探討火力發(fā)電廠鍋爐水質(zhì)常規(guī)化驗(yàn)方法及質(zhì)量控制

（陜西煤業(yè)化工集團(tuán)神木電化發(fā)展有限公司 陜西 719300）

經(jīng)濟(jì)的發(fā)展推動(dòng)了火電事業(yè)的進(jìn)步，近年來越來越多的火力發(fā)電廠建設(shè)使用。鍋爐是火力發(fā)電廠的核心裝備，在火力發(fā)電廠運(yùn)行中發(fā)揮著重要的作用，其運(yùn)行狀態(tài)直接影響著整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)。鍋爐水一般要根據(jù)實(shí)際情況選擇，可能來自地下水、地表水或者自來水，水的酸堿度、雜質(zhì)、硬度等指數(shù)會(huì)影響鍋爐水系統(tǒng)，因此火力發(fā)電廠鍋爐水質(zhì)化驗(yàn)對(duì)于電廠運(yùn)行有著重要的意義，火力電廠需要重視鍋爐水質(zhì)的化驗(yàn)監(jiān)測(cè)，加強(qiáng)質(zhì)量控制。

1.火力電廠鍋爐水類型

(1)鍋爐水的分類

火力電廠水根據(jù)其作用和部位的不同可以分為原水、給水、鍋水、冷卻水以及排污水等[1]。原水是指注入鍋爐中的原水，沒有經(jīng)過任何處理，原來水主要來自地表水、地下水或自來水。給水是指直接進(jìn)入鍋爐的水，一般分為補(bǔ)給水、回水和疏水等部分，補(bǔ)給水是指用來補(bǔ)充鍋爐系統(tǒng)損失的水；回水是由于蒸汽或熱水熱能消耗完后冷卻回到鍋爐中的水；輸水是指鍋爐各蒸汽管道各種熱力設(shè)備中蒸汽凝結(jié)后的水。鍋水是指鍋爐運(yùn)行過程中受熱產(chǎn)生蒸汽、熱水的水。冷卻水顧名思義是用于鍋爐設(shè)備中某些部位的冷卻的水。排污水是鍋爐設(shè)備中安排出的污水，其目的是除去爐水中的雜質(zhì)，保持爐水的清潔，從而進(jìn)行定期或者連續(xù)排水。

(2)水質(zhì)類型

在火力電廠鍋爐水質(zhì)檢查化驗(yàn)中，需要對(duì)水質(zhì)進(jìn)行分類和總結(jié)，不同的水質(zhì)進(jìn)入鍋爐后會(huì)產(chǎn)生不同影響，水質(zhì)的類型主要分為硬水和軟水。硬水和軟水進(jìn)入鍋爐后產(chǎn)生不同的影響，因此需要對(duì)水進(jìn)行化驗(yàn)，確定其水質(zhì)。

①硬水。硬水是指水中含有過多的鈣鎂離子。水質(zhì)偏硬的水進(jìn)入鍋爐后，會(huì)使鍋爐內(nèi)部熱量發(fā)生變化，造成氣體收縮或溫度上升影響鍋爐的正常運(yùn)行。同時(shí)由于鈣鎂離子的含量超標(biāo)，吸收鍋爐內(nèi)部的熱量，造成水分子中的離子達(dá)到飽和狀態(tài)，長(zhǎng)時(shí)間使用硬度大的水質(zhì)會(huì)造成鍋爐內(nèi)部產(chǎn)生大量的碳酸鈣，形成水垢，造成鍋爐內(nèi)部受熱不均的情況，使鍋爐內(nèi)部的溫度產(chǎn)生變化，影響了鍋爐的正常工作。同時(shí)由于受熱不均，可能造成局部壓力過大，出現(xiàn)鍋爐爆炸等世故，嚴(yán)重威脅著生產(chǎn)人員的安全。

