電廠機組水質化驗方法及質量控制探討

張仲兵ZHANG Zhong-bing；陳法剛CHEN Fa-gang

（三河發電有限責任公司，三河065201）

0 引言

在電廠的運行過程中，鍋爐需要將大量的水加熱，產生蒸汽帶動汽輪機做功。鍋爐所使用的水屬于二級除鹽水，補到凝汽器后，再次經過精處理混床樹脂處理，經過除氧器除氧，即給水補充到鍋爐中進行加熱，產生蒸汽帶動汽機做功。從理論上來講電廠鍋爐爐水是潔凈的，爐水只有經過不斷的加熱濃縮才會有雜質，需要通過加藥進行排污處理，因此如何對水質實施常規檢驗是極其必要的，只有提升常規檢驗質量才能夠為電廠的穩定運行提供保障。作為電廠的管理人員需要重視電廠鍋爐水質常規化驗的重要意義，以及影響化驗結果的各種因素，選擇合適的方法進行化驗，提升檢驗效果和檢驗質量。

1 電廠機組水質常規化驗的重要性

首先，在對電廠機組中的水質進行檢驗后能夠分析機組水中所含有的雜質，能夠為鍋爐的后續安全運行提供重要的保障。在進行常規化驗的過程中需要重點檢測水質的酸堿度（pH）、硬度、電導、二氧化硅、溶解氧、鈉、鐵、磷酸鹽等，這是影響鍋爐傳熱效能和能量消耗的關鍵指標。通過對這些指標的數據情況進行分析，能夠判斷鍋爐中的水質是否處于正常的范圍內，如果處于范圍內則代表水質不會給鍋爐運行帶來影響，反而則需要對鍋爐水實施一定的處理，可以提升鍋爐水質量[1]。其次，能夠準確掌握鍋爐的實際運行情況。為了能夠對鍋爐水的質量實施有效監管，應當將化驗記錄仔細的記錄下來，以便后續能夠對水質的變化情況進行有效分析，數據記錄如圖1 所示。其實通過這些記錄也能夠明確鍋爐的實際運行情況，分析是否鍋爐的狀態處于安全狀態，評估鍋爐后續的使用壽命，對于后續鍋爐的維修和護理也能夠提供一定的數據支持。最后，水質常規化驗可以確保電廠的安全運行，促使電廠生產工作向著標準化的方向發展，通過水質常規化驗還能為后續安全生產制度的完善提供有效保障。

2 電廠鍋爐水質常規化驗所使用的方法

2.1 機組水質硬度化驗方法

電廠鍋爐在實際的運行時必須要依靠水才能發揮本身的作用，也可以將水作為鍋爐運行系統中不可缺少的重要部分，水質硬度對于鍋爐是否能夠保持正常運行也會起著一定的影響。電廠鍋爐水補水是除鹽水，其水質類型為軟化水，水中各種離子的含量較少，但是如果鍋爐爐水的酸堿平衡狀態受到破壞，會腐蝕鍋爐的零件。電廠凝結水、給水會化驗硬度，因水質本身不會有硬度，定期檢測的目的是擔心外系統泄露進來，給鍋爐水造成污染。

因此在實際工作過程中需要重視對機組水質實施硬度化驗，掌握鍋爐內部的水質類型，根據水質類型采取相應的干預措施，這樣鍋爐才能夠正常運行。在進行化驗時需要先從取樣架取出水樣作為化驗樣品。取100m 水樣，倒入三角瓶中在水樣中加入硼砂以及微量硬度指示劑，在其混合之后選擇EDTA 溶液實施滴定操作，一直持續到試液顏色轉化為藍色即可。此時計算在滴定操作過程中EDTA 溶液具體使用量，根據用量計算水質的硬度。為了能夠讓這一過程的檢驗結果更加精準，在進行檢驗之前作為化驗人員需要準備對標準溶液實施標定，確保在化驗過程中所使用的溶液處于標準狀態，否則一旦溶液含量或者成分出現偏差，就會影響到最終檢測結果。實驗儀器也會導致化驗結果出現偏差，這需要化驗人員在取樣時將放置樣品的容器進行反復沖洗。在化驗之前可以對水樣進行處理，水樣的溫度可以保持在25℃到30℃之間，滴定時需要保持連續性，持續到滴定結束。

