水汽化学监督的重要性及改进措施

热力设备在长期运行过程中面临着两大威胁，即结垢和腐蚀问题。一旦水汽化学监督出现失位情况，轻则导致热效率降低，重则引发爆管停机事故，而且单次事故所造成的损失可达到千万级别。然而，传统的监督模式存在着较为突出的短板，具体表现为人工化验的响应速度较慢、管理责任不够清晰明确、技术手段相对滞后，需要构建一个更加智能且高效的水汽监督防御体系。

一、水汽化学监督的深远意义与核心价值

水汽化学监督是维系火电厂热力系统实现安全、经济和长周期可靠运转的根基性技术保障与管理活动。其价值贯穿于电厂运行的宏观安全防线、微观经济效能以及资产全寿命周期管理等核心维度，深刻影响着电厂的运营质量和可持续发展能力。构建高效精密的监督体系，对于保障机组本质安全、优化资源配置效率、强化企业核心竞争力具有不可或缺的战略性意义。

（一）是保障热力系统安全稳定运行的核心防线

水汽化学监督的主要价值在于构建热力系统安全稳定的关键屏障。高温高压的锅炉本体、复杂的汽水管道网络以及精密的汽轮机，一直面临着水汽介质中各种离子杂质导致的结垢与腐蚀风险，硅酸盐、钙镁离子等在受热面过度沉积会形成传热妨碍，降低热传导效率，埋下金属超温、材质劣化甚至爆管事故的隐患。氯离子、溶解氧等腐蚀因子在高温或局部浓缩环境下，能引发点蚀、应力腐蚀开裂等微观损伤的迅速扩展，致使承压部件壁厚减薄甚至失效破裂，水汽化学监督借助建立严密的在线监测网络，实时掌握给水、炉水、饱和蒸汽及过热蒸汽等关键部位的水汽品质变化动态。一旦关键指标超出 GB/T 12145 等规范标准界限，监督系统就会触发预警机制，推动除氧优化、加药调控、排污扩容或凝结水精处理再循环等精准干预举措。

（二）是提升机组热效率与经济收益的内在驱动

在经济效能方面，水汽化学监督对火电厂降本增效、提升运行经济性起着核心作用，热力系统的能效会直接影响机组煤耗、水耗以及运营成本，水汽品质是能效优化过程中不可忽视的关键因素，受热面在严格监督保障下保持洁净状态，维持了金属壁面与工质之间良好的传热性能，结垢阻热问题的解决，提高了水冷壁、过热器、省煤器等关键换热设备的吸热效率，减少了单位蒸汽产出所需的燃料消耗量。在监督指导下进行优化排污管理，可直接降低工质损失：依靠精确控制炉水含盐量及硅浓度，在保证蒸汽品质的情况下，可将传统 3% 以上的锅炉运行排污率降低至 0.8% 以下，节省了大量高纯度除盐水，还避免了宝贵热能随排污水直接散失，相当于直接减少了燃料净消耗量。

（三）是延长设备服役寿命与降低维修成本的关键手段

水汽化学监督对于电厂来说十分关键，是实现电厂关键设备服役寿命最大化、资产价值最优化的基础保障，现代火电企业投资结构中的核心设备，像亚临界 / 超临界锅炉、高 / 中 / 低压汽轮机转子、高压加热器及主蒸汽管道等，初始购置成本高昂，设计使用寿命普遍超过30 年，设备能否达到甚至超越其理论服役周期，取决于腐蚀与材料劣化速率是否可控。水汽化学监督是精准调控这一进程的关键技术手段，凭借高精度监测系统水汽环境的腐蚀倾向性参数，结合铁、铜等腐蚀产物流入量的定量分析，建立起金属壁面腐蚀状态实时评估体系，在监督数据指导下，给水联合除氧、精确氨处理控制pH、凝结水精处理系统高效除盐除铁等工艺得以优化实施，把碳钢部件的流动加速腐蚀速率、铜合金的氨致腐蚀量级、奥氏体不锈钢的应力腐蚀开裂风险都压制在可控范围内。比如将高压给水管线内溶解氧控制在 <5μg/L 水平、并维持 pH 值于 9.5-9.8 区间，能使碳钢管道的年腐蚀速率不超过 0.025mm ，远低于设计腐蚀裕量，为设备延寿奠定基础。

（四）是支撑环保合规与绿色低碳发展的关键约束

在全球碳中和战略以及日益严格的大气污染物排放控制框架的约束下，火电厂的可持续发展已经高度依赖于环保合规能力，水汽化学监督对于实现绿色低碳转型所起到的核心支撑作用体现在两个方面。一是污染控制链协同增效机制，水质的优化会直接对烟气脱硫脱硝效率产生影响。当高氯离子水汽进入锅炉之后，会析出含氯挥发性物质，加速尾部烟道的腐蚀，还会干扰脱硝催化剂的活性，监督系统借助精确控制氯离子浓度在 <0.1mg/L ，可降低 SCR 系统的氨逃逸率，减少硫酸氢铵堵塞空预器的风险，优化排污可同步降低脱硫废水的处理量，以600MW 机组为例，由化学监督驱动的排污率从 2.5% 降低至 0.7% ，每年可削减高达 20 万吨的高盐废水，降低废水零排放系统运营成本的 35% 。二是增加碳减排贡献路径，水汽监督借助能效优化可产生碳减排效益，蒸汽钠离子超标 会致使超临界机组热效率下降 0.15% ，折算之后供电煤耗增加 0.45g/kWh，精细化监督维持蒸汽纯度达标，能让百万机组年均减碳量达到7800 吨，更为关键的是，抑制管道腐蚀可避免锅炉爆管引发的非计划停机——单次72小时停机事故会造成额外启停耗煤约2000吨，产生额外碳排放 5000 吨 CO2e 。监督体系将此类事故频率降低 80% ，成为火电碳资产管理的关键技术支撑，环保维度监督价值体现在把静态指标控制升级为动态全过程优化，为火电企业获取碳交易收益、绿电溢价提供技术背书，是从末端治理转向绿色竞争力构建的核心杠杆。

