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【摘 要】在生产中除盐水箱出水电导率升高经常发生，针对这种现象通过计算和试验，排除了除盐水箱进水、水箱内部腐蚀。主要原因是水箱密封不严密，特别是在冬季，二氧化碳溶解度高的情况下。
【关键词】除盐水;二氧化碳;溶解度
按照GB/T 12145-2016《火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量》标准要求，除盐水箱出水电导率不超过0.4μs/cm。不少电厂制定的运行规程对除盐水箱出口电导率期望值，要求提高到不超过0.2μs/cm，但在生产中时常出现电导率间断性运行在0.2-0.4μs/cm区间的情况（这种现象以下称为电导率超标），有必要对其产生的原因进行分析。
1情况说明
华润电力（常熟）有限公司锅炉补给水处理系统主要包括：双介质过滤器+活性炭过滤器+反渗透+阳床和阴床+混床+除盐水箱。系统进水为经过机加池和空气擦洗滤池处理的长江水。
锅炉补给水处理系统设有3×2000m3除盐水箱（11.5米），水箱的进水、出水为共用管路，且均位于水箱底部。除盐水箱长期使用液位差往三台机组分设的凝补水箱（5.3米）供水。
在补给水系统正常运行情况下，除盐水箱入口电导率在0.08μS/cm以下，但经过混合除盐水箱存水后电导率出现明显升高。2018年11月以来，3个除盐水箱出水电导率超标，超过0.2μS/cm，特别是冬季更加频繁且有超过0.4μS/cm的趋势。
2 原因分析
2.1除盐水箱密封问题
（1）表计校核
19年4月8日采用在线仪表校验标准装置，对除盐水泵出口母管上的在线pH表、电导率表进行了检测，符合DL/T677-2018《发电厂在线化学仪表检验规程》要求的合格率。
（2）水质检测
2019年4月投运2号二级除盐系统制水。现场采用在线仪表检验装置，对放置3个除盐水箱出水进行了检测。1号除盐水箱放置67小时后，电导率为0.221μS/cm，氢电导率0.231μS/cm，PH6.75;2号除盐水箱放置24小时后，电导率为0.159μS/cm，氢电导率0.164μS/cm，PH6.88;3号除盐水箱放置60小时后，电导率为0.177μS/cm，氢电导率0.186μS/cm，PH6.80;2号混床出水电导率为0.07μS/cm，氢电导率0.07μS/cm，PH7.35。
氢电导率略高于电导率，表明水中存在微量阴离子，常规阴离子包括HCO3-、Cl-、SO42-等。取#2混床出水，3个除盐水箱中的除盐水，进行水质检测。水样检测结果见表1
通过1的数据看出，除盐水箱及2号混床出水的各种离子和总有机碳含量都合格。目前除盐水箱中水质合格，现场检测除盐水箱PH<7。故判断除了少量溶解空气中的二氧化碳外，不存在其他外来污染物，由于除盐水非常纯净，缓冲能力小，易受污染。一般情况下，放置时间越长，对电导率的影响越大，含有饱和二氧化他的除盐水，电导率能够达到0.88μS/cm。
自投产以来除盐水箱使用聚丙烯气液隔离浮球进行隔绝空气，除盐水箱进出水口、排污口安装有滤网，运行期间未有浮球丢失情况发生。
（3）运行方式检查
1、除盐水箱出口母管仅有2个用户：3台机组凝补水箱（5.3米）和位于二楼的化验班（5米）。凝补水箱采用上进下出运行;停止机组凝补水箱补水后，除盐水泵连锁停运并关门，故不存在倒流情况。化验班水龙头未使用时处于关闭状态，不存在倒吸情况。
