ORP表在電廠應(yīng)用中存在的問題及建議

摘 要：以O(shè)RP表在某電廠應(yīng)用為例，提出了較多電廠存在的ORP表顯示值不能與還原劑的適宜加入量準(zhǔn)確對照的問題，并分析了原因，得出是水樣溫度變化、溶解氧含量、ORP表電極缺乏校驗維護所致。并針對找出的原因提出了相關(guān)建議，以使ORP表能充分發(fā)揮其作用。

關(guān)鍵詞：氧化還原電位（ORP）；余氯；反滲透

近年以來，反滲透裝置在電廠范圍內(nèi)得到了較為廣泛的應(yīng)用，其逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)的陰、陽床，作為混床或EDI的預(yù)除鹽系統(tǒng)，已成為一種發(fā)展趨勢。在電廠應(yīng)用中，為了防止反滲透膜被進水中的強氧化性物質(zhì)如游離氯（Cl2）、次氯酸根（ClO-）、和過氧化物等氧化降解，往往會在反滲透進水管道上增設(shè)還原劑加藥設(shè)備，常用的還原劑為亞硫酸氫鈉。但還原劑加入量過多，反滲透膜易結(jié)硫酸鹽垢，導(dǎo)致反滲透膜壓差上升和脫鹽率下降，反滲透膜清洗周期縮短。還原劑加入量過少，反滲透膜氧化降解，反滲透膜使用壽命縮短。所以，有必要在反滲透入口處加裝ORP表，通過監(jiān)測進水中的氧化還原電位（ORP）來調(diào)整還原劑的加入量。

氧化還原電位（ORP）是反映水體中各種物質(zhì)所表現(xiàn)出的綜合氧化能力（或還原能力）的一個狀態(tài)參數(shù)[1]。ORP值越高，水體氧化性越強，反之亦然[2]。ORP表作為一種常用的反滲透進水氧化還原電位監(jiān)測手段，在電廠應(yīng)用中往往不能充分發(fā)揮其作用。具體表現(xiàn)在ORP表不能較為準(zhǔn)確地測量進水的氧化還原電位，導(dǎo)致還原劑的投加量過高或者過低，影響反滲透運行。文章以某電廠為例，來淺析ORP表在電廠應(yīng)用中存在的一些問題。

1 制水系統(tǒng)概況

某電廠鍋爐補給水制水系統(tǒng)配備兩套全膜水處理裝置，采用自來水廠沉淀處理后的黃河水作為水源，設(shè)有生水加熱器。其工藝流程為：盤式過濾器→超濾→一級反滲透→二級反滲透→EDI，配有相關(guān)加藥裝置。盤式過濾器進水加絮凝劑、殺菌劑；一級反滲透進水加酸、阻垢劑、還原劑；二級反滲透進水加堿；超濾反洗進水加氧化劑。

在全膜水處理系統(tǒng)中，余氯對反滲透的聚酰胺膜和EDI的樹脂均有一定的氧化破壞作用。由于源水中含有一定量的余氯，過量的余氯會在金屬離子的作用下氧化、降解反滲透膜，對EDI離子交換樹脂造成破壞。在實際生產(chǎn)過程中，反滲透進水余氯及強氧化劑含量要求小于0.1mg/L；ORP要求小于300mv，EDI進水余氯含量則小于0.05mg/L。該電廠采用ORP在線儀表作為監(jiān)測反滲透進水氧化還原性能的指標(biāo)，并據(jù)此調(diào)整還原劑（亞硫酸氫鈉）的投加量。

2 案例分析

2015年7月，某電廠ORP表顯示數(shù)值一直維持在350mv左右，運行人員不斷提高還原劑加藥量，由最初的5mg/L增至10mg/L左右，加藥量提高了一倍，但ORP表顯示數(shù)值仍無明顯變化?；炇覍Ψ礉B透進口余氯進行跟蹤分析，余氯無檢出，反滲透進水余氯含量為0mg/L。運行人員又不斷降低還原劑加藥量，直至恢復(fù)至原來的加藥量時，反滲透進口余氯仍為0mg/L，ORP表顯示數(shù)值仍無明顯變化，后經(jīng)熱工人員檢查確認為ORP表故障。

該電廠于2015年9月重新購置了新的ORP表，于10月1日正式交付使用，并按照使用說明和廠家的建議進行定期校驗、維護?；炇叶ㄆ趯Ψ礉B透進水取樣分析，檢測余氯含量。從而防止因ORP表故障，顯示值偏高，還原劑加入量過多，反滲透膜結(jié)硫酸鹽垢，導(dǎo)致反滲透膜壓差上升和脫鹽率下降的問題；或者因為ORP表顯示值偏低，還原劑加入量不夠，反滲透膜氧化降解，縮短反滲透膜使用壽命的問題。

