凌玲

(國家能源集團宿遷發(fā)電有限公司，江蘇 宿遷 223800)

0 引言

火電廠中化學(xué)監(jiān)測管理工作，實質(zhì)上是為了防止熱電機組設(shè)備出現(xiàn)生產(chǎn)效率低下或損壞的情況，雖然監(jiān)管方法不復(fù)雜，但由于機組設(shè)備所要涉及的工作任務(wù)較多，進而也提升了化學(xué)監(jiān)測管理工作的難度。為能夠有效避免熱電機組問題的出現(xiàn)，工作人員除要明確自身職責(zé)、依照既定規(guī)程操作維護以外，還要加大對信息技術(shù)的利用，不斷提升火電廠化學(xué)監(jiān)測管理工作的質(zhì)量。

1 火電廠化學(xué)監(jiān)測管理工作介紹

1.1 監(jiān)測管理主要內(nèi)容

火電廠化學(xué)監(jiān)測管理所面向的主要對象為火電廠內(nèi)的各類發(fā)電設(shè)施設(shè)備，依照系統(tǒng)工作類型的不同，可以將主要的管理內(nèi)容分為以下七項：第一，完成機組各運作環(huán)節(jié)的全過程監(jiān)測作業(yè)，并減少風(fēng)險隱患的出現(xiàn)，加大對水處理設(shè)備系統(tǒng)的管控，嚴格控制水汽質(zhì)量。第二，依照機組的型式、參數(shù)等級、控制型式、水處理系統(tǒng)以及各類化學(xué)儀器的配置情況，參照我國現(xiàn)行的相關(guān)水汽質(zhì)量標準，加大對機組水汽的監(jiān)測與管理，并確定相應(yīng)的指標，通過熱化學(xué)實驗的方式進行調(diào)整，以便保證關(guān)鍵水汽監(jiān)測標準能夠達到期望值。第三，通過在線化學(xué)監(jiān)測儀器，對水汽質(zhì)量進行全面評測，并要保證在線化學(xué)儀表的精準性。第四，如果在日常監(jiān)測管理的過程中出現(xiàn)了異常情況，則要依照實況，增加測量次數(shù)與項目，且要保證全年的水質(zhì)分析頻次符合要求[1]。

1.2 監(jiān)測管理人員職責(zé)

針對上述監(jiān)測管理作業(yè)內(nèi)容，管理人員需要在其中擔(dān)負起以下責(zé)任：第一，實時監(jiān)控水處理、加藥、化學(xué)儀表、自動監(jiān)控系統(tǒng)的運行是否正常。第二，加大對各類生產(chǎn)作業(yè)中所需要應(yīng)用到的物質(zhì)品質(zhì)進行評測，如：水、汽等，如果發(fā)現(xiàn)異常問題，則要及時上報主管部門進行處理。第三，完成各類技術(shù)管理工作，其中包括對化學(xué)監(jiān)測情況的日報與月報資料的總結(jié)與上報、化學(xué)儀器儀表計量的檢定、季度專業(yè)監(jiān)測分析會的組織等。第四，做好各類設(shè)備的調(diào)試試驗、檢修、驗收、監(jiān)測工作，并編制相應(yīng)的化學(xué)監(jiān)測報告。第五，針對在監(jiān)測管理過程中設(shè)備所存在的相關(guān)問題，進行應(yīng)對措施的制定。

1.3 監(jiān)測管理主要目的

通過該項工作的實施與布局，能夠產(chǎn)生以下幾點效益，這也是必須對火電廠進行化學(xué)監(jiān)測管理的主要目的。第一，能夠保證火電廠發(fā)電的穩(wěn)定性，同時提高各類發(fā)電設(shè)備運行的經(jīng)濟性與安全性。第二，編制先進的管理檢測手段，以便將風(fēng)險問題有效抑制在萌芽狀態(tài)，避免大型安全事故的發(fā)生。第三，通過預(yù)防為主的監(jiān)測管理思路，能夠?qū)崿F(xiàn)化學(xué)監(jiān)測全過程管理，從而減少或者消除熱力設(shè)備所存在的結(jié)垢、沉積物、質(zhì)量劣化現(xiàn)象，有效保證系統(tǒng)的可靠運行。第四，通過該項作業(yè)不斷延長設(shè)備的使用壽命，從而達到減少投資、提高經(jīng)濟收益的目標。

