火電廠水汽有機(jī)物含量的檢測(cè)與研究

李曉梅（云南大唐國(guó)際紅河發(fā)電有限責(zé)任公司，云南開(kāi)遠(yuǎn)661600）

火電廠水汽有機(jī)物含量的檢測(cè)與研究

李曉梅（云南大唐國(guó)際紅河發(fā)電有限責(zé)任公司，云南開(kāi)遠(yuǎn)661600）

完善火電廠水汽有機(jī)物含量的檢測(cè)方法，能夠有效防范有機(jī)物對(duì)火電機(jī)組材料的腐蝕作用，對(duì)促進(jìn)火電廠的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，具有重要作用。本文在對(duì)火電廠水汽有機(jī)物含量對(duì)熱力設(shè)備的影響進(jìn)行綜合闡述的基礎(chǔ)上，論述了火電廠水汽有機(jī)物含量對(duì)熱力設(shè)備的影響，并對(duì)火電廠水汽有機(jī)物含量檢測(cè)進(jìn)行了實(shí)例分析，明確了火電廠水汽有機(jī)物含量檢測(cè)效果，以期為相關(guān)人士提供借鑒和參考。

火電廠；爐外水處理系統(tǒng)；TOC含量

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和社會(huì)生產(chǎn)力水平的進(jìn)一步提升，火電廠呈現(xiàn)了迅猛的發(fā)展趨勢(shì)，火電廠水汽中有機(jī)物含量過(guò)多引發(fā)的水體污染也得到了社會(huì)各界人士的廣泛關(guān)注。完善火電廠水汽有機(jī)物含量的檢測(cè)方法，能夠掌握水汽中有機(jī)物的分布規(guī)律，避免其對(duì)熱力設(shè)備的腐蝕。因此，完善火電廠水汽有機(jī)物含量的檢測(cè)方法，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 火電廠水汽有機(jī)物含量對(duì)熱力設(shè)備的影響

火電廠水汽中的有機(jī)物含量經(jīng)常由于氫電導(dǎo)率超標(biāo)而降低檢測(cè)的準(zhǔn)確性，部分有機(jī)物含量過(guò)高還會(huì)對(duì)離子交換出水的品質(zhì)造成不良影響，此外，水汽中的有機(jī)物過(guò)量還會(huì)造成火電機(jī)組的腐蝕。調(diào)查研究表明，80%的火電機(jī)組損壞都與水汽中有機(jī)物含量過(guò)高有關(guān)，水汽中二氧化碳含量的增加，會(huì)造成熱力設(shè)備的腐蝕疲勞，如果能夠?qū)⒂袡C(jī)酸與二氧化碳進(jìn)行中和，則能夠有效防止設(shè)備的損壞。有機(jī)物之所以能夠引起熱力設(shè)備的腐蝕，根本原因在于硫和磷等離子進(jìn)入設(shè)備導(dǎo)致的，補(bǔ)給水系統(tǒng)的污染嚴(yán)重和采用的有機(jī)添加劑純度不高都是引發(fā)腐蝕現(xiàn)象的原因。研究結(jié)果顯示，火電機(jī)組中不含有硫和磷等離子，即使總有機(jī)碳的含量較高，均不會(huì)對(duì)熱力設(shè)備構(gòu)成腐蝕威脅。由此表明，水汽中的有機(jī)物富含雜志是其腐蝕熱力設(shè)備的前提條件。因此，控制火電廠有機(jī)物含量具有必要性。應(yīng)利用總有機(jī)碳含量作為控制有機(jī)物含量的重要指標(biāo)，從而減少水汽中有機(jī)物對(duì)熱力設(shè)備的腐蝕，維護(hù)火電機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行[1]。

2 火電廠水汽有機(jī)物含量的檢測(cè)方法分析

2.1 火電廠水汽有機(jī)物含量的檢測(cè)方法

化學(xué)耗氧量是火電廠水汽有機(jī)物檢測(cè)的重要指標(biāo)，是對(duì)有機(jī)物被氧化程度的真實(shí)反映，屬于條件性指標(biāo)的范疇。在檢測(cè)火電廠水汽有機(jī)物的過(guò)程中，氧化劑的種類、濃度、劑量，溶液的酸堿度以及催化劑都能對(duì)化學(xué)耗氧量產(chǎn)生影響。而總有機(jī)碳代表火電廠水汽有機(jī)物的總含量，能夠直接對(duì)有機(jī)物的污染程度進(jìn)行反映，在火電廠水汽有機(jī)物檢測(cè)過(guò)程中，受外界因素的影響較小，因此具有較高的檢測(cè)準(zhǔn)確性，符合火電廠水汽有機(jī)物檢測(cè)的發(fā)展趨勢(shì)。隨著總有機(jī)碳檢測(cè)方法的不斷推廣，使得超臨界火電機(jī)組對(duì)水汽中有機(jī)物的檢測(cè)成為可能，通過(guò)運(yùn)用總有機(jī)碳的有機(jī)物檢測(cè)方法，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)有機(jī)物分布規(guī)律的了解和掌握，有利于防止熱力設(shè)備被有機(jī)物腐蝕，對(duì)火電廠熱力設(shè)備的維護(hù)，具有促進(jìn)作用。

