汽水氢电导率超标原因分析及处理

汽水氢电导率超标原因分析及处理

朱永乐

朱永乐

（大唐淮北发电厂安徽淮北235000）

摘要：机组汽水氢电导时有超标情况，威胁发电机组安全运行，通过检查药品质量、离子交换器运行情况、在线仪表的准确性和可靠性、可溶性气体和加药量的影响、除盐水箱等，找出氢电导超标的主要原因是补给水中有机物含量高造成，并进一步确认补给水TOC高是由于混床部分阀门不严密和除盐水箱内部有机物滋生造成，采取相应措施，清洗除盐水箱内部，使补给水TOC降至合格，汽水氢电导率也降至合格范围，避免了因有机物污染水质而影响汽水品质，保证了机组的安全运行。

关键词：氢电导率；超标；有机物；补给水

1概况

某电厂总装机容量4×320MW，其中#1、2机组选用东方锅炉厂生产的DG1025/17.4-Ⅱ4型亚临界自然循环汽包炉，配备东方汽轮机厂生产的C300/235-16.7/0.343/537/537型亚临界中间再热两缸两排汽采暖抽汽凝汽式汽轮机。#3、4机组选用东方锅炉厂生产的DG1025/18.2-Ⅱ4型亚临界自然循环汽包炉，配备东方汽轮机厂生产的N320-16.7/537/537/3型号的高中压合缸、一次中间再热双岗双排汽凝汽式汽轮机。锅炉给水采取加氨和联氨处理，炉水采用加磷酸盐处理。4台机组锅炉补给水均为除盐水箱供水，补给水处理采用弱阳床+强阳床+除碳风机+弱阴床+强阴床++混床的处理形式，化学补给水处理共有容积1500立方米的除盐水箱两个。

2存在的问题

近一年运行中，发现给水、蒸汽氢电导率（CC）不稳定，时有超标情况，严重时连续超标，具体见表1

同时，水汽中的氧气以及碳酸还可能在离子交换柱内形成气泡。气泡不仅会使水样在流经氢型强酸阳离子交换树脂时发生偏流和短路，使部分树脂得不到有效的冲洗，这些树脂再生时残留的酸会缓慢扩散释放，并使得测量结果偏高，影响氢电导率的测量准确性；同时气泡在交换柱内会发生移动，并导致树脂在交换柱内发生乱层现象，这样很有可能使得交换柱下部的失效树脂移动到上部而发生逆交换，并使得测量结果偏高，影响氢电导率的测量准确性。

3.4.2通过对汽水氢电导超标机组的除氧器排气门开度从0%到100%分别进行多次实验，发现其中有两次效果明显，当开大排气门时，汽水氢电导率在15分钟左右，快速从超标降为合格。但是更多时候开大除氧器排气门时，汽水氢电导率微降或没有变化，说明可溶性气体影响氢电导率，但还不是我厂目前汽水氢电导率超标的主要原因。

3.5有机物含量对氢电导的影响

3.5.1通过观察，发现汽水氢电导率随着机组补水量增大而增大。我们立即对补给水处理的混床出水、除盐水箱出水水质进行分析，分析结果硅、钠离子含量均合格，并处于一个较低范围，排除硅对氢电导率的影响。

3.5.2为进一步检查除盐水箱出水质量，对混床出水、除盐水箱出水、锅炉给水、蒸汽进行了TOC测定，因为TOC是以碳含量表示汽水中有机物质总量的一个综合指标，它能表征汽水中有机物含量的多少。而有机物在热力设备高温高压的条件下，会逐渐分解产生低分子有机物（HCOOH、CH3COOH）和二氧化碳，并与水汽中的氨反应生成HC-OONH4、CH3COONH4、（NH4）2CO3等，当含有低分子有机物的水汽样品经过氢型强酸阳离子交换树脂时，会发生下述反应：

HCOONH4+RH=RNH4+HCOOH

CH3COONH4+RH=RNH4+CH3COOH

（NH4）2CO3+2RH=2RNH4+H2CO3

水汽中有机物含量越高，氢电导率越大，同时热分解产生的低分子有机酸如乙酸、甲酸等会对热力设备产生酸性腐蚀。连续三天检测不同水样的TOC，同时检测给水和蒸汽的TOC与氢电导率，测定结果见表3、4。

