1 具体现象

1.1 机组负荷的影响

在汽包水位控制正常，加药方式没有改变的情况下，各水样氢电导率随机组负荷变化而变化。负荷升高时，氢电导率下降；负荷降低时，氢电导率反而升高。而Na⁺，SiO₂等杂质离子的氢电导率则随负荷升高而相应增大。

1.2 除氧器排汽门开度的影响

除氧器排汽门开大后，给水、蒸汽氢电导率有明显下降，但凝结水下降幅度较少，比其他水样高出0.1 S/cm左右。

2 原因分析

2.1 氢离子交换

测量电导率前对水样进行氢离子交换的目的一方面是消除水样中氨的干扰。离子交换反应如下：

NH₄OH+R—H═R—NH₄+H₂O.

通过离子交换，NH₄⁺被树脂吸附，保证了电导率测量的准确性。另一方面，通过离子交换，水样中电离度较小的弱酸盐如碳酸盐、硅酸盐等转变成电离度较大的弱酸，增大了电导率，提高了利用电导率检测水中杂质含量的灵敏度。只要阳离子交换树脂没失效，水中的氨不会对氢电导率的测量结果造成影响；如果树脂一旦失效，氨离子穿透交换层，水样的电导率会出现大幅度上升（很快超过1.0 S/cm），且离子交换树脂失效具有不可逆性，除非采用高浓度的酸液进行再生，否则其交换性能无法恢复。

2.2 机械携带和溶解携带

除去水温、水样流速等外界因素外，影响水样氢电导率的主要因素是水中杂质离子含量。根据热力水汽理化过程分析我们可以知道，饱和蒸汽含盐量决定于机械携带和溶解携带，一般情况下，锅炉负荷增加，机械携带和溶解携带均增大，饱和蒸汽的含盐量相应升高，氢电导率也应增大。而珠江发电厂几台机组均不同程度地出现氢电导率下降的现象，其原因一定是存在某种杂质离子。当机组负荷增大时，其在水样中的含量减少；负荷降低时，水样中含量反而增大，且该杂质离子对水样氢电导率的影响要大于其他离子的影响。

2.3 CO₂的作用

对于采用化学除盐水作补给水的亚临界机组来说，外界进入水汽系统的杂质很少，特别是凝汽器采用钛管，正常情况下极少泄漏，水处理用药（氨、联氨、磷酸三钠）均为优级工业品，杂质含量很少，长期使用不会对水质造成影响。最有可能带进水汽系统的是凝汽器真空系统漏入的CO₂，CO₂进入凝结水后，与加入系统中的氨发生中和反应：

NH₄OH+CO₂═NH₄HCO₃，

NH₄OH+NH₄HCO₃═(NH₄)₂CO₃+H₂O.

按目前给水处理控制标准，pH均大于9.0，上述中和反应第一步完全进行，第二步部分进行。NH₄HCO₃和（NH₄）2CO₃均属于弱酸弱碱盐，经氢离子交换，发生以下反应：

NH₄HCO₃+R—H═R—NH₄+H₂CO3，

(NH₄)2CO₃+R—H═R—NH₄+H₂CO₃.

H₂CO₃进一步电离成HCO₃^-和CO₃^2-，导致凝结水氢电导率上升。

2.4 CO₂在液汽两相的分配

当凝结水进入除氧器后，NH₄HCO₃和（NH₄）₂CO₃发生分解，CO₂从水中溢出，通过除氧器排汽门排出，同时，水中的氨也会随之排掉，由于NH₃和CO₂的分配系数有很大差别，CO₂的分配系数远远大于NH₃的分配系数，所以，除氧器除去的CO₂与NH₃的比值要比进水中的比值大，致使除氧器出水含氨量大于进水含氨量，相应除氧器出水的pH大于凝结水的pH。如果除氧器排汽门开度较小，排出的CO₂的量小于凝汽器漏入的量，则水汽系统中CO₂不断富集，最终导致各水样氢电导率上升而超标。开大除氧器排汽门后，由于排出的CO₂量大于凝汽器泄漏进的量，给水、蒸汽氢电导率随之下降，但由于凝结水中的CO₂无法排出，故凝结水氢电导率下降较少。

2.5 系统真空度的影响

根据以上分析可以看出，影响水质氢电导率的主要因素是水汽系统中碳酸根的含量，而碳酸根的含量的大小取决于系统二氧化碳的漏入量。凝汽器真空系统严密性差的机组，氢电导率超标的情况就严重；真空严密性相对较好的机组,其水质受碳酸根的影响较小。在机组其他工况稳定的情况下，凝汽器真空度随负荷的变化而变化，负荷高时，真空度下降，二氧化碳漏进凝结水系统的速度降低，打破了水中氨和二氧化碳的平衡；另一方面，由于凝结水流量增大，水中碳酸根的浓度也相对降低，两者共同影响的结果，使整个水汽系统的碳酸根的浓度降低，而且碳酸根浓度降低的幅度要大于负荷升高时蒸汽携带其他离子的幅度，表现在水质指标上就是氢电导率下降。反之，负荷低时，氢电导率上升。真空系统严密性的好坏反映在水质上的另一个现象就是凝结水溶解氧的高低，真空严密性好的机组，其凝结水溶解氧较低，氢电导率一般都能保持在合格范围，而凝结水溶解氧越高，氢电导率超标的程度就越严重。

2.6 凝汽器泄漏

如果凝汽器存在泄漏，则漏入的生水中含有的碳酸根也会影响水质，同时，由于生水中含有其他杂质离子，所以会导致给水氢电导率上升，而且杂质离子在汽包中浓缩，最终会引起炉水电导率升高。由此判断凝汽器泄漏不是目前影响珠江发电厂水质氢电导率的主要因素。

2.7 为获低补水率而采取的措施

二氧化碳对机组水质的影响一直都存在，为什么以前表现不明显呢？主要原因是2000年以来为取得低补水率，一般将除氧器排汽门开度控制得较小，以减少汽水损失。一旦水汽系统二氧化碳漏入量大于排出量，水质氢电导率就会上升，导致水质超标。

3 结论

根据以上分析可以看出，目前珠江发电厂汽水品质氢电导率超标的主要原因是汽机真空系统不严密，二氧化碳漏入水汽系统，导致凝结水中碳酸根含量升高，而当除氧器排汽门开度偏小时，二氧化碳排出的量小于漏入的量，最终使整个水汽系统的碳酸根含量上升，氢电导率也相应上升而超标。防止氢电导率超标最根本的方法就是提高汽机真空系统严密性，消除泄漏，减少二氧化碳进入水汽系统的量。

4 结束语

300 MW亚临界机组对汽水品质的要求很高, 水中杂质极少，一般在几微克/升到十几微克/升，如此纯净的水缓冲性很小，稍有杂质，其水质变化（特别是氢电导率）就很大。氢电导率作为一种监视水质的重要手段，越来越受到人们的重视，在国内一些先进的发电厂，氢电导率已成为检测机组水质的最主要手段，因此，正确分析氢电导率变化的原因，有着更重要的意义。