3 ORP表測量的影響因素分析

（1）水中溶解氧含量。反滲透進水中存在的一個氧化還原電對為O2/OH-，反應(yīng)為：O2+2H2O+4e-？葑4OH-。由能斯特方程可知，反應(yīng)達到平衡時的氧化還原電位與水中的溶解氧含量有關(guān)，隨著溶解氧含量的上升，平衡電位也會上升，ORP表顯示值也會相應(yīng)變大。

（2）進水溫度。溫度會影響氧化還原電對的反應(yīng)速度，進而影響氧化還原電對的平衡電位大小?；痣姀S反滲透進水中所含離子較多，水體較復(fù)雜，可能存在多種氧化還原電對，其ORP為所有氧化還原電對達到平衡時的混合電位，與各電對在溶液中的濃度和反應(yīng)速度均有關(guān)系[3]。由于不是單一反應(yīng)，溫度對不同氧化還原電對的平衡電位的影響程度不同，所以O(shè)RP表很難像pH計那樣添加溫度補償功能，因此與反滲透進水氧化性物質(zhì)濃度間也缺乏十分準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)換關(guān)系。另外，一般電廠用水均為地表水，溫度會影響水中的溶解氧含量，進而影響到水中氧化還原電位的大小。

（3）ORP表測量電極的潔凈程度。ORP表的測量電極為鉑電極，鉑金屬表面并非完全惰性，會緩慢生成氧化膜，并很難保證表面絕對光潔，通常會存在凹槽或劃痕，容易吸附測試溶液中的物質(zhì)，即使被反復(fù)沖洗也可能無法洗凈。此時電極會有“記憶效應(yīng)”，尤其當(dāng)測量完濃度相對較高的溶液后就立即測量濃度相對較低的某溶液[3]。

4 ORP表應(yīng)用建議

一般采用反滲透除鹽的電廠都會在反滲透進水管道上加裝一個ORP表，作為進水還原劑添加量的主要參考依據(jù)。但據(jù)調(diào)研，較多電廠ORP表的測量值與加藥量不能準(zhǔn)確對應(yīng)，導(dǎo)致ORP表未能發(fā)揮應(yīng)有的作用[3]。為了使ORP表能夠充分發(fā)揮其作用，作者特提出如下建議。

（1）對于采用地表水如水庫水、江水、河水為除鹽水制水水源的電廠，因冬夏兩季水溫變化較大，所以，最好是在制水系統(tǒng)中增設(shè)生水加熱器。在冬天進水水溫比較低的時候，及時投入生水加熱設(shè)備，控制反滲透進水水溫在20℃～30℃范圍內(nèi)，使進ORP表的水樣溫度恒定在較小范圍內(nèi)，同時可以提高反滲透系統(tǒng)的回收率，提高水的利用率。

（2）定期對ORP表進行校驗、電極維護。新購進的ORP電極必須活化校驗。ORP表和其它電廠用在線儀表一樣需要進行定期校驗，以保障測量準(zhǔn)度。電極遭受污染時，需使用牙膏等溫和磨料對鉑電極表面進行清洗，并將鉑電極在待測溶液中進行多次浸泡和沖洗。ORP表電極老化、損壞時，及時進行更換，便于準(zhǔn)確測量[3]。

（3）定期對反滲透入水進行取樣化驗，分析余氯含量、ORP表測量值、還原劑加入量之間的關(guān)系，特別是采用氯水或者二氧化氯溶液來進行消毒的水作為水源的電廠，方便進行定期對照。防止因ORP表工作異常，沒有及時發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致還原劑加入量不合適而影響反滲透系統(tǒng)的運行。

參考文獻

[1]洪妍，郭秋梅，董鐵有，等.ORP的測量及數(shù)顯ORP標(biāo)定的原理[J].河南科技大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2006，27（1）.

[2]徐洪.EDI失效分析與余氯含量的在線監(jiān)控[A].電廠化學(xué)2013學(xué)術(shù)年會論文集[C].2013，11.

[3]黃茜，宋敬霞，汪思華，等，火電廠反滲透進水ORP測量的影響因素[J].工業(yè)水處理，2015，35（6）.

[4]陳韜，彭永臻，田文軍，等，ORP檢測在水處理中的應(yīng)用[J].中國給水排水，2003，19（5）.

作者簡介：李君君（1988-），女，河南鄭州人，助理工程師，從事電廠化學(xué)水處理及化學(xué)監(jiān)督方面的工作。