通过表3，表4我们可以看出，在除盐水箱出水TOC超标的情况下，给水、蒸汽TCO含量均超标，而同时汽水氢电导率也均超标。

3.6原因确认

造成汽水氢电导率超标的直接原因就是TOC含量超标，通过表3可以看出，作为机组补给水水源的除盐水箱TOC超标，那么问题就清晰了，当含有大量有机物的除盐水补充到热力系统里，在锅炉发生高温分解成低分子有机酸（主要是乙酸根），炉水中的低分子有机酸被蒸汽携带，导致蒸汽的氢电导超标，当不合格的蒸汽在汽轮机凝结后，就造成给水氢电导均出现超标。

4处理的措施

4.1检查水源

本厂补给水水源常用为地下水和地表水，特殊时期会单独使用地表水作为水源，本厂水的预处理没有设置活性炭过滤器去除有机物，考虑到地表水中有机物含量较高，对采用不同水源时补给水系列各水样进行分析，结果见表5。

表5采用不同水源与除盐水箱出水水质的关系

原水TOC

（µg/L）阴床出水TOC

（µg/L）除盐水箱出水

TOC（µg/L）除盐水

CCµs/cm）

地表水10305204500.19

混合水源5003504400.19

通过表5可以看出，采用不同的水源，除盐水箱出水的TOC均超标。所以采用不同的水源虽然对有机物含量有较大的影响，但不是造成除盐水箱有机物含量超标的根本原因。

4.2检查混床反洗进水门

混床出水TOC合格，而进入除盐水箱后出水TOC超标，这就说明问题出在除盐水箱内部或混床，其中一个关键的因素就是混床有关阀门是否严密，因为混床出水电导率表安装在混床底部出口管上，比如混床反进门不严密，那么阴床出水就会有部分阴床水（含有机物高）未经过混床处理而直接进入除盐水箱，这部分水为通过混床底部出水管，故电导率表监测不到，从而导致水箱水质污染。经过对现场3套混床检查、实验，确认#2、3混床反洗进水门存在不同程度内漏情况，联系检修，对这两个阀门进行了处理。

4.3检查除盐水箱

4.3.1分别解列#1、2除盐水箱，进入水箱内部检查，发现水箱内壁部分防腐层破损，水箱底部积有大量黄绿色絮状物质，取样送电科院分析，确定该物质为有机物。随后对水箱内部进行清洗，并重新进行水箱内部防腐。

4.3.2检查发现除盐水箱顶部液位计探头处不严密，有较大缝隙，从而造成外界杂物飘入水箱内部。密封法兰，保证严密性。

5效果

采取以上措施后，运行机组汽水氢电导率较以前有明显改观，给水、蒸汽氢电导率稳定，且处于一个较优范围。同时送水样检验测定TOC，结果见表6、7

表6连续三天检测不同水样的TOC结果

TOC（µg/L）

阴床出水混床出水除盐水箱出水给水蒸汽

2018.05.10441507610092

2018.05.11430426513086

2018.05.12500495990101

表7整改后四台机给水和蒸汽氢电导率和TOC的测定结果

给水CC

µs/cm给水TOC

µg/L蒸汽CC

µs/cm蒸汽TOC

µg/L

#1机组0.101000.0892

#2机组0.08810.0876

#3机组0.121020.0995

#4机组0.10750.1183

通过表6、7可以发现，经过处理，除盐水箱和给水、蒸汽TOC含量均大幅下降，同时氢电导率也大幅下降。又经过几个月的观察，汽水氢电导率仍稳定，变化幅度小，不再发生以前那种随机组补水量增大而增大的现象，合格率达到了100%。

6结论

经过对混床反洗进水门处理和除盐水箱内部的清理、防腐及提高水箱的严密性，解决了因为汽水中TOC含量高造成机组汽水氢电导超标的问题，确保了机组汽水氢电导率合格，降低了汽水系统中的杂质，减少了热力系统的金属腐蚀，消除了机组安全运行的隐患。

参考文献：

[1]GB/T12145-2016火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量2016年