电厂机组水质化验方法及质量控制探讨

张仲兵ZHANG Zhong-bing；陈法刚CHEN Fa-gang

（三河发电有限责任公司，三河065201）

0 引言

在电厂的运行过程中，锅炉需要将大量的水加热，产生蒸汽带动汽轮机做功。锅炉所使用的水属于二级除盐水，补到凝汽器后，再次经过精处理混床树脂处理，经过除氧器除氧，即给水补充到锅炉中进行加热，产生蒸汽带动汽机做功。从理论上来讲电厂锅炉炉水是洁净的，炉水只有经过不断的加热浓缩才会有杂质，需要通过加药进行排污处理，因此如何对水质实施常规检验是极其必要的，只有提升常规检验质量才能够为电厂的稳定运行提供保障。作为电厂的管理人员需要重视电厂锅炉水质常规化验的重要意义，以及影响化验结果的各种因素，选择合适的方法进行化验，提升检验效果和检验质量。

1 电厂机组水质常规化验的重要性

首先，在对电厂机组中的水质进行检验后能够分析机组水中所含有的杂质，能够为锅炉的后续安全运行提供重要的保障。在进行常规化验的过程中需要重点检测水质的酸碱度（pH）、硬度、电导、二氧化硅、溶解氧、钠、铁、磷酸盐等，这是影响锅炉传热效能和能量消耗的关键指标。通过对这些指标的数据情况进行分析，能够判断锅炉中的水质是否处于正常的范围内，如果处于范围内则代表水质不会给锅炉运行带来影响，反而则需要对锅炉水实施一定的处理，可以提升锅炉水质量[1]。其次，能够准确掌握锅炉的实际运行情况。为了能够对锅炉水的质量实施有效监管，应当将化验记录仔细的记录下来，以便后续能够对水质的变化情况进行有效分析，数据记录如图1 所示。其实通过这些记录也能够明确锅炉的实际运行情况，分析是否锅炉的状态处于安全状态，评估锅炉后续的使用寿命，对于后续锅炉的维修和护理也能够提供一定的数据支持。最后，水质常规化验可以确保电厂的安全运行，促使电厂生产工作向着标准化的方向发展，通过水质常规化验还能为后续安全生产制度的完善提供有效保障。

2 电厂锅炉水质常规化验所使用的方法

2.1 机组水质硬度化验方法

电厂锅炉在实际的运行时必须要依靠水才能发挥本身的作用，也可以将水作为锅炉运行系统中不可缺少的重要部分，水质硬度对于锅炉是否能够保持正常运行也会起着一定的影响。电厂锅炉水补水是除盐水，其水质类型为软化水，水中各种离子的含量较少，但是如果锅炉炉水的酸碱平衡状态受到破坏，会腐蚀锅炉的零件。电厂凝结水、给水会化验硬度，因水质本身不会有硬度，定期检测的目的是担心外系统泄露进来，给锅炉水造成污染。

因此在实际工作过程中需要重视对机组水质实施硬度化验，掌握锅炉内部的水质类型，根据水质类型采取相应的干预措施，这样锅炉才能够正常运行。在进行化验时需要先从取样架取出水样作为化验样品。取100m 水样，倒入三角瓶中在水样中加入硼砂以及微量硬度指示剂，在其混合之后选择EDTA 溶液实施滴定操作，一直持续到试液颜色转化为蓝色即可。此时计算在滴定操作过程中EDTA 溶液具体使用量，根据用量计算水质的硬度。为了能够让这一过程的检验结果更加精准，在进行检验之前作为化验人员需要准备对标准溶液实施标定，确保在化验过程中所使用的溶液处于标准状态，否则一旦溶液含量或者成分出现偏差，就会影响到最终检测结果。实验仪器也会导致化验结果出现偏差，这需要化验人员在取样时将放置样品的容器进行反复冲洗。在化验之前可以对水样进行处理，水样的温度可以保持在25℃到30℃之间，滴定时需要保持连续性，持续到滴定结束。