②軟水。軟水主要是指不含鈣鎂離子或者鈣鎂離子含量很低的水?；鹆Πl(fā)電廠鍋爐設(shè)備全部使用軟水存在一定的問題，會(huì)造成水中的鈉離子造成鹽分解，升高整體溶液的pH值，造成水質(zhì)堿度上升，破壞酸堿平衡。隨著堿度不斷上升，可能會(huì)造成鍋爐內(nèi)部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)生銹、腐蝕等情況，影響鍋爐傳熱性質(zhì)等[2]。

2.火力發(fā)電廠化驗(yàn)水質(zhì)的意義

(1)保證發(fā)電機(jī)組的正常運(yùn)行

鍋爐水質(zhì)會(huì)影響到鍋爐運(yùn)行狀態(tài)，而鍋爐設(shè)備是火力發(fā)電廠的核心設(shè)備，如果鍋爐不能正常運(yùn)行，會(huì)影響到發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行。鍋爐內(nèi)部的原水來自不同的水源，導(dǎo)致鍋爐工作一段時(shí)間后，水中會(huì)逐漸產(chǎn)生某種物質(zhì)，與最初的水質(zhì)結(jié)構(gòu)存在較大的差異，從而對(duì)鍋爐的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)產(chǎn)生影響，進(jìn)而產(chǎn)生發(fā)電機(jī)組的正常運(yùn)行，造成火力電廠發(fā)電設(shè)備出現(xiàn)故障，影響人們正常用電。

(2)避免出現(xiàn)安全事故

通過對(duì)鍋爐水質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析化驗(yàn)，建立一個(gè)鍋爐水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，以其為參考。通過化驗(yàn)鍋爐水，避免因水質(zhì)影響鍋爐正常運(yùn)行，留下安全隱患，威脅到工作人員的人身安全。因此，對(duì)火力發(fā)電廠鍋爐水質(zhì)進(jìn)行常規(guī)化驗(yàn)檢測(cè)，不僅對(duì)鍋爐實(shí)際狀況進(jìn)行掌握，保證鍋爐安全操作。

3.火力發(fā)電廠鍋爐水質(zhì)常規(guī)檢驗(yàn)方法

(1)硬度監(jiān)測(cè)以及水質(zhì)軟化

目前國(guó)內(nèi)火力電廠鍋爐運(yùn)行中的水質(zhì)偏硬，水質(zhì)中含有大量的鈣鎂離子，水在鍋爐中工作一點(diǎn)時(shí)間后會(huì)影響鍋爐設(shè)備的正常運(yùn)行。因此工作人員需要采用一定的措施軟化鍋爐設(shè)備中的水。在對(duì)水質(zhì)進(jìn)行化驗(yàn)時(shí)，要選擇專業(yè)的水質(zhì)檢驗(yàn)設(shè)備，在運(yùn)行的鍋爐中進(jìn)行水質(zhì)隨機(jī)取樣，取樣時(shí)要注意樣本的代表性，同時(shí)要注重水質(zhì)樣本的保存方式，做好密封處理，避免受到外部環(huán)境的污染而影響水質(zhì)檢驗(yàn)結(jié)果。

在進(jìn)行水質(zhì)硬度化驗(yàn)時(shí)，實(shí)驗(yàn)室一般采用EDTA二鈉鹽在氨-氯化銨緩沖溶液在pH值為時(shí)的條件下，與水中鈣鎂離子生成無色可溶性物質(zhì)，然后同絡(luò)黑T作為指示劑，土水中鈣鹽結(jié)合生成紅色絡(luò)黑T鈣化合物，由于EDTA二鈉鹽與鈣結(jié)合能力比絡(luò)黑T強(qiáng)，因此EDTA二鈉鹽把溶液中的鈣離子結(jié)合完畢后會(huì)將絡(luò)黑T鈣化合物的鈣離子除去，使溶液由酒紅色變?yōu)榧兯{(lán)色，此時(shí)即為顯示終點(diǎn)。在實(shí)驗(yàn)具體操作如下：

