凝結水是鍋爐給水的主要組成部分。凝結水一旦受到污染，即使配備凝結水處理設備也會影響給水和蒸汽品質。分析凝結水水質劣化原因并快速找到污染源，能夠減少或緩解水汽惡化，保證熱力設備安全。基于此，建立凝結水污染模型并通過模型確定凝結水污染因子，進而保證凝結水品質是熱電廠的重要任務之一。信息化技術的發展也推動了熱電廠在監測、數據儲存和分析方面發生質的變化。目前SIS系統已基本成為熱電廠的標準配置，其數據采集與存儲能力的快速發展為凝結水污染分析創造了有利條件。利用凝結水污染模型結合SIS系統儲存的歷史數據可以快速準確地確定污染源。

　　一、凝結水水質監督存在問題

　　目前熱電廠的單機容量機組參數不斷提高，對水質要求較高，對應的機組系統越來越復雜。凝結水是利用冷卻介質(水或空氣)將汽輪機內做完功的蒸汽冷凝成的水，包括汽輪機凝結水、各種疏水、生產返回水、補充水等，容易受到污染。凝結水質量合格是保證整個水汽系統安全的前提。以亞臨界機組為例，雖然凝結水氫電導率標準為臆0.3μS/cm，然而凝結水氫電導率一旦超過0.15μS/cm，凝結水就可能受到污染。為保證鍋爐、汽輪機葉片不發生結垢、腐蝕、積鹽，除集控運行值班員和輔控化學監督人員分別做好日常的運行和監督之外，及時發現凝結水的劣化趨勢、分析原因并處理是監督工作的重中之重。日常汽水監督的實際情況表明凝結水各項指標最易發生問題。

　　傳統熱電廠的水汽監督是由運行人員定時監盤或抄寫報表以發現問題，一旦凝結水氫電導率發生異常并不能立即追溯，將給異常處理造成困難。

　　二、建立凝結水污染診斷模型

　　國內外通常采用連續測定凝結水的氫電導率、溶解氧、凝結水鈉的方法監測凝結水水質。氫電導率的測定是水樣先流經氫型陽離子交換樹脂柱，去除堿化劑對電導率的影響，然后測定氫離子交換后水的電導率。由氫電導率測量方法可知，被測水樣經過氫型陽離子交換樹脂后，陽離子被去除，水中僅留下陰離子(如Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-和F-)和相應的氫離子，氫氧根則與氫離子中和被消耗掉，不在電導率中反映。因此測定氫電導率可直接反映水中雜質陰離子的總量，并結合溶解氧和鈉來監督凝結水水質。

　　一般而言，凝結水污染主要有以下原因：(1)凝汽器不嚴密，漏入含有雜質的冷卻水，給凝結水帶來各種鹽類物質(離子態雜質)、懸浮物及硅化合物和有機物，(2)開式冷卻水漏入凝結水，給凝結水帶來各種鹽類物質(離子態雜質)、懸浮物及硅化合物和有機物，(3)疏水系統設備和管道腐蝕帶來的雜質離子和金屬腐蝕產物，(4)機組尤其是空冷機組漏真空也會影響凝結水的氫電導率和溶解氧，(5)凝結水補充水水質差。

　　針對熱力發電機組凝結水系統的特點和凝結水的污染源，建立污染模型，判斷凝結水污染因子很有必要。建模時從大量與凝結水水質相關系統中挑選與建模主題相關的因子，將重疊信息精簡后，應用凝結水水質指標并結合可能的污染源，歸納總結、建立凝結水污染模型。通過凝結水水質數據分析并結合凝結水污染模型，可以較準確地確定污染源，對凝結水水質監督和污染診斷具有重要意義。表1為凝結水受污染時水質變化(劣化)的經典診斷模型。

　　三、凝結水污染模型應用方法

　　3.1 凝結水污染判斷

　　凝結水在線氫電導率在檢測凝結水水質變化時反應最為靈敏，因此將其作為最重要的水質監督指標，溶解氧、鈉和其他手工檢測的硬度等指標作為輔助手段，建立完整的反映凝結水水質的數據。通過SIS系統數據庫將氫電導率、溶解氧、鈉等數據導出歷史曲線趨勢或數據分析，對照表1模型，快速分析凝結水污染原因，如院凝結水氫電導率升高且有硬度，基本可以確認凝汽器泄漏，可為事故和異常處理贏得寶貴時間。

　　3.2 特殊條件下凝結水污染判斷

　　實際應用中，在凝結水污染影響因素不明顯的情況下，需根據表1模型逐一排查，才能確認污染源。例如，凝結水氫電導率儀陽離子交換樹脂失效引起的氫電導率升高，并不是真正的凝結水受到污染，凝結水補充水電導率高，導致凝結水氫電導率升高，可通過凝結水補充水的在線電導率表快速分析并發現問題。

　　四、凝結水污染模型應用實例

　　某熱電廠共有8×600MW亞臨界機組和2臺660MW超超臨界機組，1#~4#機組是濕冷機組，其中1#~2#機組凝汽器為鈦管，3#~4#機組凝汽器為雙相不銹鋼管，5#~10#機組為直接空冷機組，其汽動給水泵小汽輪機凝汽器為不銹鋼管，但汽動給水泵小汽輪機凝結水均通過循環水冷卻后并入主機凝結水系統，因此空冷機組凝結水同樣存在被循環冷卻水污染的風險。用模型驗證凝結水污染實例，結果見表2。

　　五、結論

　　(1)通過理論建模和實際案例，以熱電廠SIS系統數據庫儲存的凝結水水質歷史數據，可為凝結水監督、劣化趨勢、異常診斷分析等提供先進、便捷的技術手段，并提供可靠的數據支撐，快速而準確地確定凝結水污染源，進而為保證機組的水汽質量提供可靠保障。SIS系統數據庫技術也可為其他水處理行業構建智慧水務提供必要的基礎數據信息。

　　(2)凝結水氫電導率已成為監測機組凝結水水質的最重要手段，與其他指標相比，可靠性高，能夠反映凝結水的水質變化，準確、及時且靈敏，對凝結水水質監督有重要意義。

　　(3)凝結水一旦受到較嚴重的污染，即使冷卻水是淡水，凝結水精處理混床也可能被穿透，從而影響給水和蒸汽品質。因此，正確分析凝結水氫電導率變化原因，并快速找到污染源，能夠減小或緩解水汽惡化對熱力設備造成的影響。

　　(4)凝汽器泄漏是凝結水污染較常見的形式，但開式冷卻水污染與凝汽器泄漏污染結果有一定共性，如果可通過堵漏等措施排除凝汽器泄漏污染，則需要尋找開式冷卻水污染凝結水的污染源。

　　(5)漏真空導致的二氧化碳污染凝結水同樣不可忽視，其具有隱蔽性且系統復雜，更不易查找污染源。特別是空冷機組本身空冷系統龐大，更易發生空氣漏入凝汽器、CO2溶入凝結水，導致凝結水水質異常時，可通過加大加氨量來提高凝結水pH，同時保證凝結水100%處理，防止水汽系統發生腐蝕。(來源：內蒙古大唐國際托克托發電有限責任公司)