2.2 机组凝结水、给水、锅炉水质酸碱度的化验方法

图1 机组水质常规化验记录表

对酸碱度进行检测能够更加直观的体现出锅炉水质，酸碱度用pH 值进行表示，在实际的锅炉水质常规化验过程中有着重要的意义和作用。pH 值具体代表的是检测溶液中氢离子和物质总量之间的比值，而氢离子浓度的高低决定于样品中二氧化碳、硫酸根离子以及重碳酸根离子三个成分的相对含量水平。在进行酸碱值检测的过程中，化验人员会采取电位法或者比色法进行检验，两种方法取决于不同的原理，需要根据具体的化验情况选择不同的化验方法。其中在对电厂凝结水、给水、炉水实施pH 化验的过程中，会选择玻璃电极法，选择玻璃电极作为指示以及参比电极，缓冲液定位设置为酸碱值6.86，酸碱值9.18，之后即可进行酸碱度化验。玻璃电极法测定水样的pH 值是以饱和甘汞电极为参比电极，以玻璃电极为指示电极，与被测水样组成工作电池，再用pH 计测量工作电动势，由pH计直接读取pH 值。玻璃电极法测pH 准确、快速，受水体色度、浊度、胶体物质、氧化剂、还原剂及盐度等因素的干扰少。首先需要准备邻苯二甲酸氢钾以及带检验的水样，前者选取量为10.21g，在混合后进行定容，定容值为1L。在化验过程中需要注重缓冲液定位，因为这一数值会影响到化验准确性。并且由于化验过程中所需要使用到的溶液并不具有较强的吸收效应，如果将溶液长期放置会出现霉变的现象，为了避免这种现象的出现，可以在试验溶液中放入百里酚，或者其他类型的微溶性酚也能够起到避免霉变的效果。如果选择玻璃电极时，这一电极长期没有使用或者之前未被使用过，均需要将其放置在缓冲液中进行浸泡进行活化，浸泡时间为24 小时。饱和氯化钾电极在实际的应用前可以将其放置在相应的稀释溶液之中，氯化钾溶液的稀释倍数应当为10 倍。在贮存的过程中应当将上端部分的注入口关紧，在使用的过程中将其启开即可，但是需要注意溶液应当达到相应的液位。当仪器使用半个小时之后，根据仪器说明书中的要求进行各项参数校正，如温度补偿校正、满刻度校正等。

2.3 机组凝结水、给水溶解氧含量化验方法

溶解氧含量会影响到锅炉内部热力管道腐蚀严重性，两者之间的关系成正比关系，给水所溶解等氧气含量持续上升时会使其内部出现氧化问题，又会随之使锅炉内壁出现变化，长期以往会影响到锅炉运行的安全性和稳定性。在进行溶解氧气含量测定的过程中也会用到碘量法。在水样中加入硫酸锰和碱性碘化钾，生成氢氧化锰沉淀，迅速与水中溶解氧反应生成硫酸锰，15 分钟后加入浓硫酸，使沉淀溶解再和碘化钾发生反应，析出碘，滴定碘来计算水中的溶解氧量。此种方法比较复杂。现在电厂也用电化学极谱原理的溶氧仪进行检测水中溶解氧，阳极Pt，阴极Ag。两极间加恒定电压，电子由阴极流向阳极，产生扩散电流；一定温度下，扩算电流与溶解氧成正比；建立电流与溶解氧浓度的定量关系，仪器自动将电流计数读数转换成溶解氧浓度数值。

2.4 机组凝结水、蒸汽钠离子的检测化验

测定凝结水中的钠主要是检查凝汽器的泄漏以及精处理混床运行状况。检测蒸汽中的钠，是避免和减少过热器和汽轮机叶片中的积盐。现在水中钠离子化验行业中一般采用PNa 电极法测量，取50ml 水样，在水样中滴加二异丙胺碱化剂，使溶液pH 值在10 以上，隐蔽水中的氢离子对检测的干扰，PNa 电极与甘汞参比电极同时浸入水样中，组成电池电极，其中PNa 电极的电信号随溶液中钠离子的活度而变化，用高阻抗毫伏计测量，可以获得钠离子活度和电极电位的对应关系，从PNa 计表头可以直接读出溶液的PNa 值。