2.2 機組凝結水、給水、鍋爐水質酸堿度的化驗方法

圖1 機組水質常規化驗記錄表

對酸堿度進行檢測能夠更加直觀的體現出鍋爐水質，酸堿度用pH 值進行表示，在實際的鍋爐水質常規化驗過程中有著重要的意義和作用。pH 值具體代表的是檢測溶液中氫離子和物質總量之間的比值，而氫離子濃度的高低決定于樣品中二氧化碳、硫酸根離子以及重碳酸根離子三個成分的相對含量水平。在進行酸堿值檢測的過程中，化驗人員會采取電位法或者比色法進行檢驗，兩種方法取決于不同的原理，需要根據具體的化驗情況選擇不同的化驗方法。其中在對電廠凝結水、給水、爐水實施pH 化驗的過程中，會選擇玻璃電極法，選擇玻璃電極作為指示以及參比電極，緩沖液定位設置為酸堿值6.86，酸堿值9.18，之后即可進行酸堿度化驗。玻璃電極法測定水樣的pH 值是以飽和甘汞電極為參比電極，以玻璃電極為指示電極，與被測水樣組成工作電池，再用pH 計測量工作電動勢，由pH計直接讀取pH 值。玻璃電極法測pH 準確、快速，受水體色度、濁度、膠體物質、氧化劑、還原劑及鹽度等因素的干擾少。首先需要準備鄰苯二甲酸氫鉀以及帶檢驗的水樣，前者選取量為10.21g，在混合后進行定容，定容值為1L。在化驗過程中需要注重緩沖液定位，因為這一數值會影響到化驗準確性。并且由于化驗過程中所需要使用到的溶液并不具有較強的吸收效應，如果將溶液長期放置會出現霉變的現象，為了避免這種現象的出現，可以在試驗溶液中放入百里酚，或者其他類型的微溶性酚也能夠起到避免霉變的效果。如果選擇玻璃電極時，這一電極長期沒有使用或者之前未被使用過，均需要將其放置在緩沖液中進行浸泡進行活化，浸泡時間為24 小時。飽和氯化鉀電極在實際的應用前可以將其放置在相應的稀釋溶液之中，氯化鉀溶液的稀釋倍數應當為10 倍。在貯存的過程中應當將上端部分的注入口關緊，在使用的過程中將其啟開即可，但是需要注意溶液應當達到相應的液位。當儀器使用半個小時之后，根據儀器說明書中的要求進行各項參數校正，如溫度補償校正、滿刻度校正等。

2.3 機組凝結水、給水溶解氧含量化驗方法

溶解氧含量會影響到鍋爐內部熱力管道腐蝕嚴重性，兩者之間的關系成正比關系，給水所溶解等氧氣含量持續上升時會使其內部出現氧化問題，又會隨之使鍋爐內壁出現變化，長期以往會影響到鍋爐運行的安全性和穩定性。在進行溶解氧氣含量測定的過程中也會用到碘量法。在水樣中加入硫酸錳和堿性碘化鉀，生成氫氧化錳沉淀，迅速與水中溶解氧反應生成硫酸錳，15 分鐘后加入濃硫酸，使沉淀溶解再和碘化鉀發生反應，析出碘，滴定碘來計算水中的溶解氧量。此種方法比較復雜。現在電廠也用電化學極譜原理的溶氧儀進行檢測水中溶解氧，陽極Pt，陰極Ag。兩極間加恒定電壓，電子由陰極流向陽極，產生擴散電流；一定溫度下，擴算電流與溶解氧成正比；建立電流與溶解氧濃度的定量關系，儀器自動將電流計數讀數轉換成溶解氧濃度數值。

2.4 機組凝結水、蒸汽鈉離子的檢測化驗

測定凝結水中的鈉主要是檢查凝汽器的泄漏以及精處理混床運行狀況。檢測蒸汽中的鈉，是避免和減少過熱器和汽輪機葉片中的積鹽。現在水中鈉離子化驗行業中一般采用PNa 電極法測量，取50ml 水樣，在水樣中滴加二異丙胺堿化劑，使溶液pH 值在10 以上，隱蔽水中的氫離子對檢測的干擾，PNa 電極與甘汞參比電極同時浸入水樣中，組成電池電極，其中PNa 電極的電信號隨溶液中鈉離子的活度而變化，用高阻抗毫伏計測量，可以獲得鈉離子活度和電極電位的對應關系，從PNa 計表頭可以直接讀出溶液的PNa 值。

