從國(guó)標(biāo)到實(shí)踐：如何科學(xué)設(shè)定復(fù)合循環(huán)鍋爐的pH和溶解氧控制目標(biāo)？

復(fù)合循環(huán)鍋爐作為現(xiàn)代火力發(fā)電與大型工業(yè)生產(chǎn)的核心設(shè)備，其運(yùn)行的安全性與經(jīng)濟(jì)性直接取決于水汽品質(zhì)的精細(xì)控制。在眾多水質(zhì)指標(biāo)中，pH值（氫離子濃度指數(shù)）和溶解氧（DO）是兩項(xiàng)最為關(guān)鍵且相互關(guān)聯(lián)的控制參數(shù)。其控制范圍的確定并非隨意設(shè)定，而是基于嚴(yán)密的化學(xué)原理、防腐防垢需求以及嚴(yán)格的現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的雙重考量，尤其與鍋爐的壓力等級(jí)密切相關(guān)。

660MW超超臨界復(fù)合循環(huán)鍋爐機(jī)組

一、 控制參數(shù)的核心意義：防腐與防垢

pH值的雙重角色：
pH值是衡量水溶液酸堿度的指標(biāo)。在鍋爐水汽系統(tǒng)中，對(duì)pH值的控制主要出于以下目的：

• 抑制腐蝕：當(dāng)pH值較低（酸性條件）時(shí)，會(huì)對(duì)鍋爐金屬壁面（如碳鋼）、給水管路及熱交換器造成均勻腐蝕和酸性腐蝕。提高pH值至堿性范圍，可以使金屬表面形成穩(wěn)定的保護(hù)膜（如四氧化三鐵），顯著減緩腐蝕速率。
• 優(yōu)化水化學(xué)工況：對(duì)于采用磷酸鹽處理或全揮發(fā)處理的鍋爐，特定的pH范圍是保證藥劑充分發(fā)揮作用的前提，既能防止鈣鎂水垢的生成，也能避免堿性腐蝕或磷酸鹽“隱藏”現(xiàn)象的發(fā)生。

溶解氧的嚴(yán)格控制：
溶解氧是鍋爐系統(tǒng)中危害性極強(qiáng)的腐蝕性物質(zhì)。它會(huì)引發(fā)點(diǎn)狀腐蝕（氧腐蝕），這種腐蝕局部深坑發(fā)展，對(duì)設(shè)備的安全性構(gòu)成嚴(yán)重威脅。溫度越高，壓力越大，氧腐蝕的速度越快。因此，給水中的溶解氧必須被徹底去除，并通過(guò)維持系統(tǒng)的嚴(yán)密性和添加除氧劑（如聯(lián)氨或其他有機(jī)碳除氧劑）來(lái)防止其漏入。

二、 壓力等級(jí)如何影響控制范圍的確定

鍋爐的工作壓力是決定pH和溶解氧控制范圍的首要因素。壓力等級(jí)越高，意味著設(shè)備結(jié)構(gòu)的應(yīng)力越大，水溫也越高，對(duì)水質(zhì)純凈度和化學(xué)穩(wěn)定性的要求就愈發(fā)苛刻。

• 基本原則：壓力等級(jí)越高，對(duì)溶解氧的控制要求越嚴(yán)格（目標(biāo)值越低），對(duì)pH值的控制精度和范圍要求也越精確。

具體參數(shù)指標(biāo)的確定依據(jù)（參照現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)）

我國(guó)現(xiàn)行的核心標(biāo)準(zhǔn)是GB/T 12145-2016《火力發(fā)電機(jī)組及蒸汽動(dòng)力設(shè)備水汽質(zhì)量》和GB/T 1576-2018《工業(yè)鍋爐水質(zhì)》。前者主要適用于高參數(shù)、大容量的電站鍋爐（包括復(fù)合循環(huán)鍋爐），后者則覆蓋了工業(yè)領(lǐng)域的蒸汽和熱水鍋爐。對(duì)于復(fù)合循環(huán)鍋爐，應(yīng)主要參照GB/T 12145-2016。

