大唐寶雞熱電廠2號機(jī)凝結(jié)水氫電導(dǎo)率、鈉超標(biāo)原因分析

王志才

針對大唐寶雞熱電廠2號機(jī)凝結(jié)水氫電導(dǎo)率、鈉超標(biāo)問題進(jìn)行了分析，對可能引起水質(zhì)超標(biāo)的原因進(jìn)行了排查，確定引起本次凝結(jié)水水質(zhì)異常的原因?yàn)槟鞒霈F(xiàn)微量滲漏，對于使用中水做為循環(huán)水的電廠，因中水水質(zhì)差，含鹽量高，在凝汽器出現(xiàn)微量滲漏時(shí)，凝結(jié)水無硬度，但氫電導(dǎo)率已經(jīng)出現(xiàn)明顯上升，對凝結(jié)水氫電導(dǎo)率變化做出正確分析，對監(jiān)督凝汽器是否存在泄漏有著重要的意義。

凝結(jié)水；氫電導(dǎo)率；鈉超標(biāo)；凝汽器

1.現(xiàn)象分析

大唐寶雞熱電廠2號機(jī)組鍋爐補(bǔ)給水采用二級除鹽水，鍋爐給水采用加氨和聯(lián)氨的AVT（R）處理，爐水采用磷酸鹽處理，該機(jī)組于2012年7月1日停運(yùn)，停運(yùn)后采用熱爐放水余熱烘干法進(jìn)行保養(yǎng)，在停運(yùn)期間，對2號機(jī)凝汽器內(nèi)的補(bǔ)水噴嘴進(jìn)行了全霧化改造，2012年8月24日2號機(jī)組啟動后，投運(yùn)在線化學(xué)儀表，發(fā)現(xiàn)2號凝結(jié)水氫電導(dǎo)率超標(biāo)，凝結(jié)水鈉離子含量超標(biāo)。

大唐寶雞熱電廠2號機(jī)組自8月24日2號機(jī)組啟動后，凝結(jié)水、給水、爐水、蒸汽主要水汽分析指標(biāo)如下表1

由上述2號機(jī)組水汽分析的數(shù)據(jù)初步分析：引起2號機(jī)組水汽品質(zhì)惡化的主要原因?yàn)槟Y(jié)水水質(zhì)惡化，引起給水水質(zhì)差，導(dǎo)致爐水水質(zhì)差，對2號爐加大排污后，蒸汽品質(zhì)維持在合格范圍。

2號機(jī)凝結(jié)水水質(zhì)超標(biāo)主要反映在氫電導(dǎo)率超標(biāo)嚴(yán)重，達(dá)到水質(zhì)異常三級處理值。

2.影響凝結(jié)水氫電導(dǎo)率的因素分析

在水汽系統(tǒng)中，造成氫電導(dǎo)率超標(biāo)的主要因素有如下幾點(diǎn)：

水中陰離子含量高。水汽樣品中，陰離子含量越高，氫電導(dǎo)率越大，同時(shí)對熱力設(shè)備的腐蝕和危害程度也越大，表2～3表示的是水汽樣品中氯離子、硫酸根含量與氫電導(dǎo)率的關(guān)系

表2氯離子與氫電導(dǎo)率的關(guān)系（25℃，無其它陰離子）

水汽樣品中總有機(jī)碳含量高。水汽樣品中總有機(jī)碳是綜合反映水汽中有機(jī)物含量的指標(biāo)。有機(jī)物在熱力設(shè)備高溫高壓的條件下，會逐漸分解產(chǎn)生低分子有機(jī)物（HCOOH、CH3COOH）和二氧化碳，并與水汽中的氨反應(yīng)生成HCOONH4、CH3COONH4、（NH4）2CO3等。當(dāng)含有低分子有機(jī)物的水汽樣品經(jīng)過氫型強(qiáng)酸陽離子交換樹脂時(shí)，會發(fā)生下述反應(yīng)：

HCOONH4+RH=RNH4+HCOOH

CH3COONH4+RH=RNH4+CH3COOH

（NH4）2CO3+2RH=2RNH4+H2CO3

水汽樣品中總有機(jī)碳含量越高，氫電導(dǎo)率越大，同時(shí)對熱力設(shè)備的腐蝕和危害程度也越大。

水汽樣品中的有可溶性氣體。水汽樣品中的可溶性氣體主要是二氧化碳和氧氣。水汽系統(tǒng)中可溶性氣體的主要來源一方面是從凝汽器負(fù)壓系統(tǒng)漏入到凝結(jié)水中，另一方面是隨機(jī)組補(bǔ)充水帶入到凝結(jié)水中。

二氧化碳會與水汽中的氨反應(yīng)生成（NH4）2CO3，其對氫電導(dǎo)率的影響如上文所示。表4表示的是水汽樣品中二氧化碳濃度與氫電導(dǎo)率的關(guān)系。