3 会对机组水质化验结果造成影响因素

3.1 人为因素产生的影响

人为因素会对锅炉水质化验结果造成最为直接的影响，这是最为重要的影响因素之一，例如在取样水样时如何确定取样量、对检测数据实施处理时如何正确选择处理方法均会影响到最终的化验结果。而这些选择均是由化验人员所做出的，会影响到后期水质处理方式的选择。要想解决这些因素对常规化验结果造成的影响，就必须要提升化验人员的综合能力以及工作素养，掌握正确的化验方法，熟练操作化验仪器，能够以严谨的态度完成化验工作。

3.2 设备因素的影响

化验设备、化验仪器也是重要的影响因素之一，设备和仪器在应用过程中难以避免会出现一定的偏差，偏差的大小取决于设备和仪器是否具有较高精密度。当前电厂水质常规化验过程中所使用的仪器和设备较为落后，不具备高度自动化水平和高度智能化水平，不仅增加了化验的难度，还影响了常规化验效率的提升。这需要后续化验人员在进行常规化验之前对仪器和设备实施校验，通过校对来提升仪器的精度和准确性。

3.3 样品因素的影响

在机组水质化验过程中，对炉水或是水蒸气进行取样是非常关键的一个环节，在具体取样过程中，单纯一份样品无法将水样的水质精准的反映出来。因此在具体取样时，通常会取几份样品，而且在取复样品时，尽量做到不同地点、和不同时间进行取样，这样所取出来的样品进行水质检验时，才能保证水质检测结果的科学性和可靠性。取样是一件难度较大的工作，并不单单只是简单的取出水样即可，需要电厂水质管理人员能重视到这一因素的重要性以及操作难度，加强取样工作环节的培训活动，确保化验人员能够做到精准取样。

3.4 技术因素的影响

在实际的水质常规化验时如果对上述三种因素都实施了有效的控制，那么仍然会因技术问题而影响到最终的化验结果，如果操作技术不到位仍然会引起化验结果不准确的问题出现。不同的数据处理方法最终获得的数据结果是存在一定差异的，因此在化验过程中需要结合实际的化验方法以及化验手段选择数据处理方法，是否能够对采集到的数据实施精准处理。在选择化验技术时应当优先使用我国或者电厂领域内所提出的新型化验技术，积极引进各种前沿技术来加强常规化验效率，同时按照国家或者行业所提出的化验技术标准对选择的检测技术进行评估[2]。

4 强化和控制电厂机组水质常规化验质量的有效措施

4.1 提升电厂机组水质常规化验人员工作水平

电厂机组水质常规化验主要是由化验人员所进行操作的，因此人为因素是导致常规化验结果不准确和质量下降的关键因素，必须要加强对化验人员进行培训，提升化验人员的综合能力，以此来加强水质常规化验质量控制。目前电厂现有化验人员工作素质较低，并且该类人员普遍年龄较大、学历水平比较低，不具备新型的知识结构以及专业能力，缺乏一定的责任意识，在化验工作过程中极其容易出现操作失误的问题。针对目前存在的人员工作问题，电厂管理人员需要积极开展培训活动，对化验人员讲解正确的操作方法以及操作要点，强化化验人员对水质常规化验的认知水平，确保常规化验每一个操作环节的准确性。专业技能的提高能够为常规化验提供重要的质量保障，同时也能够改善现有电厂工作人员结构队伍，对于电厂未来发展也有着重要的促进作用。除此之外，还需要对化验人员实施责任意识渗透，以完善的责任制度以及考核机制，强化化验人员对自身工作重要性的认知，促使其能够形成主动开展质量控制的意识。按照考核结果对化验人员实施一定的奖励，可以让化验人员自身产生积极性，进而促使化验人员主动提升自己的专业技能。