對(duì)水汽中的微生物進(jìn)行檢測(cè)，首先需要對(duì)水汽中的有機(jī)物進(jìn)行氧化反應(yīng)，然后檢測(cè)水汽中的二氧化碳含量。氧化方法主要有高溫氧化、紫外線加過(guò)硫酸鹽氧化和紫外線加二氧化鈦氧化。現(xiàn)階段，通常采用非分散紅外線探測(cè)法、選擇性薄膜電導(dǎo)率探測(cè)法和直接電導(dǎo)率探測(cè)法進(jìn)行二氧化碳的檢測(cè)工作。其中非分散紅外線探測(cè)法得到了美國(guó)材料試驗(yàn)協(xié)會(huì)的認(rèn)可，能夠探測(cè)去離子水中的總有機(jī)碳含量但在探測(cè)前需要應(yīng)用高純載氣去除溶液里的二氧化碳。選擇性薄膜電導(dǎo)率探測(cè)法是一種良好的二氧化碳檢測(cè)方法，具有較高的靈敏度，同時(shí)，探測(cè)結(jié)果也較為準(zhǔn)確。直接電導(dǎo)率探測(cè)法不需要應(yīng)用高純載氣去除溶液中的二氧化碳，具有操作簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，但直接電導(dǎo)率探測(cè)法只能測(cè)試去離子水中的二氧化碳含量，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)其他有機(jī)物含量的探測(cè)。

依據(jù)碳的構(gòu)成能夠?qū)⑺锌傆袡C(jī)碳含量的檢測(cè)方法分為差減法、NPOC法和加和法。其中，差減法適用于廢水中有機(jī)物含量的檢測(cè)，原因是廢水中總有機(jī)碳的含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于無(wú)機(jī)碳的含量。在檢測(cè)過(guò)程中，將氧化形成的總有機(jī)碳含量與酸化形成的無(wú)機(jī)碳進(jìn)行減法運(yùn)算，即可得到有機(jī)物的含量。在運(yùn)算過(guò)程中，為了提升檢測(cè)的精度，要取三分水樣，取其計(jì)算的平均值。NPOC法通過(guò)將水樣進(jìn)行酸化處理，使其轉(zhuǎn)化為二氧化碳，利用氮?dú)膺M(jìn)行洗脫，最后對(duì)水樣進(jìn)行氧化，實(shí)現(xiàn)對(duì)二氧化碳含量的檢測(cè)。運(yùn)用NPOC法檢測(cè)二氧化碳的計(jì)算公式為：

NPOC=TOC-POC

其中，NPOC代表難以進(jìn)行氣洗處理的有機(jī)碳含量，POC代表容易氣洗的有機(jī)碳含量，TOC代表總有機(jī)碳含量。加和法使用于容易進(jìn)行氣洗處理的有機(jī)碳檢測(cè)過(guò)程[2]。

2.2 火電廠水汽有機(jī)物含量檢測(cè)的實(shí)例分析

2017年，某火電廠對(duì)廠內(nèi)的一個(gè)超臨界參數(shù)火電機(jī)組水汽處理系統(tǒng)的總有機(jī)碳含量進(jìn)行檢測(cè)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)水汽中有機(jī)物分布狀況的了解。

2.2.1 爐外水處理系統(tǒng)

澄清、反滲透、超濾、離子交換和活性炭過(guò)濾是爐外水處理的幾種基本類型。本次研究共選取88個(gè)水樣，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，爐外水處理系統(tǒng)中的水樣中總有機(jī)碳的含量分布具有一定的規(guī)律性：第一，在補(bǔ)給水處理系統(tǒng)中，活性炭過(guò)濾器和陰樹(shù)脂是去除水樣中有機(jī)物的“主力軍”，且陰樹(shù)脂去除有機(jī)物的作用比活性炭過(guò)濾發(fā)更強(qiáng)大，能夠達(dá)到80%以上，活性炭過(guò)濾能夠防止有機(jī)物對(duì)陰樹(shù)脂的污染，同時(shí)能夠延長(zhǎng)陰樹(shù)脂的使用壽命。但在對(duì)有機(jī)物進(jìn)行檢測(cè)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，利用活性炭過(guò)濾法的部分水樣有機(jī)物去除率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其他水樣的活性炭去除率。原因是活性炭去除有機(jī)物的效力隨時(shí)間變化而逐漸減弱。第二，混合離子交換器也具有一定程度上的去除有機(jī)物的作用。第三，超濾法去除有機(jī)物的效力不明顯，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采用超濾的辦法去除有機(jī)物，其去除效率不足10%。第四，反滲透具有較高的有機(jī)物去除率，同時(shí)，去除有機(jī)物的數(shù)來(lái)那個(gè)較大，最高可達(dá)85%以上。第五，澄清對(duì)有機(jī)物的去除作用最明顯，去除量最大。鑒于此，在設(shè)計(jì)爐外水處理系統(tǒng)的過(guò)程中，應(yīng)充分認(rèn)識(shí)到水汽中有機(jī)物含量的分布規(guī)律，合理選擇有機(jī)物去除方法，科學(xué)安排有機(jī)物的處理流程和設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)水汽中有機(jī)物的去除。例如，部分火電企業(yè)可以配置活性炭吸附裝置或者反滲透裝置，及時(shí)更換活性炭濾料，優(yōu)化澄清池建設(shè)，并定期進(jìn)行維護(hù)，降低水汽中有機(jī)物含量過(guò)高對(duì)熱力設(shè)備的影響[3]。