表4二氧化碳濃度與氫電導(dǎo)率的關(guān)系（無其他陰離子25℃）

同時(shí)，水汽中的氧氣以及碳酸還可能在離子交換柱內(nèi)形成氣泡。氣泡不僅會使水樣在流經(jīng)氫型強(qiáng)酸陽離子交換樹脂時(shí)發(fā)生偏流和短路，使部分樹脂得不到有效的沖洗，這些樹脂再生時(shí)殘留的酸會緩慢擴(kuò)散釋放，并使得測量結(jié)果偏高，影響氫電導(dǎo)率的測量準(zhǔn)確性；同時(shí)氣泡在交換柱內(nèi)會發(fā)生移動，并導(dǎo)致樹脂在交換柱內(nèi)發(fā)生亂層現(xiàn)象，這樣很有可能使得交換柱下部的失效樹脂移動到上部而發(fā)生逆交換，并使得測量結(jié)果偏高，影響氫電導(dǎo)率的測量準(zhǔn)確性。

3.號機(jī)凝結(jié)水氫電導(dǎo)率、鈉超標(biāo)的原因分析排查

在線凝結(jié)水氫電導(dǎo)率表前的氫離子交換柱失效，在線儀表分析不準(zhǔn)確，造成誤判斷。測量電導(dǎo)率前對水樣進(jìn)行氫離子交換的目的是消除水樣中氨的干擾，如果樹脂一旦失效，氨離子穿透交換層，水樣的電導(dǎo)率會出現(xiàn)大幅度上升（很快超過1.0uS/cm），8月26日、27日兩天，對2號凝結(jié)水氫電導(dǎo)率表前的氫離子交換柱樹脂進(jìn)行了更換，同時(shí)將2號機(jī)飽和蒸汽電導(dǎo)率表換至測定2號凝結(jié)水氫電導(dǎo)率，觀察2號機(jī)凝結(jié)水氫電導(dǎo)率測定數(shù)據(jù)無變化，排除了上述原因。

2號機(jī)回收至凝汽器的各類疏水水質(zhì)差，影響了2號凝結(jié)水水質(zhì)。發(fā)電部檢查生水加熱器疏水、廠內(nèi)采暖加熱器疏水、鍋爐暖風(fēng)器至凝汽器疏水門關(guān)閉嚴(yán)密，并關(guān)閉了2號機(jī)全廠疏水、熱網(wǎng)抽汽逆止閥后疏水，觀察4小時(shí)后對發(fā)現(xiàn)對凝結(jié)水氫導(dǎo)無影響。

2號機(jī)凝補(bǔ)水箱水質(zhì)差，塑料密封球老化，防腐層破損，污染除鹽水，影響了凝結(jié)水水質(zhì)。8月28日對2號機(jī)凝補(bǔ)水箱進(jìn)行了就地取樣分析，發(fā)現(xiàn)凝補(bǔ)水箱水鈉含量偏高，為35 g/L，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過除鹽水中鈉含量，解列2號機(jī)凝補(bǔ)水箱，29日取樣分析，鈉含量明顯增加，判斷為塑料密封球老化，釋放出鈉離子和其他陰離子污染水質(zhì)，打開補(bǔ)水箱檢查發(fā)現(xiàn)防腐層破損，部分塑料密封球發(fā)黃，徹底解列2號機(jī)凝補(bǔ)水箱，改為將除鹽水直接補(bǔ)至2號機(jī)凝汽器，發(fā)現(xiàn)凝結(jié)水氫電導(dǎo)率和鈉的分析數(shù)據(jù)并沒有明顯下降趨勢，判斷為凝結(jié)水水質(zhì)異常并不完全是塑料密封球老化引起。

2號機(jī)組凝汽器真空低，空氣中二氧化碳漏入影響水質(zhì)。凝汽器真空系統(tǒng)不嚴(yán)密漏入空氣也會影響凝結(jié)水電導(dǎo)率，空氣中主要含有氧氣、二氧化碳及氣體氣體，而凝汽器具有除氧效果，漏入空氣中的氧氣被排出，一部分二氧化碳與凝結(jié)水接觸后，于加入系統(tǒng)的氨發(fā)生中和反應(yīng)，生成碳酸根和碳酸氫根，導(dǎo)致凝結(jié)水氫電導(dǎo)率上升，為排除此項(xiàng)原因，對2號機(jī)進(jìn)行真空嚴(yán)密性試驗(yàn)186pa/min，已對照真空系統(tǒng)查漏標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行檢查未發(fā)現(xiàn)問題；專門開啟2號機(jī)凝汽器B側(cè)汽側(cè)壓力表門，降低真空0.1KPa維持1小時(shí)，觀察對凝結(jié)水氫電導(dǎo)無影響。