2、由于除盐水箱和凝补水箱存在高度差（约5米），长期采用静压补水，待除盐水箱水位低于5.5米时候，启动锅炉补给水处理系统开始制水，往除盐水箱中进行补充除盐水至11米左右。这就导致除盐水箱存有一半的水，每次补充相当于对存水的稀释。见表2 1号除盐水箱液位和除盐水母管电导率。
和大气平衡时，水中二氧化碳（25℃）为0.43mg/L。水中二氧化碳发生部分电离生成H+、HCO3-、CO32-，由于此时除盐水中溶解二氧化碳的量很少，可以视为无限稀释溶液，按照科尔劳什（Kohlrausch）离子獨立移动定律，除盐水电导率可以按照公式2[2]进行计算，公式中λ为各离子的极限摩尔电导率（S· cm2/mol），其在25℃下的取值如下
经过计算可知，在25℃时，除盐水中二氧化碳达到饱和时，电导率为0.88μS/cm，理论PH为5.66。
气体在水溶液中的溶解度随温度升高而降低，这种关系可以由克劳修斯-克拉柏龙方程[3]（Clausius-Clapyron equation）表示。见公式3
经过对除盐水箱温度测算。每年1、2、3、11、12月水箱月平均温度10℃左右，相应二氧化碳溶解度2310mg/L;4至10月水箱月平均温度30℃左右相应二氧化碳溶解度12060mg/L。在不考虑气压的情况下（1）10℃除盐水中二氧化碳含量2310×0.03%=0.693mg/L，（2）30℃除盐水中二氧化碳含量1260×0.03%=0.378mg/L。
在故在运行工况未进行调整的情况下，表5中2019年4至10月未出现除盐水箱电导率超过0.2μS/cm，而在1、2、3、11、12月，随着气温的下降经常性出现超过0.2μS/cm的情况。
2.2除盐水箱防腐检查
除盐水箱采用碳钢材质，内部采用聚脲防腐涂层，设计使用寿命30年。在发生电导升高情况之后，对3个除盐水箱逐个检查，发现3个除盐水箱内壁防腐层有老化破损，内壁上有锈蚀痕迹，经过检测水箱中含铁量较低，见表1。
2.3树脂检测
在试验期间使用2号一级除盐系统和2号混床。阳树脂为001×7，阴树脂为201×7，混床树脂为001×7MB/201×7 MB，依照DL/T519-2014《发电厂水处理用离子交换树脂验收标准》相关树脂检测全都符合要求。
3.结论
经过对仪表校验、水质检查、系统排查及树脂检测，都未发现异常。确认（1）除盐水箱胶球密封不严，使空气中二氧化碳等融入除盐水中;（2）除盐水箱防腐层有小面积点蚀现象;（3）锅炉补给水处理系统树脂复合要求，混床出水水质是合格的。依照表5 所述 1号除盐水箱液位和除盐水母管电导率关系以及二氧化碳在不同温度下的溶解度确认除盐水箱脉冲式电导率波动主要和二氧化碳的溶解多少有关，由于运行时采用静压补水，每次只将一半的除盐水泵出。导致水箱存水中二氧化碳升高，由于冬季几个月平均温度在10℃左右，致使冬季除盐水箱存水二氧化碳溶解度更高，所以除盐水母管电导率超过期望值0.2μS/cm。
3.1采取措施
（1）控制除盐水箱存水量，降低除盐水存放时间，特别是在冬季。
（2）运行人员严格执行规程要求，按章操作，认真检查，防止系统内漏;检修单位认真负责，按图施工。
（3）树脂、再生试剂、活性炭等物资加强验收管理。
（4）定期补充、更换浮球。
（5）对除盐水箱浮顶改造，对除盐水箱呼吸器增加二氧化碳过滤装置;防腐层修补。
参考文献：
[1] 王志奎、刘丽英、刘伟.化工原理（M）.北京：化学工业出版社2010：189
[2] 钱洲亥.高纯水的电导率和PH及内冷水控制（J）.浙江电力.2004（3）：58-61
[3] 李培元、周伯青.火力发电厂水处理及水质控制（M）.北京：中国电力出版社.2011：8-9
作者简介：
