直流爐氯離子監測方法

王悅 宜清正（江蘇國信靖江發電有限公司，江蘇 泰州 214500）

1 研究背景

江蘇國信靖江發電有限公司2×660MW機組運行中100%達到精處理出口氫電導率≤0.07μS/cm，存在精處理出水氯離子含量大于2μg/L[1]的問題。由于氫電導率可以直接反應水中雜質陰離子的總量[2]，曹求洋，錢州亥[3]等人，采用氫電導率完成600MW亞臨界汽包爐爐水中100μg/L以內氯離子監測。本文以通過脫氣氫電導率，開展氯離子含量在2μg/L以內的研究。

2 氯離子檢測方法

（1）《GB/T 14642-2009工業循環冷卻水及鍋爐用水中氟、氯、磷酸根、亞硝酸根和硫酸根的測定離子色譜法》，離線測定，測定范圍0.1mg/L～500mg/L[3]，不適用于超超臨界鍋爐用水的測定。

（2）《GB/T 15453-2008工業循環冷卻水及鍋爐用水中氯離子的測定》摩爾法和電位測定法，范圍為5mg/L～150mg/L,共沉淀富集分光光度法測定范圍10～100μg/L[3]。不適用于超超臨界鍋爐用水。

（3）《DL/T 954-2005火力發電廠水汽試驗方法痕量氯離子的測定離子色譜法》測定范圍為0～10μg/L。離線測定，此方法也是目前國內實驗室對水汽品質控制的監測方法。

由于進行檢測時，樣品的采集、處理與分析環節必須小心[3]，防止樣品的污染。同時受測量方式的影響，測量時間長，準備工作復雜，不能對實時的數據進行分析與對比，不利于化學日常監督工作使用。

3 理論純水中氯離子含量與氫電導率的關系

根據理論式，水的氫電導率控制在0.07μS/cm以內，可控制水中的氯離子含量小于2μg/kg。在應用中，精處理出口的氫電導率0.0651μS/cm時，離線的氯離子檢測氯離子含量大于2μg/kg。

筆者利用水的離子積（25℃）、氯離子、氫離子和氫氧根的極限摩爾電導率，考慮氯離子氫電導率測定過程中，水的電離平衡的移動。計算出理論純水的氫電導率與水中氯離子的含量的關系式（25℃）：

表1：理論純水的氫電導率與氯離子含量的關系（25℃）

根據表1的計算結果，控制0.07μS/cm氫電導率以內時，無法控制氯離子小于2μg/kg。同時氫電導率表達到0.001μS/cm以上精度時，氫電導率與氯離子的關系更具有指導意義。

4 氫電導率的影響因素

由于直流鍋爐設置凝結水精處理系統，理論上給水品質應該達到純水品質，但爐內加藥用的氨水、精處理旁路閥內漏、凝汽器水滲漏等，均會導致二氧化碳泄漏至給水中。

二氧化碳在氨水中形成的碳酸氫根對氫電導率測量中產生較大的影響。如水中二氧化碳含量達100μg/L時，水樣氫電導率高達0.35μS/cm[4]，目前無法對水中的二氧化碳含量進行測量，故氫電導率無法表征水中氯離子含量。

5 實驗儀表與實驗過程

5.1 實驗儀器

脫氣氫電導率儀：Dr.THiedig Dogox 602DAC basic型除氧電導分析儀，使用雙電極，先后測量水樣的氫電導率與脫氣氫電導率。脫氣部分由二氧化碳吸收裝置與水樣平衡管組成。

5.2 實驗過程

根據表1的計算結果，對氯離子與氫電導率的關系簡化為線性方程：y=0.0054x+0.0544,R2=0.9975，將其引入DCS進行數據的實時計算。經過3個月的跟蹤，給水脫氣氫電導率小于0.060μS/cm（滿足表1中氯離子小于1μg/kg的氫電導率），取水樣進行離線的氯離子測定，結果均為小于1μg/kg。

6 結語

（1）脫氣氫電導率的監測數據需精確至0.001μS/cm。

（2）水樣的氫電導率與氯離子含量的關系式，數據應精確至0.001μS/cm，

（3）氫電導率與氯離子含量的關系在實際使用中，存在局限性。

（4）利用脫氣氫電導率監測水汽系統中0～2μg/kg氯離子的方法是可行的。

（5）由于受到其它雜質的影響，本方法中監測的結果為氯離子含量的最大值。

[1]江蘇方天電力技術有限公司，1000MW超超臨界機組調試技術叢書，第一版，中國電力出版社，2016（10）：155.

[2]曹杰玉.火力發電機組水汽系統氫電導率的測量[J].熱力發電，2003（11）：84-87.

[3]曹求洋，錢州亥，陳穎,等.采用氫電導率監測爐水氫電導率的研究[J].熱力發電，2009，38(4)：73-76.

[4]西安熱工研究院有限公司，中國標準出版社第二編輯室，火力發電廠水汽試驗方法標準匯編，第二版，中國標準出版社，2011（4）：203-507.

[5]劉建光.火電廠在線PH表、氫電導率表的應用和誤差分析[J].化工管理,2013,(10)：162.