除鹽水水質(zhì)差。因長期陰雨，造成自來水有機(jī)物含量高，制水系統(tǒng)無法除取，化學(xué)儀表分析不出來，除鹽水有機(jī)物含量高進(jìn)入系統(tǒng)后發(fā)生熱分解，造成凝結(jié)水氫電導(dǎo)率升高，2012年9月3日安排對除鹽水送熱工院進(jìn)行微量離子測定，水質(zhì)各項(xiàng)指標(biāo)均在合格范圍，2號機(jī)組停運(yùn)時(shí)間太長，點(diǎn)爐時(shí)凝汽器沖洗不徹底，影響了系統(tǒng)水質(zhì)。8月24日13∶18，2號機(jī)啟動后，鍋爐連排開度一直維持50%左右，并且凝結(jié)水系統(tǒng)已進(jìn)行大量換水，水質(zhì)未見好轉(zhuǎn)。

凝結(jié)水加藥系統(tǒng)和凝結(jié)水精處理系統(tǒng)存在問題，影響水質(zhì)。

凝結(jié)水精處理設(shè)備樹脂分離不徹底，再生效果差，出水氫電導(dǎo)率會出現(xiàn)上升，檢查我廠2號機(jī)凝結(jié)水精處理出水氫電導(dǎo)率及其他指標(biāo)合格，2號機(jī)2月28日，將凝結(jié)水精處理裝置退出運(yùn)行后，2號給水氫電導(dǎo)率由0.3 s/cm上升至1.0 s/cm左右，說明精處理設(shè)備運(yùn)行正常，為了保證給水水質(zhì)合格，全部關(guān)閉了精處理旁路門，給水氫電導(dǎo)率合格。

2號機(jī)凝汽器存在微量滲漏。凝汽器發(fā)生泄漏，冷卻水漏入凝結(jié)水中污染了凝結(jié)水水質(zhì)，是引起凝結(jié)水水質(zhì)異常最常見的一種原因，一般情況下，凝汽器發(fā)生泄漏，凝結(jié)水中最容易分析出的指標(biāo)就是凝結(jié)水硬度，當(dāng)凝結(jié)水分析出硬度時(shí)，一般判斷為凝汽器泄漏，本次2號機(jī)凝結(jié)水水質(zhì)異常過程中，凝結(jié)水硬度一直分析為0，主要反映在氫電導(dǎo)率超標(biāo)、鈉離子含量增加，對如上7條原因進(jìn)行排除后，2012年9月3日，送2號機(jī)凝結(jié)水至熱工院化驗(yàn)微量離子含量，其中氯離子、硫酸根離子，乙酸，硝酸根含量均高，初步判斷2號機(jī)凝汽器存在微量泄露引起水質(zhì)異常，9月10，發(fā)電部對2號機(jī)凝結(jié)器B側(cè)加鋸末一袋，2小時(shí)后，凝結(jié)水水質(zhì)恢復(fù)正常，9月20日，2號機(jī)組停運(yùn)后，對凝汽器水側(cè)進(jìn)行了灌水查漏，發(fā)現(xiàn)有滲漏管道。

4.結(jié)論與建議

引起本次2號機(jī)凝結(jié)水水質(zhì)異常的原因?yàn)?號機(jī)凝汽器存在微量泄漏，在凝結(jié)水出現(xiàn)上述水質(zhì)異常時(shí)，為了保證給水水質(zhì)，防止水汽系統(tǒng)發(fā)生腐蝕，應(yīng)全關(guān)精處理旁路門，加大爐內(nèi)磷酸鹽的加入量，調(diào)整鍋爐排污。因大唐寶雞熱電廠循環(huán)水采用中水，并加硫酸對循環(huán)水進(jìn)行處理，循環(huán)水中各種陰離子的含量都比較高，當(dāng)凝汽器出現(xiàn)微量滲漏時(shí)，循環(huán)水中鈣、鎂離子含量還很低，用現(xiàn)場采用的EDTA法無法分析出凝結(jié)水硬度，但凝結(jié)水的氫電導(dǎo)率已經(jīng)嚴(yán)重超標(biāo)，純凈的水緩沖性很小，稍有雜質(zhì)，其水質(zhì)變化（特別是氫電導(dǎo)率）就很大。氫電導(dǎo)率作為一種監(jiān)視水質(zhì)的重要手段，越來越受到人們的重視，在國內(nèi)一些先進(jìn)的發(fā)電廠，氫電導(dǎo)率已成為檢測機(jī)組水質(zhì)的最主要手段，因此，正確分析凝結(jié)水氫電導(dǎo)率變化的原因，對監(jiān)督凝汽器是否存在泄漏有著重要的意義。