在線電導率表在火力發電廠技術監督中的應用

蔡艷萍

（國家能源集團豐城發電有限公司，江西 南昌 330000）

引言

隨著火力發電廠機組參數的提高，對水汽品質的要求也越來越高，對水汽品質進行監督，確保水汽品質合格關系到機組的安全、穩定、經濟運行。電導率表是電廠儀表中應用最廣泛的儀表之一，熟悉掌握各種水樣的特點，從電導率異常的數據可以協助分析系統的故障。

1 在線電導率表的作用

電導率是以數字表示溶液傳導電流的能力，常用于間接推測水中離子成分的總濃度。純凈的水的電導率很小，當水中含有無機酸、堿或鹽等雜質時，電導率就會變大。現代電廠鍋爐補給水至少是二級除鹽水，雜質含量極低，因此，反應除鹽水中雜質離子含量的電導率也是較低的。

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

2 電導率表的控制點

國家能源集團豐城發電有限公司電導率表配制點和電導率控制指標（GB/T 12145—2016標準）如下：

1）補給水比電導率表，反應鍋爐補給水的水質，比電導率≤0.4 μS/cm。

2）給水比電導率表，反應給水中的氨含量，無控制標準。

3）給水氫電導率表，間接反應給水中的雜質含量，氫電導率≤0.15 μS/cm。

4）爐水比電導率表，反應爐水中磷酸鹽含量，比電導率＜15 μS/cm。

5）飽和蒸汽氫電導率表，間接反應飽和蒸汽中的雜質含量，氫電導率≤0.15 μS/cm。

6）過熱蒸汽氫電導率表，間接反應過熱蒸汽中的雜質含量，氫電導率≤0.15 μS/cm。

7）再熱蒸汽氫電導率表，間接反應再熱蒸汽中的雜質含量，氫電導率≤0.15 μS/cm。

8）凝結水氫電導率表，間接反應凝結水中的雜質含量，氫電導率≤0.15 μS/cm。

9）定冷水比電導率表，反應定冷水中雜質含量，比電導率≤2.0 μS/cm。

3 電導率表的應用

1）補給水是來自于化學除鹽水，混床出口除鹽水比電導要求≤0.2 μS/cm，公司實際生產中一般在0.10 μS/cm左右，在除鹽水箱中吸收少量空氣中的CO2后比電導略有升高，按GB/T 12145—2016要求應≤0.4 μS/cm，如超過此值，說明除鹽水箱密封性不好，需檢查系統嚴密性，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，需要進行鍋爐排污。

3）定冷水是在定子冷卻水系統內閉式循環，用來冷卻發電機定子繞組及出線側的高壓套管的。循環過程中的緩慢溶解、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值的關系曲線如圖1。水中的微堿性也必然導致電導率的升高。為了不影響發電機的絕緣，要求定冷水比電導率≤2.0 μs/cm。如果定冷水比電導率超過2.0 μs/cm，需要盡快通過除鹽水置換的方式將電導率降低至合格范圍內，并排查電導率升高的原因。

圖1 銅的溶解度（腐蝕）與pH值的關系曲線

4）給水比電導在GB/T 12145—2016無規定范圍，因為給水比電導率表反應了給水中的氨含量，給水加氨是提升pH值的，在GB/T 12145—2016規定了給水pH范圍為9.2～9.6，氨水電導率和pH值的關系曲線如圖2，根據圖2的對應關系，可以控制給水比電導范圍在5～10 μS/cm。

在日常使用中知道，pH表電極為玻璃電極，相對于電導率表的金屬電極壽命短、維護多、數據滯后。所以，用給水比電導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-電導率關系曲線

5）給水、蒸汽和凝結水氫電導都控制在≤0.15 μS/cm，該值與除鹽水相當，說明系統中除去加入的氨后幾乎無其他雜質。如果此值不合格，需要排查氫型強酸陽離子交換柱是否失效[2]，或水質是否劣化。因為經過氫型強酸陽離子交換柱后，水中陽離子均反應生成H+，陰離子不發生反應，氫電導升高意味著陰離子數量的升高，需要排查有無CO2的漏入，監測結果表明當凝結水中的ρ（CO2）為100 μg/L時，氫電導率達到 0.35 μS/cm[3]。

4 結語

電導率表是電廠水質監測中應用范圍最廣的一種儀器，貫穿于整個水汽系統。因為電導率表的可靠性、實時性好，電導率數據的異常可以作為一種快速有效的故障判斷。而要應用電導率異常指標作出初步故障判斷，必須熟悉水汽系統中各水樣的特點。