电力行业化学运行水质监测技术应用分析

一、引言

在电力行业中，水作为重要的介质，广泛应用于发电、冷却、蒸汽生产等多个环节。水质的优劣直接影响到电力设备的安全稳定运行、使用寿命以及发电效率。例如，锅炉用水若含有过多杂质，易导致结垢、腐蚀等问题，不仅降低热传递效率，增加能耗，严重时甚至可能引发安全事故。因此，准确、高效的水质监测技术对于电力行业的化学运行至关重要。随着科技的不断进步，各种先进的水质监测技术不断涌现并应用于电力行业，为保障水质安全提供了有力支持。

二、电力行业常见水质监测技术原理及特点

2.1 离子色谱技术

离子色谱技术是利用离子交换原理，对水样中的阴阳离子进行分离和检测。其优势在于操作简便，灵敏度高，能够同时对多种离子进行分析，且试样用量少，辅助试剂消耗低。例如，在测定水汽系统中的低分子有机酸和无机阴离子时，传统的水质全分析方法难以对微量组分进行有效测定，而离子色谱技术可迅速、准确地测量如、 等阴离子的含量，检测限可达 0.1μg/L 。在阳离子测定方面，双柱离子色谱系统可方便地分析碱土金属和碱金属，且在存在大量胺类物质（电厂热力系统常用防腐剂）的情况下，也能对低 mg/L 级的碱土金属和碱金属离子进行测定。同时，离子色谱技术还可用于测定造成设备腐蚀的过渡金属离子，通过配备浓缩柱，能够实现对超痕量过渡金属离子组分的测定。

2.2 电极在线监测技术

电极在线监测技术通过特定的电极与水样中的目标物质发生电化学反应，根据产生的电信号变化来测定物质浓度。以钠离子水质分析仪为例，其基于电化学法，利用钠离子选择性电极在酸性条件下对水中钠离子进行测量。这类仪器具有操作简单、检测速度快、精度高以及自动化程度高等特点。如 3S-NA 型钠离子水质分析仪，采用全自动控制，只需按下启动按钮即可测量，通过高频率采样和高速数据处理技术，能在短时间内完成测量，且利用高精度电极和信号采集系统，可精确测量水中钠离子浓度。电极在线监测技术能够实时、连续地对水质进行监测，为电力设备运行过程中的水质变化提供及时反馈。

2.3 流动注射分析技术

流动注射分析技术是在化学和物理不平衡的状态下进行动态测定的微量湿化学分析技术。它具有诸多优点，如能方便地实现在线监测，适应性强，可与分光光度测定、原子吸收法、滴定、电导测定、电位测定等多种检测技术相结合；同时，该技术节省试样和试剂，分析速度快且精度高。例如，在炉水磷酸根的测定中，采用流动注射分析技术的磷钼蓝比色法，相比传统方法，能更快速、准确地测定炉水中磷酸根含量，满足电力行业对水质快速检测的需求。

三、水质监测技术在电力行业的具体应用

3.1 锅炉水质监测

锅炉是电力生产中的关键设备，对水质要求极高。在锅炉水质监测中，多种技术协同应用。离子色谱技术可用于监测锅炉给水中的阴阳离子含量，及时发现水中杂质，防止因离子浓度过高导致锅炉结垢或腐蚀。例如，通过监测水中、离子浓度，可判断水质硬度，若硬度超标，可提前采取软化措施。电极在线监测技术中的氢电导率 CC 表，用于监测锅炉水经氢型阳离子交换树脂后的电导率值，能有效反映水中杂质含量，对监控和调整水质，预防腐蚀、结垢等问题意义重大。在汽包炉和直流炉中，通过安装氢电导率 CC 表，实时监测主蒸汽中的杂质含量，保障蒸汽品质，防止汽轮机内部结垢和腐蚀。流动注射分析技术则可快速测定炉水中磷酸根等关键指标，为调整炉水水质提供依据，确保锅炉安全稳定运行。

3.2 循环冷却水水质监测

循环冷却水在电力行业中用量巨大，其水质状况影响着冷却系统的运行效率和设备寿命。利用电极在线监测技术可实时监测循环冷却水中的 pH 值、溶解氧、电导率等参数。pH 值的变化能反映水质的酸碱平衡，若 pH 值偏离正常范围，可能导致设备腐蚀或结垢；溶解氧含量过高会加速金属腐蚀，通过在线监测溶解氧，可及时采取除氧措施；电导率的监测能反映水中离子浓度的变化，间接判断水质污染情况。离子色谱技术可分析循环冷却水中的阴离子，如、等，当这些阴离子浓度异常升高时，可能预示着水质受到污染或水处理药剂失效，需及时调整处理工艺。通过综合运用这些监测技术，可有效维持循环冷却水水质稳定，提高冷却系统运行效率，降低设备维护成本。

3.3 凝结水水质监测

凝结水作为锅炉给水的重要组成部分，其水质优劣直接关系到锅炉的安全运行。氢电导率 CC 表是凝结水水质监测的关键设备，正常情况下，凝结水氢电导率应小于 0.2μS/cm_⨀ 。某电厂在运行过程中，因凝汽器铜管出现微小泄漏，凝结水氢电导率在 2 小时内从 0.1μS/cm 快速上升至 0.5μS/cm ，通过氢电导率实时监测数据，电厂迅速定位泄漏点并进行修复，有效防止了因水质恶化对锅炉造成的损害。离子色谱技术则能对凝结水中的微量杂质离子进行深度检测。其中， Fe³⁺ 、 Cu²⁺ 等过渡金属离子在高温高压环境下会加速锅炉金属的腐蚀。研究表明，当 Fe³⁺ 浓度超过 时，预示着系统可能存在腐蚀情况。通过离子色谱技术定期监测这些痕量离子浓度，一旦发现异常，可及时投加缓蚀剂、加强除铁处理，确保凝结水水质满足锅炉给水要求，为电力生产的安全稳定运

行提供坚实保障。

四、电力行业水质监测技术发展趋势

随着科技的不断进步，电力行业水质监测技术将朝着智能化、高精度、多参数集成以及与物联网融合的方向发展。未来的水质监测设备将具备更强的数据分析和处理能力，通过人工智能算法对大量监测数据进行挖掘和分析，实现对水质变化趋势的精准预测和故障预警。同时，监测技术将不断提升检测精度，能够检测出更低浓度的杂质和污染物，满足电力行业对水质日益严格的要求。多参数集成监测设备将成为主流，可同时对多种水质参数进行快速、准确测量，减少设备占地面积和维护成本。此外，借助物联网技术，水质监测数据能够实现实时、远程传输和共享，方便管理人员随时随地掌握水质状况，及时做出决策，提高电力行业化学运行管理的智能化水平。

五、结论

水质监测技术在电力行业化学运行中起着举足轻重的作用。离子色谱技术、电极在线监测技术、流动注射分析技术等多种技术在电力行业不同环节的水质监测中发挥着各自优势，通过协同应用，能够全面、准确、实时地掌握水质状况，为保障电力设备的安全稳定运行提供有力支持。随着技术的不断发展，电力行业水质监测技术将不断完善和创新，为电力行业的可持续发展奠定坚实基础。电力企业应重视水质监测技术的应用和更新，不断提升水质监测水平，确保电力生产过程中的水质安全。

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