2 火電廠化學(xué)監(jiān)測管理主要方法

2.1 水、汽質(zhì)量監(jiān)測管理方法

水、汽質(zhì)量管理是火電廠化學(xué)監(jiān)測管理工作的首要任務(wù)，在管理的過程中管理人員應(yīng)加大對機組安裝、調(diào)試、運行設(shè)備等環(huán)節(jié)的全過程監(jiān)測，以避免安全隱患問題的出現(xiàn)。同時，當(dāng)水處理系統(tǒng)與設(shè)備處于未運行或者運行工況不良的情況下，不應(yīng)允許機組啟動。通水之后要加大對各類水、汽質(zhì)量的評測，當(dāng)出現(xiàn)問題以后，應(yīng)采用科學(xué)的處理方法，將風(fēng)險有效解決。除此之外，由于各電廠之間處理業(yè)務(wù)的規(guī)模不同，因此也導(dǎo)致了機組的形式、參數(shù)等級、化學(xué)儀表配置等具有較大的差異性。在監(jiān)測管理的過程中，工作人員應(yīng)將機組設(shè)備的規(guī)格與參數(shù)，作為確定水、汽監(jiān)測項目與指標的重要標準，在必要時需要加大熱化學(xué)試驗，以此來提高監(jiān)測指標的精準性，并對關(guān)鍵指標設(shè)定期望值[2]。

而當(dāng)監(jiān)測管理的過程中水、汽質(zhì)量出現(xiàn)了劣化問題，則應(yīng)立即啟動“三級處理”預(yù)案，這樣能夠最大限度地抑制風(fēng)險問題的擴散。第一，當(dāng)出現(xiàn)了劣化現(xiàn)象之后，需要進行取樣作業(yè)，以確保判定結(jié)果時的精準性，并能夠以此來制定相應(yīng)的管控制度。第二，需要綜合分析系統(tǒng)中水、汽質(zhì)量的變化，當(dāng)判定無誤以后，應(yīng)優(yōu)先采取必要的化學(xué)處理措施。第三，立即向部門主要負責(zé)人進行匯報，并提出合理的解決對策。第四，主要負責(zé)人應(yīng)組織相關(guān)技術(shù)與領(lǐng)導(dǎo)小組，將水、汽的質(zhì)量恢復(fù)至標準值之內(nèi)。如果是因為雜質(zhì)，可能會造成的腐蝕、結(jié)垢、積鹽等問題，則應(yīng)判定為一級處理值，需要將其在72小時之內(nèi)恢復(fù)至標準狀態(tài)。

2.2 機組啟動停用監(jiān)測管理

由于火電廠機組涉及設(shè)備較多，在啟動、停(備)用環(huán)節(jié)會引發(fā)多樣化的問題出現(xiàn)，因此，對其的化學(xué)監(jiān)測工作也不可忽視。當(dāng)備用或者檢修完畢以后的機組投入正常運行時，工作人員應(yīng)及時地投入除氧器，以保證溶解氧能夠達到規(guī)定標準。除此之外，除氧器的質(zhì)量也是決定溶氧質(zhì)量的關(guān)鍵，在正式投入生產(chǎn)之前工作人員應(yīng)確定好其最佳的運行工況，并不斷的進行調(diào)試。如果在調(diào)試完畢以后，給水溶氧仍存在長期不合格的情況，那么工作人員就要考慮是否應(yīng)該改變除氧器的結(jié)構(gòu)或者運行方式。當(dāng)機組啟動時，還應(yīng)及時地沖洗取樣器，在沖洗完畢以后管理人員需要依照相關(guān)規(guī)定，對樣品流量進行調(diào)節(jié)，以便保證樣品溫度可以保持在30 ℃以下的狀態(tài)。