俞卫刚（1981—），本科，助理工程师。电话：13812803820，邮箱：164147724@qq.com
（作者单位：华润电力（常熟）有限公司）
【关键词】除盐水;二氧化碳;溶解度
按照GB/T 12145-2016《火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量》标准要求，除盐水箱出水电导率不超过0.4μs/cm。不少电厂制定的运行规程对除盐水箱出口电导率期望值，要求提高到不超过0.2μs/cm，但在生产中时常出现电导率间断性运行在0.2-0.4μs/cm区间的情况（这种现象以下称为电导率超标），有必要对其产生的原因进行分析。
1情况说明
华润电力（常熟）有限公司锅炉补给水处理系统主要包括：双介质过滤器+活性炭过滤器+反渗透+阳床和阴床+混床+除盐水箱。系统进水为经过机加池和空气擦洗滤池处理的长江水。
锅炉补给水处理系统设有3×2000m3除盐水箱（11.5米），水箱的进水、出水为共用管路，且均位于水箱底部。除盐水箱长期使用液位差往三台机组分设的凝补水箱（5.3米）供水。
在补给水系统正常运行情况下，除盐水箱入口电导率在0.08μS/cm以下，但经过混合除盐水箱存水后电导率出现明显升高。2018年11月以来，3个除盐水箱出水电导率超标，超过0.2μS/cm，特别是冬季更加频繁且有超过0.4μS/cm的趋势。
2 原因分析
2.1除盐水箱密封问题
（1）表计校核
19年4月8日采用在线仪表校验标准装置，对除盐水泵出口母管上的在线pH表、电导率表进行了检测，符合DL/T677-2018《发电厂在线化学仪表检验规程》要求的合格率。
（2）水质检测
2019年4月投运2号二级除盐系统制水。现场采用在线仪表检验装置，对放置3个除盐水箱出水进行了检测。1号除盐水箱放置67小时后，电导率为0.221μS/cm，氢电导率0.231μS/cm，PH6.75;2号除盐水箱放置24小时后，电导率为0.159μS/cm，氢电导率0.164μS/cm，PH6.88;3号除盐水箱放置60小时后，电导率为0.177μS/cm，氢电导率0.186μS/cm，PH6.80;2号混床出水电导率为0.07μS/cm，氢电导率0.07μS/cm，PH7.35。
氢电导率略高于电导率，表明水中存在微量阴离子，常规阴离子包括HCO3-、Cl-、SO42-等。取#2混床出水，3个除盐水箱中的除盐水，进行水质检测。水样检测结果见表1
通过1的数据看出，除盐水箱及2号混床出水的各种离子和总有机碳含量都合格。目前除盐水箱中水质合格，现场检测除盐水箱PH<7。故判断除了少量溶解空气中的二氧化碳外，不存在其他外来污染物，由于除盐水非常纯净，缓冲能力小，易受污染。一般情况下，放置时间越长，对电导率的影响越大，含有饱和二氧化他的除盐水，电导率能够达到0.88μS/cm。
自投产以来除盐水箱使用聚丙烯气液隔离浮球进行隔绝空气，除盐水箱进出水口、排污口安装有滤网，运行期间未有浮球丢失情况发生。
（3）运行方式检查
1、除盐水箱出口母管仅有2个用户：3台机组凝补水箱（5.3米）和位于二楼的化验班（5米）。凝补水箱采用上进下出运行;停止机组凝补水箱补水后，除盐水泵连锁停运并关门，故不存在倒流情况。化验班水龙头未使用时处于关闭状态，不存在倒吸情况。
2、由于除盐水箱和凝补水箱存在高度差（约5米），长期采用静压补水，待除盐水箱水位低于5.5米时候，启动锅炉补给水处理系统开始制水，往除盐水箱中进行补充除盐水至11米左右。这就导致除盐水箱存有一半的水，每次补充相当于对存水的稀释。见表2 1号除盐水箱液位和除盐水母管电导率。