先進(jìn)行取樣，在鍋爐中去100ml的水質(zhì)樣品置于250ml的錐形瓶中，隨后加入絡(luò)黑T指示劑以及5ml氨-氯化銨緩沖溶液，不斷振動(dòng)錐形瓶，同EDTA標(biāo)準(zhǔn)同業(yè)進(jìn)行滴定，溶液由酒紅色轉(zhuǎn)變?yōu)樗{(lán)色即為滴定終點(diǎn)，記錄EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的消耗體積。同時(shí)取100ml蒸餾水做對(duì)照組實(shí)驗(yàn)，記錄相應(yīng)的溶液消耗量，然后根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算公式計(jì)算出鍋爐水的硬度。

在測(cè)定鍋爐水硬度后需要，根據(jù)水的硬度進(jìn)行水質(zhì)軟化。水質(zhì)軟化一般采用離子交換、連膜分離技術(shù)等方法。離子交換一般是通過鈉離子在水中和鈣鎂離子進(jìn)行置換，利用鈉鹽的高溶解度，置換水中鈣鎂離子，從而降低水的硬度，避免鍋爐在高溫工作的工程中產(chǎn)生水垢。鈉離子交換法使用中比較成熟的水質(zhì)軟化工藝，效果比較明顯，可以把水的硬度降為零。用膜分離法技術(shù)軟化水質(zhì)，是利用反滲透膜和納濾膜對(duì)水中的鈣鎂離子進(jìn)行過濾，從而降低水硬度，該方法可以快速、穩(wěn)定的將水硬度降低到特定的范圍，處理范圍很廣，但是不能完全處理水中的鈣鎂離子。

(2)酸堿度檢測(cè)

酸堿度測(cè)定主要有pH值測(cè)定和堿度測(cè)定

①pH值測(cè)定。pH值的測(cè)定一般有pH試紙和pH計(jì)測(cè)定兩種。pH試紙只能測(cè)一定大概的pH值，測(cè)定不夠精確，但是能夠快速測(cè)出pH值的范圍，根據(jù)其測(cè)定可以做出大概的判斷，從而做出相應(yīng)的改變水質(zhì)措施，是工業(yè)生產(chǎn)中比較常用的方法。在實(shí)驗(yàn)室測(cè)定pH值一般使用pH計(jì)測(cè)定。pH計(jì)有電位計(jì)和電極兩部分組成，在使用pH計(jì)時(shí)首先進(jìn)行定位。將使用pH值為6.86和pH值為4.00或者9.18的緩沖液進(jìn)行定位，定位前需要將電極清洗干凈，當(dāng)電極電位穩(wěn)定后進(jìn)行pH值測(cè)定，記下讀數(shù)，測(cè)出pH值。當(dāng)pH值大于7時(shí)為堿性，pH值小于7時(shí)為酸性。火力發(fā)電廠鍋爐參數(shù)不同，對(duì)于水的pH值有不同的要求，大多數(shù)控制在10-12之間。

②堿度測(cè)定。測(cè)定水的堿度一般是測(cè)定溶液中能夠和氫離子結(jié)合的離子。例如氫氧根離子、碳酸根鹽、碳酸氫鹽等水解性物質(zhì)。通常堿度可以分為理論堿度和操作堿度。酚酞溶液是堿度測(cè)定中重要指示劑，滴定終點(diǎn)pH值為8.3。