3 會對機組水質化驗結果造成影響因素

3.1 人為因素產生的影響

人為因素會對鍋爐水質化驗結果造成最為直接的影響，這是最為重要的影響因素之一，例如在取樣水樣時如何確定取樣量、對檢測數據實施處理時如何正確選擇處理方法均會影響到最終的化驗結果。而這些選擇均是由化驗人員所做出的，會影響到后期水質處理方式的選擇。要想解決這些因素對常規化驗結果造成的影響，就必須要提升化驗人員的綜合能力以及工作素養，掌握正確的化驗方法，熟練操作化驗儀器，能夠以嚴謹的態度完成化驗工作。

3.2 設備因素的影響

化驗設備、化驗儀器也是重要的影響因素之一，設備和儀器在應用過程中難以避免會出現一定的偏差，偏差的大小取決于設備和儀器是否具有較高精密度。當前電廠水質常規化驗過程中所使用的儀器和設備較為落后，不具備高度自動化水平和高度智能化水平，不僅增加了化驗的難度，還影響了常規化驗效率的提升。這需要后續化驗人員在進行常規化驗之前對儀器和設備實施校驗，通過校對來提升儀器的精度和準確性。

3.3 樣品因素的影響

在機組水質化驗過程中，對爐水或是水蒸氣進行取樣是非常關鍵的一個環節，在具體取樣過程中，單純一份樣品無法將水樣的水質精準的反映出來。因此在具體取樣時，通常會取幾份樣品，而且在取復樣品時，盡量做到不同地點、和不同時間進行取樣，這樣所取出來的樣品進行水質檢驗時，才能保證水質檢測結果的科學性和可靠性。取樣是一件難度較大的工作，并不單單只是簡單的取出水樣即可，需要電廠水質管理人員能重視到這一因素的重要性以及操作難度，加強取樣工作環節的培訓活動，確保化驗人員能夠做到精準取樣。

3.4 技術因素的影響

在實際的水質常規化驗時如果對上述三種因素都實施了有效的控制，那么仍然會因技術問題而影響到最終的化驗結果，如果操作技術不到位仍然會引起化驗結果不準確的問題出現。不同的數據處理方法最終獲得的數據結果是存在一定差異的，因此在化驗過程中需要結合實際的化驗方法以及化驗手段選擇數據處理方法，是否能夠對采集到的數據實施精準處理。在選擇化驗技術時應當優先使用我國或者電廠領域內所提出的新型化驗技術，積極引進各種前沿技術來加強常規化驗效率，同時按照國家或者行業所提出的化驗技術標準對選擇的檢測技術進行評估[2]。

4 強化和控制電廠機組水質常規化驗質量的有效措施

4.1 提升電廠機組水質常規化驗人員工作水平

電廠機組水質常規化驗主要是由化驗人員所進行操作的，因此人為因素是導致常規化驗結果不準確和質量下降的關鍵因素，必須要加強對化驗人員進行培訓，提升化驗人員的綜合能力，以此來加強水質常規化驗質量控制。目前電廠現有化驗人員工作素質較低，并且該類人員普遍年齡較大、學歷水平比較低，不具備新型的知識結構以及專業能力，缺乏一定的責任意識，在化驗工作過程中極其容易出現操作失誤的問題。針對目前存在的人員工作問題，電廠管理人員需要積極開展培訓活動，對化驗人員講解正確的操作方法以及操作要點，強化化驗人員對水質常規化驗的認知水平，確保常規化驗每一個操作環節的準確性。專業技能的提高能夠為常規化驗提供重要的質量保障，同時也能夠改善現有電廠工作人員結構隊伍，對于電廠未來發展也有著重要的促進作用。除此之外，還需要對化驗人員實施責任意識滲透，以完善的責任制度以及考核機制，強化化驗人員對自身工作重要性的認知，促使其能夠形成主動開展質量控制的意識。按照考核結果對化驗人員實施一定的獎勵，可以讓化驗人員自身產生積極性，進而促使化驗人員主動提升自己的專業技能。

