余熱、余壓、余氣電廠鍋爐水質(zhì)檢測需依據(jù)GB/T 12145-2016《火力發(fā)電機組及蒸汽動力設備水汽質(zhì)量》標準,重點監(jiān)測氫電導率、pH值、溶解氧、鈉離子等核心參數(shù),以確保設備安全穩(wěn)定運行,延長使用壽命,并優(yōu)化運行效率。
為什么有些參數(shù)必須在線連續(xù)監(jiān)測?
對于余熱、余壓、余氣電廠鍋爐系統(tǒng)而言,水質(zhì)的微小波動都可能引發(fā)嚴重后果,如腐蝕、結垢甚至設備損壞。因此,某些關鍵參數(shù)必須進行實時、連續(xù)的在線監(jiān)測,以便及時發(fā)現(xiàn)異常并采取措施。這些參數(shù)如同鍋爐運行的“生命體征",其變化速度快、影響范圍廣,任何延遲都可能導致不可逆的損失。
氫電導率:鍋爐水質(zhì)的“預警哨兵"是如何工作的?
氫電導率是衡量鍋爐水純凈度的核心指標之一,它通過排除氨等弱電解質(zhì)的干擾,精準反映水中腐蝕性陰離子(如氯離子Cl?、硫酸根SO?2?)的總量。根據(jù)GB/T 12145-2016標準,超臨界機組的給水氫電導率應嚴格控制在0.15 μS/cm以內(nèi),而超高壓機組則要求低于0.3 μS/cm。一旦氫電導率超出這些限值,通常意味著凝汽器泄漏、除鹽設備失效或補給水品質(zhì)下降,需要立即排查處理。例如,某電廠曾因凝汽器微小泄漏導致氫電導率在短時間內(nèi)從0.08 μS/cm飆升至0.5 μS/cm,及時在線監(jiān)測避免了鍋爐受熱面腐蝕穿孔的重大事故。
pH值:如何精準控制鍋爐水體的“酸堿平衡"?
pH值直接決定了鍋爐水體的腐蝕性和結垢傾向。過高或過低的pH值都會加速鍋爐材料的劣化。例如,當爐水pH值低于8時,按照GB/T 12145-2016的要求,采用全揮發(fā)處理方式的鍋爐可能正在經(jīng)歷快速腐蝕和結垢積鹽。在線連續(xù)監(jiān)測pH值是實現(xiàn)加藥(如氨、磷酸鹽)閉環(huán)自動控制,維持水質(zhì)穩(wěn)定的有效手段。通過實時數(shù)據(jù)反饋,可以精確調(diào)整加藥量,將pH值維持在7.0-9.5的范圍內(nèi),有效抑制腐蝕和結垢。
溶解氧(DO):鍋爐腐蝕的“隱形殺手"如何被捕獲?
溶解氧是鍋爐系統(tǒng)腐蝕的主要誘因,尤其在啟動、停機和低負荷運行期間。氧腐蝕會導致金屬材料點蝕,形成腐蝕坑,最終引發(fā)泄漏。GB/T 12145-2016標準要求火電廠鍋爐給水溶解氧含量應維持在20 μg/L以下,部分高參數(shù)機組甚至要求低于5 μg/L。在線連續(xù)監(jiān)測溶解氧能夠?qū)崟r評估除氧器的效率和系統(tǒng)密閉性,任何超標都需立即啟動應急預案,如加強除氧或投加化學除氧劑,以避免對鍋爐本體和管道造成損害。
鈉離子:凝汽器泄漏的“靈敏探測器"有何作用?
鈉離子作為凝汽器泄漏或除鹽裝置失效的靈敏指示劑,其在鍋爐水中的濃度極低,通常在ppb(十億分之一)級別。然而,一旦凝汽器發(fā)生泄漏,冷卻水中的鈉離子會迅速進入鍋爐水循環(huán),導致鈉離子濃度急劇升高。高精度的在線鈉表能夠?qū)崟r監(jiān)測到這種微小的變化,例如,當鈉離子濃度從正常值<2 ppb迅速上升至10 ppb以上時,即可判斷凝汽器存在泄漏。及時發(fā)現(xiàn)并處理泄漏,對于保障高參數(shù)機組的安全運行至關重要,可有效防止硅酸鹽結垢和蒸汽品質(zhì)下降。
為什么有些參數(shù)推薦取樣分析而非連續(xù)在線監(jiān)測?
