在线电导率表在火力发电厂技术监督中的应用

蔡艳萍

（国家能源集团丰城发电有限公司，江西 南昌 330000）

引言

随着火力发电厂机组参数的提高，对水汽品质的要求也越来越高，对水汽品质进行监督，确保水汽品质合格关系到机组的安全、稳定、经济运行。电导率表是电厂仪表中应用最广泛的仪表之一，熟悉掌握各种水样的特点，从电导率异常的数据可以协助分析系统的故障。

1 在线电导率表的作用

电导率是以数字表示溶液传导电流的能力，常用于间接推测水中离子成分的总浓度。纯净的水的电导率很小，当水中含有无机酸、碱或盐等杂质时，电导率就会变大。现代电厂锅炉补给水至少是二级除盐水，杂质含量极低，因此，反应除盐水中杂质离子含量的电导率也是较低的。

在电厂的在线电导率表中，电导率表分为比电导率（SC）表和氢电导率（CC）表。其中，比电导率表直接测量水样的电导率，直接反应水样中杂质离子的含量。为防止二氧化碳腐蚀，常常在给水中加入氨水以提升pH值。当氨发生汽化时会带入蒸汽，而当氨发生凝结时会带入到凝结水中，使水呈弱碱性。为了除去给水、蒸汽、和凝结水中的氨，将以上水样通过氢型强酸阳离子交换柱处理，反应式为：NH4OH+RH=RNH4+H2O，处理后的水样即反应了加药前的水汽品质。通过这一原理，可以用氢电导率表测量经过氢型强酸阳离子交换柱处理后的水样，间接反应水样中杂质离子的含量[1]。

2 电导率表的控制点

国家能源集团丰城发电有限公司电导率表配制点和电导率控制指标（GB/T 12145—2016标准）如下：

1）补给水比电导率表，反应锅炉补给水的水质，比电导率≤0.4 μS/cm。

2）给水比电导率表，反应给水中的氨含量，无控制标准。

3）给水氢电导率表，间接反应给水中的杂质含量，氢电导率≤0.15 μS/cm。

4）炉水比电导率表，反应炉水中磷酸盐含量，比电导率＜15 μS/cm。

5）饱和蒸汽氢电导率表，间接反应饱和蒸汽中的杂质含量，氢电导率≤0.15 μS/cm。

6）过热蒸汽氢电导率表，间接反应过热蒸汽中的杂质含量，氢电导率≤0.15 μS/cm。

7）再热蒸汽氢电导率表，间接反应再热蒸汽中的杂质含量，氢电导率≤0.15 μS/cm。

8）凝结水氢电导率表，间接反应凝结水中的杂质含量，氢电导率≤0.15 μS/cm。

9）定冷水比电导率表，反应定冷水中杂质含量，比电导率≤2.0 μS/cm。

3 电导率表的应用

1）补给水是来自于化学除盐水，混床出口除盐水比电导要求≤0.2 μS/cm，公司实际生产中一般在0.10 μS/cm左右，在除盐水箱中吸收少量空气中的CO2后比电导略有升高，按GB/T 12145—2016要求应≤0.4 μS/cm，如超过此值，说明除盐水箱密封性不好，需检查系统严密性，减少漏入空气的量。

2）为了防止形成钙镁水垢，并提高碱度，汽包炉炉水中会加入磷酸盐。随着水处理工艺的提高，锅炉补给水无硬度，如果凝汽器无泄漏，和给水、炉水中也无硬度，以炉水中不加或少加磷酸盐维持pH值即可。由于炉水浓缩会使含盐量增加，综合炉水加药和炉水浓缩的原因，炉水的比电导率控制在小于15 μS/cm。超过此值说明加药量过多，需要减少加药量，或炉水浓缩过大，需要进行锅炉排污。

3）定冷水是在定子冷却水系统内闭式循环，用来冷却发电机定子绕组及出线侧的高压套管的。循环过程中的缓慢溶解、冲刷会使定冷水中铜的含量逐步升高。为了拟制铜线圈的腐蚀，通常将定冷水进行微碱性处理，将其pH值控制在8.0～8.9的范围，铜的溶解度与溶液pH值的关系曲线如图1。水中的微碱性也必然导致电导率的升高。为了不影响发电机的绝缘，要求定冷水比电导率≤2.0 μs/cm。如果定冷水比电导率超过2.0 μs/cm，需要尽快通过除盐水置换的方式将电导率降低至合格范围内，并排查电导率升高的原因。

图1 铜的溶解度（腐蚀）与pH值的关系曲线

4）给水比电导在GB/T 12145—2016无规定范围，因为给水比电导率表反应了给水中的氨含量，给水加氨是提升pH值的，在GB/T 12145—2016规定了给水pH范围为9.2～9.6，氨水电导率和pH值的关系曲线如图2，根据图2的对应关系，可以控制给水比电导范围在5～10 μS/cm。

在日常使用中知道，pH表电极为玻璃电极，相对于电导率表的金属电极寿命短、维护多、数据滞后。所以，用给水比电导率控制给水自动加氨比用pH值控制更加灵敏和可靠。

图2 氨水稀溶液中pH-电导率关系曲线

5）给水、蒸汽和凝结水氢电导都控制在≤0.15 μS/cm，该值与除盐水相当，说明系统中除去加入的氨后几乎无其他杂质。如果此值不合格，需要排查氢型强酸阳离子交换柱是否失效[2]，或水质是否劣化。因为经过氢型强酸阳离子交换柱后，水中阳离子均反应生成H+，阴离子不发生反应，氢电导升高意味着阴离子数量的升高，需要排查有无CO2的漏入，监测结果表明当凝结水中的ρ（CO2）为100 μg/L时，氢电导率达到 0.35 μS/cm[3]。

4 结语

电导率表是电厂水质监测中应用范围最广的一种仪器，贯穿于整个水汽系统。因为电导率表的可靠性、实时性好，电导率数据的异常可以作为一种快速有效的故障判断。而要应用电导率异常指标作出初步故障判断，必须熟悉水汽系统中各水样的特点。