4.影響火力電廠鍋爐水質(zhì)化驗(yàn)結(jié)果的因素

(1)人為因素

在進(jìn)行鍋爐水質(zhì)化驗(yàn)時(shí)，由于水質(zhì)化驗(yàn)主要通過化驗(yàn)人員進(jìn)行操作，因此人為因素是影響火力電廠鍋爐水質(zhì)化驗(yàn)結(jié)果的重要因素。在水質(zhì)采樣、數(shù)據(jù)處理以及設(shè)備檢驗(yàn)等環(huán)節(jié)，由于化驗(yàn)人員專業(yè)素質(zhì)不同，可能會(huì)造成化驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生誤差，因此，水質(zhì)化驗(yàn)中發(fā)生誤差的原因很有可能是人為因素造成的。要提高火力電廠鍋爐水質(zhì)化驗(yàn)結(jié)果的精確性，提高水質(zhì)檢驗(yàn)水平，實(shí)驗(yàn)人員要本著認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度。嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奶幚韺?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，按照實(shí)驗(yàn)室的要求規(guī)范操作，從而確保化驗(yàn)結(jié)果的精確性。

(2)設(shè)備因素

火力電廠鍋爐水質(zhì)化驗(yàn)中需要用到一定的化驗(yàn)設(shè)備，因此化驗(yàn)設(shè)備也會(huì)對(duì)水質(zhì)化驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生直接影響。一些化驗(yàn)設(shè)備在實(shí)際應(yīng)用中很容易出現(xiàn)偏差。會(huì)造成水質(zhì)化驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性降低。

5.提高火力發(fā)電廠水質(zhì)常規(guī)化驗(yàn)質(zhì)量的措施

(1)提高化驗(yàn)人員專業(yè)素養(yǎng)

為了保證火力發(fā)電廠鍋爐水質(zhì)常規(guī)化驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，需要提高化驗(yàn)人員的綜合素質(zhì)，提升化驗(yàn)人員的專業(yè)素養(yǎng)以及實(shí)踐操作能力?；鹆Πl(fā)電廠在組建水質(zhì)檢驗(yàn)團(tuán)隊(duì)時(shí)要招聘具有化工檢測(cè)從業(yè)資質(zhì)的檢驗(yàn)人員，同時(shí)利用多種渠道加強(qiáng)對(duì)化驗(yàn)人員的培訓(xùn)教育工作，將專業(yè)知識(shí)和前沿?zé)狳c(diǎn)傳導(dǎo)給化驗(yàn)人員。

(2)優(yōu)化檢測(cè)設(shè)備

在火力發(fā)電廠鍋爐水質(zhì)化驗(yàn)操作中，需要利用各種精密儀器設(shè)備提高化驗(yàn)效率，保證水質(zhì)化驗(yàn)質(zhì)量。因此實(shí)驗(yàn)室要積極接受新鮮事物，引進(jìn)先進(jìn)的智能化設(shè)備，更新實(shí)驗(yàn)裝置，提高工作效率。

(3)保證實(shí)驗(yàn)操作精確性

在水質(zhì)實(shí)驗(yàn)中，化驗(yàn)人員需要按照實(shí)驗(yàn)要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，保證實(shí)驗(yàn)操作的精確性，從而確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。例如在鍋爐水質(zhì)化驗(yàn)時(shí)，需要對(duì)水蒸汽或者水源內(nèi)取樣，由于單一水樣無法反應(yīng)出鍋爐水整體的水質(zhì)情況，為了保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的精確性，需要進(jìn)行多次重復(fù)取樣。在重復(fù)取樣時(shí)需要按照實(shí)驗(yàn)要求結(jié)合實(shí)際情況，分時(shí)段在不同位置進(jìn)行取樣，保證取樣操作的精確性和科學(xué)性。

6.結(jié)束語

火電發(fā)電廠近年來取得了飛速發(fā)展，為電力事業(yè)的發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn)，為社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)發(fā)展能提供能源動(dòng)力。鍋爐設(shè)備是火力發(fā)電廠的重要設(shè)備，其運(yùn)行狀態(tài)對(duì)整個(gè)電廠有著直接影響，因此要重視火力發(fā)電廠鍋爐設(shè)備水質(zhì)化驗(yàn)工作，保證水質(zhì)，靈活的運(yùn)用各種水質(zhì)化驗(yàn)方法，保證鍋爐設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行。