在热电厂中,水质堪称“生命线”。核心水质指标包括pH值、电导率、溶解氧、硅含量、钠离子和磷酸根等,这些指标通过在线化学仪表进行实时、连续监测。电厂锅炉本质上是一个高压容器,水质不佳会引发三大问题:结垢、腐蚀和积盐。仅1毫米厚的水垢就能使燃料消耗增加2%至5%。更严重的是,腐蚀可能导致爆管和停炉,一次非计划停机可能造成百万元的经济损失。因此,实时在线水质监测已成为确保电厂安全、经济和环保运行的关键。

模块一:给水系统监测 —— 锅炉的“第一道防线”
给水是进入锅炉前的补充水,其纯度直接影响锅炉内部的健康状态。《GB/T 12145-2022 火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量》对此有明确规定。
核心指标与仪器
pH值:国标要求范围为8.8~9.3(有铜系统)或9.2~9.6(无铜系统)。pH值过低会加速酸性腐蚀,过高则可能引发碱性腐蚀。在线pH分析仪是必不可少的设备,其电极需耐受高温高压。
溶解氧:要求降至7 μg/L以下,超临界机组要求低于5 μg/L。溶解氧是导致锅炉系统氧腐蚀的主要原因。在线溶氧分析仪(通常采用极谱法或荧光法)能实时监测除氧器的效果,为加药除氧提供精准依据。
电导率:给水电导率(氢离子交换后)是衡量水中离子杂质总量的综合指标。在线电导率仪结构简单,但数据至关重要,能快速反映精处理系统是否失效。
应用场景
在某600MW亚临界机组中,运维人员通过在线溶氧表发现溶解氧数值从3μg/L缓慢升至8μg/L,及时排查发现除氧器内部装置松动,避免了系统性氧腐蚀风险。
模块二:炉水与蒸汽系统 —— 高纯度蒸汽的“质量把关人”
锅炉本体的水和产生的蒸汽处于高温高压状态,对其品质的要求极为严格。
核心指标与仪器
硅含量:二氧化硅(SiO₂)在高压蒸汽中溶解度大幅增加,会在汽轮机叶片上形成难以去除的硅酸盐垢,严重影响出力效率。国标对蒸汽中的SiO₂有严格限值(如≤20 μg/kg)。在线硅酸根分析仪通过钼蓝比色法,能实现μg/L级别的精准监测。
钠离子:钠是盐类物质的代表,其含量是判断蒸汽纯度的重要标志。在线钠离子监测仪(使用离子选择性电极)灵敏度极高,能检测到ppt(万亿分之一)级别的钠含量,是诊断过热器、再热器泄漏的“听诊器”。
磷酸根:对于采用磷酸盐处理的炉水,维持一定的PO₄³⁻浓度(通常2~10 mg/L)能在金属内壁形成保护膜并调节pH。在线磷酸根分析仪同样基于比色法,实现自动加药控制。
仪器参考
近年来,电厂化学仪表招标文件中频繁出现集成化方案,如电厂在线式锅炉水质分析仪。它将多种参数的测量模块(如硅、磷、电导率、溶解氧等)集成于一体,减少了取样管路,提升了数据集中度和运维效率,特别适合在空间有限的现场部署。
模块三:凝结水系统 —— 回收利用的“质检中心”
汽轮机做完功的乏汽凝结成水,是电厂最主要的工质回收。但此过程极易被冷却系统泄漏污染。
核心指标与仪器
电导率与钠离子:依然是检测冷却海水或循环水泄漏的最灵敏指标。一旦在线钠表读数出现阶跃性升高,几乎可以立刻断定有凝汽器管泄漏。
溶解氧:监测凝结水系统是否严密,有无空气漏入。
案例分析
沿海某百万千瓦机组曾遭遇凝结水水质突然恶化,常规巡检难以定位。依靠安装在凝结水精处理系统出口的在线电导率仪和钠表的实时数据曲线,精准判断出泄漏发生在B侧凝汽器的特定位置,为快速隔离和检修赢得了宝贵时间。
总结:构建智能水汽监测体系的价值
总的来说,现代热电厂的水质管理已从传统的人工化验转向以在线化学仪表为核心的自动化、智能化监控。这不仅是满足国标要求的合规之举,更是电厂实现以下目标的关键:
安全运行:预警腐蚀与结垢风险,杜绝恶性事故。
经济效益:提高热效率,延长设备寿命,减少停机损失。
环保减排:优化排污和加药,降低化学品消耗与环境负荷。
热电厂水质监测不仅是简单达标,更是保障能源效率与安全的基石。按国标精准配置在线设备,能将水质风险降低90%以上。
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