直流爐氯離子監(jiān)測方法

王悅 宜清正（江蘇國信靖江發(fā)電有限公司，江蘇 泰州 214500）

1 研究背景

江蘇國信靖江發(fā)電有限公司2×660MW機組運行中100%達(dá)到精處理出口氫電導(dǎo)率≤0.07μS/cm，存在精處理出水氯離子含量大于2μg/L[1]的問題。由于氫電導(dǎo)率可以直接反應(yīng)水中雜質(zhì)陰離子的總量[2]，曹求洋，錢州亥[3]等人，采用氫電導(dǎo)率完成600MW亞臨界汽包爐爐水中100μg/L以內(nèi)氯離子監(jiān)測。本文以通過脫氣氫電導(dǎo)率，開展氯離子含量在2μg/L以內(nèi)的研究。

2 氯離子檢測方法

（1）《GB/T 14642-2009工業(yè)循環(huán)冷卻水及鍋爐用水中氟、氯、磷酸根、亞硝酸根和硫酸根的測定離子色譜法》，離線測定，測定范圍0.1mg/L～500mg/L[3]，不適用于超超臨界鍋爐用水的測定。

（2）《GB/T 15453-2008工業(yè)循環(huán)冷卻水及鍋爐用水中氯離子的測定》摩爾法和電位測定法，范圍為5mg/L～150mg/L,共沉淀富集分光光度法測定范圍10～100μg/L[3]。不適用于超超臨界鍋爐用水。

（3）《DL/T 954-2005火力發(fā)電廠水汽試驗方法痕量氯離子的測定離子色譜法》測定范圍為0～10μg/L。離線測定，此方法也是目前國內(nèi)實驗室對水汽品質(zhì)控制的監(jiān)測方法。

由于進行檢測時，樣品的采集、處理與分析環(huán)節(jié)必須小心[3]，防止樣品的污染。同時受測量方式的影響，測量時間長，準(zhǔn)備工作復(fù)雜，不能對實時的數(shù)據(jù)進行分析與對比，不利于化學(xué)日常監(jiān)督工作使用。

3 理論純水中氯離子含量與氫電導(dǎo)率的關(guān)系

根據(jù)理論式，水的氫電導(dǎo)率控制在0.07μS/cm以內(nèi)，可控制水中的氯離子含量小于2μg/kg。在應(yīng)用中，精處理出口的氫電導(dǎo)率0.0651μS/cm時，離線的氯離子檢測氯離子含量大于2μg/kg。

筆者利用水的離子積（25℃）、氯離子、氫離子和氫氧根的極限摩爾電導(dǎo)率，考慮氯離子氫電導(dǎo)率測定過程中，水的電離平衡的移動。計算出理論純水的氫電導(dǎo)率與水中氯離子的含量的關(guān)系式（25℃）：

表1：理論純水的氫電導(dǎo)率與氯離子含量的關(guān)系（25℃）

根據(jù)表1的計算結(jié)果，控制0.07μS/cm氫電導(dǎo)率以內(nèi)時，無法控制氯離子小于2μg/kg。同時氫電導(dǎo)率表達(dá)到0.001μS/cm以上精度時，氫電導(dǎo)率與氯離子的關(guān)系更具有指導(dǎo)意義。

4 氫電導(dǎo)率的影響因素

由于直流鍋爐設(shè)置凝結(jié)水精處理系統(tǒng)，理論上給水品質(zhì)應(yīng)該達(dá)到純水品質(zhì)，但爐內(nèi)加藥用的氨水、精處理旁路閥內(nèi)漏、凝汽器水滲漏等，均會導(dǎo)致二氧化碳泄漏至給水中。

二氧化碳在氨水中形成的碳酸氫根對氫電導(dǎo)率測量中產(chǎn)生較大的影響。如水中二氧化碳含量達(dá)100μg/L時，水樣氫電導(dǎo)率高達(dá)0.35μS/cm[4]，目前無法對水中的二氧化碳含量進行測量，故氫電導(dǎo)率無法表征水中氯離子含量。

5 實驗儀表與實驗過程

5.1 實驗儀器

脫氣氫電導(dǎo)率儀：Dr.THiedig Dogox 602DAC basic型除氧電導(dǎo)分析儀，使用雙電極，先后測量水樣的氫電導(dǎo)率與脫氣氫電導(dǎo)率。脫氣部分由二氧化碳吸收裝置與水樣平衡管組成。

5.2 實驗過程

根據(jù)表1的計算結(jié)果，對氯離子與氫電導(dǎo)率的關(guān)系簡化為線性方程：y=0.0054x+0.0544,R2=0.9975，將其引入DCS進行數(shù)據(jù)的實時計算。經(jīng)過3個月的跟蹤，給水脫氣氫電導(dǎo)率小于0.060μS/cm（滿足表1中氯離子小于1μg/kg的氫電導(dǎo)率），取水樣進行離線的氯離子測定，結(jié)果均為小于1μg/kg。

6 結(jié)語

（1）脫氣氫電導(dǎo)率的監(jiān)測數(shù)據(jù)需精確至0.001μS/cm。

（2）水樣的氫電導(dǎo)率與氯離子含量的關(guān)系式，數(shù)據(jù)應(yīng)精確至0.001μS/cm，

（3）氫電導(dǎo)率與氯離子含量的關(guān)系在實際使用中，存在局限性。

（4）利用脫氣氫電導(dǎo)率監(jiān)測水汽系統(tǒng)中0～2μg/kg氯離子的方法是可行的。

（5）由于受到其它雜質(zhì)的影響，本方法中監(jiān)測的結(jié)果為氯離子含量的最大值。

[1]江蘇方天電力技術(shù)有限公司，1000MW超超臨界機組調(diào)試技術(shù)叢書，第一版，中國電力出版社，2016（10）：155.

[2]曹杰玉.火力發(fā)電機組水汽系統(tǒng)氫電導(dǎo)率的測量[J].熱力發(fā)電，2003（11）：84-87.

[3]曹求洋，錢州亥，陳穎,等.采用氫電導(dǎo)率監(jiān)測爐水氫電導(dǎo)率的研究[J].熱力發(fā)電，2009，38(4)：73-76.

[4]西安熱工研究院有限公司，中國標(biāo)準(zhǔn)出版社第二編輯室，火力發(fā)電廠水汽試驗方法標(biāo)準(zhǔn)匯編，第二版，中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2011（4）：203-507.

[5]劉建光.火電廠在線PH表、氫電導(dǎo)率表的應(yīng)用和誤差分析[J].化工管理,2013,(10)：162.