并非所有水質(zhì)參數(shù)都需要或適合在線連續(xù)監(jiān)測。對于一些變化相對緩慢、主要反映長期累積效應或用于驗證在線監(jiān)測準確性的參數(shù),定期取樣分析是更經(jīng)濟且有效的選擇。這些參數(shù)的檢測通常需要更精密的實驗室設備和專業(yè)技術,能夠提供更準確的“快照"數(shù)據(jù),用于趨勢分析和系統(tǒng)優(yōu)化。
鐵(Fe)和銅(Cu):如何評估鍋爐系統(tǒng)的長期腐蝕狀況?
鐵和銅是衡量鍋爐系統(tǒng)腐蝕程度的“結果性"指標。它們的濃度通常以ppb(微克/升)級別存在,變化相對緩慢,反映的是長期累積的腐蝕情況。例如,給水中的鐵含量若長期超過20 ppb,則可能預示著給水管道或省煤器存在嚴重的腐蝕問題。通過高精度的實驗室方法,如石墨爐原子吸收光譜法(GF-AAS),可以定期對鍋爐水中的鐵和銅進行取樣分析,從而準確評估腐蝕速率,判斷防腐措施的有效性,并指導化學清洗的時機。這種定期分析能夠提供比在線監(jiān)測更全面的腐蝕趨勢數(shù)據(jù)。
硬度:如何確保軟化水或除鹽裝置的運行效果?
硬度是鍋爐水質(zhì)中鈣、鎂離子含量的指標,主要用于監(jiān)控軟化水或除鹽裝置的運行效果。硬度的變化通常是漸進的,例如離子交換樹脂失效會導致出水硬度逐漸升高。根據(jù)GB/T 12145-2016標準,當鍋爐過熱蒸汽壓力在3.8~5.8Mpa時,給水硬度應≤2.0μmol/L;而當壓力大于5.8Mpa時,硬度應接近于0。通過定期的取樣分析,如EDTA滴定法或普及率日益提高的在線硬度分析儀,可以及時判斷軟化水或除鹽裝置的再生周期和出水質(zhì)量,確保補給水滿足鍋爐運行要求,有效防止鍋爐結垢。
哪些參數(shù)可根據(jù)實際需求靈活選擇監(jiān)測方式?
在鍋爐水質(zhì)管理中,除了必須在線連續(xù)監(jiān)測和推薦定期取樣分析的參數(shù)外,還有一些參數(shù)可以根據(jù)電廠的具體鍋爐類型、運行壓力、經(jīng)濟成本和風險評估等因素,靈活選擇在線監(jiān)測或定期取樣分析。這種靈活性有助于電廠在保障安全運行的前提下,優(yōu)化資源配置,實現(xiàn)更高效的水質(zhì)管理。
二氧化硅(SiO?):高壓鍋爐的“隱形殺手"如何應對?
二氧化硅是中高壓鍋爐水質(zhì)管理中的一個重要參數(shù),尤其對汽輪機葉片結垢構成嚴重威脅。在高溫高壓條件下,硅化合物會隨蒸汽進入汽輪機,沉積在葉片上,導致汽輪機效率下降,甚至引發(fā)振動和損壞。因此,對于主蒸汽壓力高于9.8 MPa(兆帕)的中高壓鍋爐,GB/T 12145-2016標準通常推薦進行在線連續(xù)監(jiān)測,以確保二氧化硅濃度維持在20 μg/L以下,避免汽輪機結垢風險。然而,對于壓力較低的工業(yè)鍋爐,其危害性相對較小,電廠可根據(jù)實際運行經(jīng)驗和成本效益分析,選擇定期取樣分析來監(jiān)控,例如每周進行一次實驗室檢測,以指導排污或補水策略。
聯(lián)氨(N?H?)/除氧劑:如何實現(xiàn)化學除氧的精準投加?
聯(lián)氨或其他化學除氧劑的濃度穩(wěn)定,對于控制鍋爐水中的殘余溶解氧至關重要。它們通過與溶解氧反應,將其轉化為無害物質(zhì),從而防止氧腐蝕。在線監(jiān)測除氧劑濃度可以實現(xiàn)精確投加,避免因投加不足導致氧腐蝕,或因過量投加造成藥劑浪費和對水質(zhì)的二次污染。例如,某電廠通過在線監(jiān)測聯(lián)氨濃度,將其維持在0.05-0.1 mg/L的范圍內(nèi),有效將給水溶解氧控制在5 μg/L以下。如果電廠對控制要求不嚴苛,也可以通過每天或每周的定期取樣分析來指導手動或半自動投加,但這種方式的實時性和精準性會略遜一些。
TOCi(總有機碳離子):有機物污染的“晴雨表"如何解讀?
