摘要：华能九台电厂 670MW 机组汽水测量氢电导率是在常规电导率表前加装阳离子交换柱，这种交换柱需不定期更换树脂或对树脂进行再生。树脂需要更加频繁更换或再生，不能实现完全连续监测。并且由于树脂的溶出物、再生度不够、树脂裂纹等会对仪表测量结果准确性造成极大影响。因此，对氢电导率仪表进行改造，以提高水汽氢电导率测量准确性、实现完全连续监测具有重要意义。

关键词：670MW 机组汽水；在线；氢电导率；阳离子交换树脂；交换柱；连续电再生阳离子交换器；智能氢电导率表

引言

GB/T 12145-2016《火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量标准》规定氢电导率是热力设备防腐防垢的关键指标，同时也是发电厂水汽控制指标中监测数量最多的指标。一旦氢电导率测量不准确，不能及时反映水汽品质恶化，将引起爆管、汽轮机积盐等严重事故。因此，测量水汽系统氢电导率的在线氢电导率表是水汽系统最关键的仪表，其测量结果的准确性对于控制热力系统腐蚀性和结垢性杂质，防止热力设备腐蚀、结垢和积盐起到关键作用。

1 在线电导率表测量原理

氢电导率测量是在在线电导率表前加装氢型阳离子交换柱，测量时水样先经过氢型阳离子交换树脂柱，其中的阳离子和离子交换树脂的氢型基团发生离子交换，将水样中的阳离子置换成氢离子，然后再测量电导率。在这一过程中，水样中的阳离子被交换为氢离子，阴离子不发生变化。

2 在线电导率测量存在问题

在线电导率测量技术存在的问题：1）测量氢电导率所用的阳离子交换树脂柱在运行一段时间后会失效，失效后需更换、再生树脂，约1 周就需更换、再生树脂1 次，无法实现连续监测；2）更换树脂或停运后需要长时间冲洗，运维工作量大、运行成本高、再生时有大量废酸排放等诸多问题，且在此期间氢电导率表测量结果准确性差，不能反映真实水质，对化学监督和控制造成不利影响；3）氢型阳离子交换树脂柱存在的问题，对氢电导率测量结果的准确性产生很大影响。

2.1 阳离子交换树脂再生度

电厂含氨水样经过再生完全的阳离子交换树脂将铵根离子和其他杂质阳离子全部交换为氢离子，铵根离子经过阳离子交换树脂后释放的氢离子与氢氧根离子结合形成水，不在氢电导率中反映，而其余杂质阳离子经过阳离子交换树脂后释放出氢离子。当树脂未完全再生时，会有部分杂质阳离子穿透，而因氢离子的极限摩尔电导率比其他阳离子的极限摩尔电导率大 倍，故树脂再生度不够会导致氢电导率测量值偏低。

2.2 阳离子交换树脂破碎裂纹

氢型阳离子交换柱中填装的树脂一般为氢型阳离子交换树脂，这类树脂在使用过程中反复再生，有可能破碎产生裂纹，当有破碎裂纹的树脂进行再生时，盐酸再生液扩散到树脂裂纹中，再生后的水冲洗很难将裂纹中的盐酸冲洗干净。用该树脂测量氢电导率时，树脂裂纹中残余的再生盐酸会缓慢释放扩散出来，造成氢电导率测量结果偏高，引起正误差。

2.3 阳离子交换树脂漏出

氢电导率表在运行过程中，阳离子交换树脂因交换柱出水口滤网破损、出水口安装密封不紧密、树脂破碎、水样流速过高等原因，被冲走带入电导率表电极中，而电极内外套筒的间隙极小，导致从交换柱中漏出的树脂很容易卡塞在电极内外套筒间的缝隙中。电导率表属于电导式分析仪表，是通过测量水样电阻（电导的倒数）反映电导率。漏出的树脂卡塞在电导电极内外套筒之间，相当于水样电阻再并联一个额外的电阻，总电阻将变小，导致氢电导率测量值偏高，产生正误差。

3 新型连续电再生阳离子交换器应用

为了解决上述问题，提高氢电导率测量准确性，应用一种在线氢电导率测量新方法，采用连续电再生阳离子交换器及智能氢电导率表。利用电极两端电压使水中带电离子移动，并配合离子交换树脂及选择性膜加速离子移动，有效去除水中阳离子；同时利用电解水产生的氢离子对其中极少量的特种树脂进行实时动态再生，使其中的树脂始终保持氢型状态，无需更换再生树脂。该连续电再生阳离子交换器可在不同测试水流条件下常压运行，能够直接替换电厂测量氢电导率的常规离子交换柱。

将标准电导率表及电极分别与标准阳离子交换柱、连续电再生阳离子交换器组成氢电导率测量体系，测量在不同流速条件下同一水样的氢电导率。在不同的流量条件下，采用连续电再生阳离子交换器测量氢电导率与采用标准阳离子交换柱测量氢电导率均能获得准确的测量结果。

4 结论

通过对新型氢电导率测量专用电再生离子交换器应用，能够满足准确测量氢电导率要求，改造后的氢电导率仪表可做到全年免人工维护，大量节省了在线仪表维护人员的人工成本，提高氢电导率的测量准确度，真正实现氢电导率的连续测量，避免因锅炉爆管等引起的严重事故，不仅能保证机组的安全运行，还能避免树脂再生产生的人工成本、职业危害、废酸废液等，从而达到节能、减排、降耗的目的。

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作者简介：张智建（1980-），男，毕业于东北电力学院，生产部热控专工，高级工程师，高级技师，长期从事热工自动化工作，吉林省长春市九台区天成和园，邮编：