超临界火力发电机组水汽质量监测系统解决方案

超临界与超超临界火力发电机组是当前大型燃煤发电的主流技术路线。其核心特征在于锅炉内工质参数达到或超过水的临界点，即压力高于 22.129 MPa、温度高于 374.15℃。在这种高温高压工况下，水汽品质直接决定设备寿命、运行安全与经济性。任何微量杂质超标，都可能引发腐蚀、结垢、沉积与应力腐蚀开裂等严重问题，因此构建一套科学、连续、可靠的超临界火力发电机组水汽质量监测系统解决方案，成为超临界机组安全运行的基础保障。

超临界机组水汽质量控制的技术依据

国家发展改革委员会发布的行业标准 《DL/T 912-2005 超临界火力发电机组水汽质量标准》，对超临界与超超临界机组各水汽系统的水质控制指标作出了明确规定。同时，《GB/T 12145-2016 火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量标准》进一步规范了检测参数与控制要求，为水汽质量监测系统的设计提供了技术依据。

根据上述标准，超临界机组需要重点监控的工段包括：

• 给水系统：氢电导率、二氧化硅、铁、铜、钠、TOC、氯离子

• 凝结水系统：氢电导率、二氧化硅、铁、铜、钠、氯离子

• 蒸汽系统：氢电导率、二氧化硅、铁、铜、钠

• 补给水系统：氢电导率、二氧化硅

• 减温水系统：氢电导率、二氧化硅、铁、铜、钠、TOC、氯离子

这些指标覆盖了腐蚀性、结垢性和污染性物质的核心来源，是构建系统化水汽质量监测方案的技术基础。

水汽质量监测系统的总体架构

超临界机组水汽质量监测系统应采用“多参数在线分析 + 集中采样 + 数据集成管理”的架构形式。系统通过在关键工段布置在线水质分析仪，对 pH、溶解氧、电导率、氢电导率、钠、二氧化硅、磷酸根等参数进行连续实时监测，并通过 RS485、4–20mA 或无线方式接入 DCS/环保平台，实现运行数据的集中展示与趋势分析。

在工程实施中，取样系统通常采用减压、降温、稳流的标准化水样预处理单元，保证进入仪表的水样温度在 0–40℃、压力稳定在 1–2 bar，从而确保测量数据的稳定性和可比性。

ERUN-SZ 系列在线水质分析仪在系统中的应用

以赢润集团 ERUN-SZ 系列电厂锅炉水水质在线监测分析仪为例，该系列仪器依据 GB/T 12145-2016 标准设计，适用于超临界与超超临界机组的多工段水汽质量在线监测。其可监测参数包括：

• pH：0.00–14.00（分辨率 0.01）

• 溶解氧：0.01–20.00 μg/L（ppb），分辨率 0.01 μg/L

• 电导率：0.00 μS/cm 至 20.00 mS/cm 多量程可选

• 氢电导率：0.00–20000 μS/cm

• 钠：0.00–200.00 μg/L（ppb）

• 二氧化硅：0.00–100.00 μg/L（ppb）

• 磷酸根：0.00–20 mg/L（ppm）

系统精度控制在 ±1%～±2% F.S.，溶解氧、钠、硅等关键指标满足超临界机组对“ppb 级”水质控制的技术要求。