二、水汽化学监督体系的改进措施

（一）强化过程监控，构建精密化、自动化与标准化的监测网络

首先，在核心位置布置高精度仪表，即在锅炉入口、汽包、过热器出口等部位安装实时在线的 pH 计、电导率仪、溶解氧表等设备，一旦水质出现异常，在10 秒内就能触发警报。其次，要统一测量标尺，严格执行国家或行业标准的检测方法，比如硅表校准要使用统一基准液，化验员的操作要规范，防止出现张三用 A 方法测出硅含量 3 微克 / 升，而李四用 B 方法测出 5 微克 / 升的混乱情形。最后，是要实现数据的互联互通，所有监测点的数据都可实时上传至集控中心，历史曲线随时都可以进行查询。

（二）优化管理效能，健全全流程精细化监督与管理机制

首先，明确职责界限，值长负责运行参数的调整，化验室专人负责数据的准确性，技术主管承担分析诊断的职能，防止出现“人人可管但却没人负责”的状况，其次，固定应急流程，设立标准的五步法：监测数据一旦超出标准，需要在 10 分钟内初步判断原因，同时启动应急操作，8 小时内解决问题，整个过程要进行跟踪记录并形成案例库。某电厂依靠这种机制，在凝结水钠离子突然增加时，两小时内就确定了凝汽器钛管的裂缝，避免了机组非计划停运。最后，要将绩效激励关联起来，把水质合格率、设备腐蚀次数与班组奖金联系在一起。

（三）推行智能检验技术体系，提升管理效能

为达成化学仪表高精度且高可靠运行的目标，着重引入并推广化学仪表在线智能检验技术体系，此体系将前沿信息技术与传统校验需求深度融合，形成完整的智能化管理解决方案。其核心内容是构建一体化仪表数据库与维护管理平台，电厂三区系统部署的在线化学仪表维护管理系统，整合全厂仪表台账管理、基础信息管理、备品备件管理、标准器具管理等多维度功能模块。借助统一数据库，工作人员能方便地进行信息录入、准确查询、统计分析及导出操作，改变以往依赖人工记录且查找险阻的状况，提升了对仪表资产的管控能力与管理效率。

其中，最关键的是施行智能化检验与状态监控管理：体系严格依照开发 - 测试 - 应用相结合的流程，整合电导率表、pH 表、钠表、溶解氧表等关键仪表的在线智能检验技术。平台提供详细检验标准与操作说明，集成“投入率、准确率、合格率”统计功能，可自动生成如合格率趋势图等可视化图表，方便管理者直观了解仪表整体性能及长期趋势。系统设有检验人员信息管理模块，对人员资质进行动态管控，其证书到期自动预警功能保证参与检验维护人员资质持续合规有效，为检验规范性提供基础保障，该体系凭借数字化、结构化、流程化手段，有效弥补传统人工管理方式的不足，成为提升化学仪表健康管理水平、保障监测数据真实可靠的关键技术支撑。

（四）探索智能融合，发展基于大数据与人工智能的监督新模式

未来监督会朝着“预测预警”的方向转变，智能化建设的重点在于整合数据以及提炼知识。建设数据仓库是基础，某厂花费两年时间整理了近十年的水质记录、机组启停数据、大修报告等资料，并将其数字化后存入数据库，就如同建立了一个完整的设备健康档案库。借助检索历史记录可发现，每次给水溶解氧浓度超标后的六个月内，都会出现过热器腐蚀坑的情况。数据分析需要借助人工智能工具，利用机器学习来建立预测模型，某项目借助训练AI 识别凝汽器泄漏特征，当凝结水钠离子和氢电导率同步上升，并且没有随着氯离子增长时，系统就会自动推送“钛管微漏”警报，其诊断准确率达到了 89% 。智能控制系统已经在试点电厂得到应用，它的核心是让AI 接管加药、排污、补水等执行环节。智能化的最终目的是让监督从“事后处置”转变为“事前预防”，为生产提供保障。

表1 技术升级的经济效益对比

（数据来源：某600MW 机组超滤 +AI 加药系统改造案例）

结语：

水汽化学监督体系朝着现代化转型，从本质上来说，这是一个把被动防御转变成主动免疫的过程。经过多维度协同创新，此领域正在经历从“事后补救”转变为“事前预控”的转变。当高精度传感器网络和人工智能诊断共同发挥作用时，机组运行状态可被实时解析成数千个数据流，这样一来，像微量铁离子泄漏或者 pH 值漂移等隐患在酿成事故之前就可被精准捕捉。管理机制的权责变得清晰明确，奖惩有刚性，这从根本上消除了责任空转的灰色地带，使得每项参数异常都有明确的处置途径以及时限追踪。

参考文献：

[1] 周洋 , 伏文 , 朱志勇 , 等 . 火电厂化学监督管理系统平台的开发及应用 [J]. 设备管理与维修 ,2024,(23):90-93.

[2] 何苹 . 电厂化学水汽监督与炉水加药处理技术探析 [J]. 云南化工 ,2018,45(01):52.

[3] 贺琴琴 . 探析火电厂水汽化学监督的重要性 [J]. 经济管理文摘 ,2019,(21):83-85.