以下以GB/T 12145-2022為主要依據(jù)，列舉不同壓力等級(jí)鍋爐的給水pH和溶解氧控制范圍：

低壓鍋爐（如≤2.5 MPa）：

• pH值（25℃）：通?？刂圃?.8 ~ 9.5或根據(jù)水工況要求確定。此范圍能有效形成保護(hù)膜，同時(shí)避免堿性過(guò)高。
• 溶解氧：標(biāo)準(zhǔn)要求為≤15 μg/L。通過(guò)熱力除氧器即可基本滿足要求。

中壓鍋爐（3.8 ~ 5.8 MPa）：

• pH值（25℃）：控制范圍更為嚴(yán)格，一般為9.0 ~ 9.6（全揮發(fā)處理時(shí)）。精確控制有助于抑制系統(tǒng)中鐵、銅等金屬的溶解和沉積。
• 溶解氧：要求大幅提高，通常為≤7 μg/L。需要高效的熱力除氧并輔以化學(xué)除氧。

高壓及以上鍋爐（≥12.0 MPa，包括亞臨界、超臨界、超超臨界復(fù)合循環(huán)鍋爐）：

• pH值（25℃）：根據(jù)所采用的水處理工藝（如還原性全揮發(fā)處理CWT或氧化性全揮發(fā)處理AVT(O)）有細(xì)微差別，范圍通常在9.0 ~ 9.6或9.2 ~ 9.8之間。超臨界機(jī)組由于無(wú)鍋水，對(duì)給水pH的控制精度要求極高。
• 溶解氧：這是控制的重點(diǎn)。標(biāo)準(zhǔn)要求極為苛刻，例如對(duì)于超臨界直流鍋爐，給水溶解氧目標(biāo)值往往要求≤5 μg/L，甚至更低（如AVT(O)工況下，溶解氧本身作為控制參數(shù)）。這需要配備真空除氧器、高效的除氧劑以及極高的系統(tǒng)嚴(yán)密性。

快開(kāi)式超臨界裝置

三、 控制范圍的實(shí)踐與監(jiān)測(cè)保障

確定控制范圍只是第一步，如何在運(yùn)行中持續(xù)穩(wěn)定地維持這些參數(shù)才是關(guān)鍵。這依賴于一套完整的水汽監(jiān)督體系，其核心是精準(zhǔn)、可靠的在線儀表和實(shí)驗(yàn)室分析儀器。

例如，對(duì)于需要進(jìn)行全面水質(zhì)監(jiān)控與定期校準(zhǔn)的場(chǎng)合，實(shí)驗(yàn)室級(jí)別的精密分析儀器不可或缺。像贏潤(rùn)環(huán)保生產(chǎn)的ERUN-ST7-11系列實(shí)驗(yàn)室臺(tái)式鍋爐水質(zhì)分析儀，其設(shè)計(jì)嚴(yán)格參照了GB/T 1576-2018等國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。該儀器可精準(zhǔn)測(cè)量pH值（采用電極法，符合GB/T 6904-2008）和溶解氧（采用氧電極法，符合GB/T 12157-2022），同時(shí)還能檢測(cè)濁度、硬度、鐵、銅等多項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)。這類設(shè)備為電廠和大型工業(yè)企業(yè)提供了權(quán)威的實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)支撐，用于校驗(yàn)在線儀表、進(jìn)行深度水質(zhì)分析以及故障診斷，是確保pH值和溶解氧等核心參數(shù)始終受控的重要技術(shù)保障。當(dāng)然，日常運(yùn)行的實(shí)時(shí)監(jiān)控主要依賴于安裝在系統(tǒng)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的在線pH計(jì)和溶解氧表。

實(shí)驗(yàn)室臺(tái)式鍋爐水質(zhì)檢測(cè)儀

復(fù)合循環(huán)鍋爐的pH值和溶解氧控制范圍，是一個(gè)基于防腐防垢科學(xué)原理、緊密結(jié)合鍋爐壓力等級(jí)這一核心設(shè)計(jì)參數(shù)，并最終由國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（如GB/T 12145-2016）明確規(guī)定的技術(shù)體系。壓力越高，控制要求越嚴(yán)格。在實(shí)際操作中，必須依據(jù)鍋爐的具體參數(shù)和所選用的水處理工藝，嚴(yán)格執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，并借助精準(zhǔn)的監(jiān)測(cè)手段，方能實(shí)現(xiàn)鍋爐的長(zhǎng)周期安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運(yùn)行。