和大气平衡时，水中二氧化碳（25℃）为0.43mg/L。水中二氧化碳发生部分电离生成H+、HCO3-、CO32-，由于此时除盐水中溶解二氧化碳的量很少，可以视为无限稀释溶液，按照科尔劳什（Kohlrausch）离子獨立移动定律，除盐水电导率可以按照公式2[2]进行计算，公式中λ为各离子的极限摩尔电导率（S· cm2/mol），其在25℃下的取值如下
经过计算可知，在25℃时，除盐水中二氧化碳达到饱和时，电导率为0.88μS/cm，理论PH为5.66。
气体在水溶液中的溶解度随温度升高而降低，这种关系可以由克劳修斯-克拉柏龙方程[3]（Clausius-Clapyron equation）表示。见公式3
经过对除盐水箱温度测算。每年1、2、3、11、12月水箱月平均温度10℃左右，相应二氧化碳溶解度2310mg/L;4至10月水箱月平均温度30℃左右相应二氧化碳溶解度12060mg/L。在不考虑气压的情况下（1）10℃除盐水中二氧化碳含量2310×0.03%=0.693mg/L，（2）30℃除盐水中二氧化碳含量1260×0.03%=0.378mg/L。
在故在运行工况未进行调整的情况下，表5中2019年4至10月未出现除盐水箱电导率超过0.2μS/cm，而在1、2、3、11、12月，随着气温的下降经常性出现超过0.2μS/cm的情况。
2.2除盐水箱防腐检查
除盐水箱采用碳钢材质，内部采用聚脲防腐涂层，设计使用寿命30年。在发生电导升高情况之后，对3个除盐水箱逐个检查，发现3个除盐水箱内壁防腐层有老化破损，内壁上有锈蚀痕迹，经过检测水箱中含铁量较低，见表1。
2.3树脂检测
在试验期间使用2号一级除盐系统和2号混床。阳树脂为001×7，阴树脂为201×7，混床树脂为001×7MB/201×7 MB，依照DL/T519-2014《发电厂水处理用离子交换树脂验收标准》相关树脂检测全都符合要求。
3.结论
经过对仪表校验、水质检查、系统排查及树脂检测，都未发现异常。确认（1）除盐水箱胶球密封不严，使空气中二氧化碳等融入除盐水中;（2）除盐水箱防腐层有小面积点蚀现象;（3）锅炉补给水处理系统树脂复合要求，混床出水水质是合格的。依照表5 所述 1号除盐水箱液位和除盐水母管电导率关系以及二氧化碳在不同温度下的溶解度确认除盐水箱脉冲式电导率波动主要和二氧化碳的溶解多少有关，由于运行时采用静压补水，每次只将一半的除盐水泵出。导致水箱存水中二氧化碳升高，由于冬季几个月平均温度在10℃左右，致使冬季除盐水箱存水二氧化碳溶解度更高，所以除盐水母管电导率超过期望值0.2μS/cm。
3.1采取措施
（1）控制除盐水箱存水量，降低除盐水存放时间，特别是在冬季。
（2）运行人员严格执行规程要求，按章操作，认真检查，防止系统内漏;检修单位认真负责，按图施工。
（3）树脂、再生试剂、活性炭等物资加强验收管理。
（4）定期补充、更换浮球。
（5）对除盐水箱浮顶改造，对除盐水箱呼吸器增加二氧化碳过滤装置;防腐层修补。
参考文献：
[1] 王志奎、刘丽英、刘伟.化工原理（M）.北京：化学工业出版社2010：189
[2] 钱洲亥.高纯水的电导率和PH及内冷水控制（J）.浙江电力.2004（3）：58-61
[3] 李培元、周伯青.火力发电厂水处理及水质控制（M）.北京：中国电力出版社.2011：8-9
作者简介：
俞卫刚（1981—），本科，助理工程师。电话：13812803820，邮箱：164147724@qq.com
（作者单位：华润电力（常熟）有限公司）