tài)。《GB/T 12145-2022 火力發(fā)電機(jī)組及蒸汽動(dòng)力設(shè)備水汽質(zhì)量》對(duì)此有明確規(guī)定。
核心指標(biāo)與儀器
pH值:國(guó)標(biāo)要求范圍為8.8~9.3(有銅系統(tǒng))或9.2~9.6(無(wú)銅系統(tǒng))。pH值過(guò)低會(huì)加速酸性腐蝕,過(guò)高則可能引發(fā)堿性腐蝕。在線(xiàn)pH分析儀是必不可少的設(shè)備,其電極需耐受高溫高壓。
溶解氧:要求降至7 μg/L以下,超臨界機(jī)組要求低于5 μg/L。溶解氧是導(dǎo)致鍋爐系統(tǒng)氧腐蝕的主要原因。在線(xiàn)溶氧分析儀(通常采用極譜法或熒光法)能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)除氧器的效果,為加藥除氧提供精準(zhǔn)依據(jù)。
電導(dǎo)率:給水電導(dǎo)率(氫離子交換后)是衡量水中離子雜質(zhì)總量的綜合指標(biāo)。在線(xiàn)電導(dǎo)率儀結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,但數(shù)據(jù)至關(guān)重要,能快速反映精處理系統(tǒng)是否失效。
應(yīng)用場(chǎng)景
在某600MW亞臨界機(jī)組中,運(yùn)維人員通過(guò)在線(xiàn)溶氧表發(fā)現(xiàn)溶解氧數(shù)值從3μg/L緩慢升至8μg/L,及時(shí)排查發(fā)現(xiàn)除氧器內(nèi)部裝置松動(dòng),避免了系統(tǒng)性氧腐蝕風(fēng)險(xiǎn)。
模塊二:爐水與蒸汽系統(tǒng) —— 高純度蒸汽的“質(zhì)量把關(guān)人”
鍋爐本體的水和產(chǎn)生的蒸汽處于高溫高壓狀態(tài),對(duì)其品質(zhì)的要求極為嚴(yán)格。
核心指標(biāo)與儀器
硅含量:二氧化硅(SiO?)在高壓蒸汽中溶解度大幅增加,會(huì)在汽輪機(jī)葉片上形成難以去除的硅酸鹽垢,嚴(yán)重影響出力效率。國(guó)標(biāo)對(duì)蒸汽中的SiO?有嚴(yán)格限值(如≤20 μg/kg)。在線(xiàn)硅酸根分析儀通過(guò)鉬藍(lán)比色法,能實(shí)現(xiàn)μg/L級(jí)別的精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)。
鈉離子:鈉是鹽類(lèi)物質(zhì)的代表,其含量是判斷蒸汽純度的重要標(biāo)志。在線(xiàn)鈉離子監(jiān)測(cè)儀(使用離子選擇性電極)靈敏度極高,能檢測(cè)到ppt(萬(wàn)億分之一)級(jí)別的鈉含量,是診斷過(guò)熱器、再熱器泄漏的“聽(tīng)診器”。
磷酸根:對(duì)于采用磷酸鹽處理的爐水,維持一定的PO?3?濃度(通常2~10 mg/L)能在金屬內(nèi)壁形成保護(hù)膜并調(diào)節(jié)pH。在線(xiàn)磷酸根分析儀同樣基于比色法,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加藥控制。
儀器參考
近年來(lái),電廠化學(xué)儀表招標(biāo)文件中頻繁出現(xiàn)集成化方案,如電廠在線(xiàn)式鍋爐水質(zhì)分析儀。它將多種參數(shù)的測(cè)量模塊(如硅、磷、電導(dǎo)率、溶解氧等)集成于一體,減少了取樣管路,提升了數(shù)據(jù)集中度和運(yùn)維效率,特別適合在空間有限的現(xiàn)場(chǎng)部署。
模塊三:凝結(jié)水系統(tǒng) —— 回收利用的“質(zhì)檢中心”
汽輪機(jī)做完功的乏汽凝結(jié)成水,是電廠最主要的工質(zhì)回收。但此過(guò)程極易被冷卻系統(tǒng)泄漏污染。
核心指標(biāo)與儀器
電導(dǎo)率與鈉離子:依然是檢測(cè)冷卻海水或循環(huán)水泄漏的最靈敏指標(biāo)。一旦在線(xiàn)鈉表讀數(shù)出現(xiàn)階躍性升高,幾乎可以立刻斷定有凝汽器管泄漏。
溶解氧:監(jiān)測(cè)凝結(jié)水系統(tǒng)是否嚴(yán)密,有無(wú)空氣漏入。
案例分析
沿海某百萬(wàn)千瓦機(jī)組曾遭遇凝結(jié)水水質(zhì)突然惡化,常規(guī)巡檢難以定位。依靠安裝在凝結(jié)水精處理系統(tǒng)出口的在線(xiàn)電導(dǎo)率儀和鈉表的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)曲線(xiàn),精準(zhǔn)判斷出泄漏發(fā)生在B側(cè)凝汽器的特定位置,為快速隔離和檢修贏得了寶貴時(shí)間。
總結(jié):構(gòu)建智能水汽監(jiān)測(cè)體系的價(jià)值
總的來(lái)說(shuō),現(xiàn)代熱電廠的水質(zhì)管理已從傳統(tǒng)的人工化驗(yàn)轉(zhuǎn)向以在線(xiàn)化學(xué)儀表為核心的自動(dòng)化、智能化監(jiān)控。這不僅是滿(mǎn)足國(guó)標(biāo)要求的合規(guī)之舉,更是電廠實(shí)現(xiàn)以下目標(biāo)的關(guān)鍵:
安全運(yùn)行:預(yù)警腐蝕與結(jié)垢風(fēng)險(xiǎn),杜絕惡性事故。
經(jīng)濟(jì)效益:提高熱效率,延長(zhǎng)設(shè)備壽命,減少停機(jī)損失。
環(huán)保減排:優(yōu)化排污和加藥,降低化學(xué)品消耗與環(huán)境負(fù)荷。
熱電廠水質(zhì)監(jiān)測(cè)不僅是簡(jiǎn)單達(dá)標(biāo),更是保障能源效率與安全的基石。按國(guó)標(biāo)精準(zhǔn)配置在線(xiàn)設(shè)備,能將水質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)降低90%以上。
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