TOCi是反映水中有機物污染的綜合指標。有機物在高溫高壓的鍋爐環(huán)境中會分解產(chǎn)生有機酸,導致鍋爐水pH值下降,從而引發(fā)嚴重的酸性腐蝕。對于水質(zhì)來源復雜(如采用城市中水作為補給水)或?qū)λ|(zhì)要求嚴格的系統(tǒng),在線TOCi監(jiān)測具有巨大價值,可以實時預警有機物污染,例如當TOCi超過200 μg/L時,可能需要立即檢查補給水預處理系統(tǒng)。否則,電廠可以采用定期取樣分析作為監(jiān)控手段,例如每月進行一次TOCi檢測,以評估水處理工藝的穩(wěn)定性和有效性。
氯離子(Cl?):凝汽器泄漏的“另一面鏡子"如何利用?
氯離子是一種強腐蝕性離子,其濃度過高會加速鍋爐受熱面的腐蝕,尤其是在有氧存在的條件下。在線監(jiān)測氯離子濃度能夠有效預警凝汽器泄漏等問題,因為冷卻水中的氯離子會隨泄漏進入鍋爐水循環(huán)。例如,當氯離子濃度從正常值<50 μg/L迅速上升至200 μg/L以上時,結合氫電導率數(shù)據(jù),可以更準確地判斷凝汽器泄漏的嚴重程度和位置。當然,也可以通過定期取樣分析,結合氫電導率數(shù)據(jù)進行綜合判斷,但在線監(jiān)測能提供更及時的預警,為電廠贏得寶貴的處理時間。
ERUN系列化驗室臺式電廠鍋爐水質(zhì)分析儀器參照《GB/T 12145-2016 火力發(fā)電機組及蒸汽動力設備水汽質(zhì)量》設計,能夠檢測pH值、鈉離子、電導率、氫電導率、溶解氧、磷酸根、濁度、硅酸根、鐵、銅等多種水質(zhì)參數(shù)的濃度值。這些儀器廣泛適用于火力發(fā)電廠汽包爐和直流爐蒸汽、鍋爐給水、凝結水、鍋爐爐水、鍋爐補給水、減溫水、疏水和生產(chǎn)回水、閉式循環(huán)冷卻水、熱網(wǎng)補水、水內(nèi)冷發(fā)電機的冷卻水以及停(備)用機組啟動時的水汽等水質(zhì)的測定。

西安贏潤環(huán)??萍技瘓F研發(fā)生產(chǎn)的ERUN-SZ系列電廠鍋爐水質(zhì)在線分析儀,嚴格依據(jù)《GB/T 12145-2016 火力發(fā)電機組及蒸汽動力設備水汽質(zhì)量標準》設計,可對pH、溶解氧、電導率、氫電導率、鈉、二氧化硅、磷酸根等關鍵指標進行連續(xù)、精準、實時監(jiān)測,有效預防結垢、腐蝕和汽水共騰等運行風險。

余熱、余壓、余氣電廠鍋爐水質(zhì)的監(jiān)測與控制,是確保機組安全、高效、經(jīng)濟運行的基石。依據(jù)國家標準GB/T 12145-2016《火力發(fā)電機組及蒸汽動力設備水汽質(zhì)量》,電廠需對鍋爐水進行全面而精細的檢測。通過在線連續(xù)監(jiān)測氫電導率、pH值、溶解氧和鈉離子等核心參數(shù),可以實現(xiàn)對水質(zhì)異常的實時預警和快速響應,有效避免腐蝕、結垢等嚴重問題。同時,結合對鐵、銅、硬度等參數(shù)的定期取樣分析,能夠全面評估鍋爐系統(tǒng)的長期健康狀況和水處理設備的運行效果。對于二氧化硅、聯(lián)氨/除氧劑、TOCi和氯離子等參數(shù),則可根據(jù)鍋爐類型、運行壓力和風險等級,靈活選擇最合適的監(jiān)測策略。這種綜合性的水質(zhì)管理方法,不僅能顯著降低設備故障率,延長鍋爐使用壽命,更能優(yōu)化運行成本,提升電廠的整體經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。持續(xù)投入水質(zhì)監(jiān)測技術,是現(xiàn)代余熱電廠實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。