4.2 改進電廠機組水質常規化驗使用儀器

負責實施化驗的儀器是否精密也會影響到常規化驗準確性，隨著信息技術以及自動化技術的快速發展，電廠所使用的儀器也在不斷改進和完善，然而在水質常規化驗中的儀器始終處于較為落后的狀態。電廠管理人員需要積極引進各種新型的化驗設備，對設備進行定期更新，以此來確保儀器的化驗效果。智能化技術已經融入到人們的生活和學習過程中，給人們日常生活以及生產活動的開展帶來了一定便利，因此經常也需要應用智能化化驗儀器，能夠對所化驗過程中所檢測到的各種數據進行收集和整理，自動分析水質情況。智能化儀器的引進可以提升化驗工作效率以及準確性，對于后續常規化驗工作的開展有著重要的積極影響。除去引進新設備之外，還需要對現有的設備進行定期維護和檢查，制定合理的維修計劃，達到延長儀器應用時間的效果。儀器和設備是否能夠長期使用不僅取決于出廠質量，同時也取決于后期是否能夠對其實施有效保養，管理人員需要安排專門的儀器檢修人員對儀器的性能進行定期評估。通過對儀器進行改進能夠獲得準確的檢測結果，進而能夠為后續干預措施的制定提供重要的數據支持，以此來提升鍋爐水質質量，避免鍋爐水質受到影響。

4.3 加強水質監測和管理

除去針對影響因素進行干預之外還需要加強對鍋爐水質實施管理，制定合理的水質監測制度，保證能夠定期監測，為水質質量控制提供重要的保障。電廠有關單位需要根據水質管理工作的內容以及要求制定完善的崗位職責制度，明確不同崗位所需要承擔的責任，完善水質處理制度。在制定制度之后必須要嚴格落實，要求由化學專業作業人員作為水質化驗人員，確保檢測結果的有效性。在日常工作中，水質化驗人員應當根據國家提出的標準或者規范完成水質定期常規化驗，確保能夠將化驗項目全部完成，將化驗過程詳細記錄下來，在完成化驗工作后，根據化驗記錄以及數據信息分析水質存在的異常問題，針對異常問題采取有效處理措施。供熱發電機組的水汽質量應執行GB/T12145-2016《火力發電機組及蒸汽動力設備水汽質量標準，為確保水汽質量合格，宜參照GB/T12145-2016《火力發電機組及蒸汽動力設備水汽質量》標準規定[3]。

4.4 合理進行加藥和排污處理

當對水質完成常規化驗之后需要對其進行有效的處理，處理過程中經常選擇的方法是對爐水加入藥劑或者排除污垢，在進行處理時必須要選擇合理的方法，否則會使鍋爐出現二次水垢，無法達到改善水質的效果。首先在選擇用藥時需要選擇低磷酸鹽，能減少鍋爐水中的鹽分含量，進而提升蒸汽品質，及時將污垢排除，同時還能夠避免出現二次水垢。在進行加藥的過程中，需要注重選擇合適的加藥方式，需要先將藥劑溶解之后再用加藥泵打到鍋爐汽包內部，在加藥的過程中需要按照勤加、少加的原則進行加藥，否則一次加入過多藥物會使藥量超標，還是會給鍋爐的正常運行造成影響。對鍋爐排污閥門進行定期檢查，如果排污閥門出現破損問題需要立即更換，同時也需要注意排污頻率，按照定期計劃完成排污工作。

5 結束語

隨著我國經濟的日益增長，對于電力的需求量也在持續擴大，為了保證可以向用戶穩定的供應電力，必須要對保障發電廠的正常運行。火力發電是當前主要的發電形式，保證火電廠的經濟效益和運行穩定性是極其重要的，而水質則是影響鍋爐運行的重要指標之一。電廠應當設計合理的鍋爐水質常規化驗計劃，定期對鍋爐中的水質實施準確檢驗，確保水質能夠處于標準范圍內，防止水中的雜質成分會給鍋爐內壁造成損傷。未來隨著信息技術的快速發展，電廠可以應用智能化水平較高的設備對水質實施常規檢驗，能夠提升檢驗的準確性以及檢驗效率。