2.2.2 火電機(jī)組熱力系統(tǒng)

首先要合理選擇火電機(jī)組熱力系統(tǒng)的取樣點(diǎn)。火電機(jī)組熱力系統(tǒng)的取樣點(diǎn)包括主蒸汽、警戒水混合離子交換器出口以及省煤器給水處。本次研究在該廠的上述三處取樣點(diǎn)選取樣本88個(gè)進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)結(jié)果顯示：第一，在此次水樣檢測(cè)的過(guò)程中，亞臨界火電機(jī)組水汽樣本的有機(jī)物含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于超臨界火電機(jī)組水汽樣本的有機(jī)物含量，說(shuō)明在取樣期間，該火電廠的亞臨界火電機(jī)組的水汽并未受到有機(jī)物的污染。第二，部分超臨界火電機(jī)組中的陰離子含量較低，不超過(guò)100mg/L,這些有機(jī)物在高溫和高壓的作用下會(huì)導(dǎo)致熱力設(shè)備的腐蝕，因此，通過(guò)檢測(cè)水汽樣本中的總有機(jī)碳含量，能夠有效防止火電機(jī)組材料被有機(jī)物腐蝕。第三，凝結(jié)水精處理出水口與總有機(jī)碳的含量較為接近，標(biāo)志著精處理混合離子交換器和陰樹(shù)脂出現(xiàn)分解現(xiàn)象，因此，精處理出水口的總有機(jī)碳含量較高[4]。

2.2.3 研究結(jié)論

在檢測(cè)火電廠水汽有機(jī)物含量的過(guò)程中，應(yīng)首先將水汽中的有機(jī)物進(jìn)行氧化處理，依據(jù)碳的構(gòu)成合理選擇水汽有機(jī)物的檢測(cè)方法，然后測(cè)量水汽中的二氧化碳含量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在補(bǔ)給水處理系統(tǒng)中，活性炭過(guò)濾裝置和反滲透裝置去除有機(jī)物的數(shù)量較大，效率較高，因此，應(yīng)加強(qiáng)活性炭過(guò)濾裝置和反滲透裝置的建設(shè)，防止水汽中的有機(jī)物對(duì)熱力設(shè)備造成的不良影響，減少有機(jī)物對(duì)火電機(jī)組的腐蝕，同時(shí)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果也可以看出，亞臨界火電機(jī)組水汽樣本的有機(jī)物含量較低，表明亞臨界火電機(jī)組并未受到有機(jī)物的污染，實(shí)現(xiàn)了對(duì)有機(jī)物腐蝕作用的有效控制。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)以上研究發(fā)現(xiàn)，在檢測(cè)火電廠有機(jī)物含量的過(guò)程中，通過(guò)合理選擇水汽有機(jī)物的檢測(cè)方法，能夠有效掌握有機(jī)物檢測(cè)的分布規(guī)律。在此基礎(chǔ)上，合理設(shè)計(jì)爐外水處理系統(tǒng)和火電廠的火電機(jī)組熱力系統(tǒng)，有利于減少水汽中有機(jī)物含量過(guò)高對(duì)熱力設(shè)備的腐蝕作用。因此，在檢測(cè)火電廠有機(jī)物含量的過(guò)程中，可以應(yīng)用上述方法。

[1]劉龍飛,胡志光.電廠水汽中痕量鐵的檢測(cè)技術(shù)[J].華北電力技術(shù),2017,06:58-61+66.

[2]司海艷.淺談火電廠化學(xué)水汽監(jiān)督實(shí)驗(yàn)[J].山東工業(yè)技術(shù),2016,15:175.

[3]劉海洋,徐小生.火電廠脫硫廢水有機(jī)物去除及軟化處理[J].工業(yè)設(shè)計(jì),2017,06:154-155.

李曉梅(1989-），漢，女，河北邯鄲人，本科，助理工程師，火電廠化驗(yàn)員。