4.2 改进电厂机组水质常规化验使用仪器

负责实施化验的仪器是否精密也会影响到常规化验准确性，随着信息技术以及自动化技术的快速发展，电厂所使用的仪器也在不断改进和完善，然而在水质常规化验中的仪器始终处于较为落后的状态。电厂管理人员需要积极引进各种新型的化验设备，对设备进行定期更新，以此来确保仪器的化验效果。智能化技术已经融入到人们的生活和学习过程中，给人们日常生活以及生产活动的开展带来了一定便利，因此经常也需要应用智能化化验仪器，能够对所化验过程中所检测到的各种数据进行收集和整理，自动分析水质情况。智能化仪器的引进可以提升化验工作效率以及准确性，对于后续常规化验工作的开展有着重要的积极影响。除去引进新设备之外，还需要对现有的设备进行定期维护和检查，制定合理的维修计划，达到延长仪器应用时间的效果。仪器和设备是否能够长期使用不仅取决于出厂质量，同时也取决于后期是否能够对其实施有效保养，管理人员需要安排专门的仪器检修人员对仪器的性能进行定期评估。通过对仪器进行改进能够获得准确的检测结果，进而能够为后续干预措施的制定提供重要的数据支持，以此来提升锅炉水质质量，避免锅炉水质受到影响。

4.3 加强水质监测和管理

除去针对影响因素进行干预之外还需要加强对锅炉水质实施管理，制定合理的水质监测制度，保证能够定期监测，为水质质量控制提供重要的保障。电厂有关单位需要根据水质管理工作的内容以及要求制定完善的岗位职责制度，明确不同岗位所需要承担的责任，完善水质处理制度。在制定制度之后必须要严格落实，要求由化学专业作业人员作为水质化验人员，确保检测结果的有效性。在日常工作中，水质化验人员应当根据国家提出的标准或者规范完成水质定期常规化验，确保能够将化验项目全部完成，将化验过程详细记录下来，在完成化验工作后，根据化验记录以及数据信息分析水质存在的异常问题，针对异常问题采取有效处理措施。供热发电机组的水汽质量应执行GB/T12145-2016《火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量标准，为确保水汽质量合格，宜参照GB/T12145-2016《火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量》标准规定[3]。

4.4 合理进行加药和排污处理

当对水质完成常规化验之后需要对其进行有效的处理，处理过程中经常选择的方法是对炉水加入药剂或者排除污垢，在进行处理时必须要选择合理的方法，否则会使锅炉出现二次水垢，无法达到改善水质的效果。首先在选择用药时需要选择低磷酸盐，能减少锅炉水中的盐分含量，进而提升蒸汽品质，及时将污垢排除，同时还能够避免出现二次水垢。在进行加药的过程中，需要注重选择合适的加药方式，需要先将药剂溶解之后再用加药泵打到锅炉汽包内部，在加药的过程中需要按照勤加、少加的原则进行加药，否则一次加入过多药物会使药量超标，还是会给锅炉的正常运行造成影响。对锅炉排污阀门进行定期检查，如果排污阀门出现破损问题需要立即更换，同时也需要注意排污频率，按照定期计划完成排污工作。

5 结束语

随着我国经济的日益增长，对于电力的需求量也在持续扩大，为了保证可以向用户稳定的供应电力，必须要对保障发电厂的正常运行。火力发电是当前主要的发电形式，保证火电厂的经济效益和运行稳定性是极其重要的，而水质则是影响锅炉运行的重要指标之一。电厂应当设计合理的锅炉水质常规化验计划，定期对锅炉中的水质实施准确检验，确保水质能够处于标准范围内，防止水中的杂质成分会给锅炉内壁造成损伤。未来随着信息技术的快速发展，电厂可以应用智能化水平较高的设备对水质实施常规检验，能够提升检验的准确性以及检验效率。