除此之外，工作人員還要完善機組在啟動階段的質(zhì)量監(jiān)測管理制度，尤其是機組在啟動熱機的過程中，需要進一步明確汽、水的品質(zhì)與控制指標，并要將啟動汽、水品質(zhì)合格率納入到日常的統(tǒng)計報表之中，以便能夠加大對各類問題的追溯。同時，也應(yīng)該依照化學(xué)監(jiān)測管理的實際要求，建立一個三級網(wǎng)格管理制度，以便保證各類管理規(guī)定能夠落到實處。具體為：責(zé)任到崗、任務(wù)分配到位、責(zé)任落實到人。這樣便能夠保證在水汽發(fā)生異常情況時，可以進行有效的處理，并執(zhí)行相關(guān)任務(wù)。除此之外，要加大對工作中各類操作人員的培訓(xùn)，以避免在運行過程中，由于人為失誤而導(dǎo)致的各類風(fēng)險性問題的出現(xiàn)，最大限度的降低機組汽水品質(zhì)超標概率。

2.3 氣體質(zhì)量監(jiān)測管理方法

所謂的氣體質(zhì)量管理，其實就是對制氫站、發(fā)電機氫氣以及氣體置換用惰性氣體的管理，在火電廠化學(xué)監(jiān)測管理工作中也是重要的一環(huán)。在監(jiān)測管理時，需要依照既定的質(zhì)量標準進行評測，保證機組的正常作業(yè)。

第一，制氫站產(chǎn)品或發(fā)電機充氫、補氫用氫氣的氣體純度必須大于等于99.5%；且氣體中的含氧量要小于等于0.5%；氣體的濕度(露點溫度)應(yīng)小于等于-25 ℃。

第二，發(fā)電機內(nèi)的氫氣氣體純度應(yīng)大于等于96.0%；氣體含氧量應(yīng)≤1.2%；氣體的濕度需要依照發(fā)電機的工況來確定，如發(fā)電機的最低溫度是5 ℃時，氣體濕度應(yīng)小于-5 ℃且應(yīng)大于-25 ℃。

第三，氣體置換用惰性氣體(通常指CO2或N2)的純度應(yīng)大于等于98.0%；氣體中的含氧量應(yīng)小于等于2.0%，氣體的濕度仍要依照發(fā)電機的工況來確定，如發(fā)電機最低溫度為大于等于10 ℃時，則氣體的濕度應(yīng)小于0 ℃且要大于-25 ℃。

同時，需要注意的是，制氫站產(chǎn)品或者發(fā)電機充、補氫用氫氣濕度應(yīng)該在正常的壓力測定值標準下，而發(fā)電機內(nèi)部的氫氣濕度應(yīng)該為發(fā)電機運行壓力下所測定的數(shù)值。

2.4 冷卻水系統(tǒng)處理的監(jiān)管

冷卻水系統(tǒng)處理也是化學(xué)監(jiān)測管理作業(yè)中的重要一環(huán)，尤其是對于敞開式的循環(huán)冷卻系統(tǒng)而言，在運行的過程中經(jīng)常會出現(xiàn)結(jié)垢、腐蝕、黏泥沉積的情況，這樣會導(dǎo)致冷卻水系統(tǒng)中的重要換熱設(shè)備，如：凝汽器、冷油器、氫冷器等出現(xiàn)水垢、黏泥沉積、腐蝕(包括冷卻水管道)的情況。如果處理不當(dāng)，則會出現(xiàn)增加水流阻力，降低冷卻水流量；熱導(dǎo)率低，降低換熱器換熱系數(shù)；影響凝汽器真空與端差等問題，使得機組設(shè)備的使用壽命不斷縮短，影響火電廠的經(jīng)濟效益。

而在處理的過程中一定要依照我國現(xiàn)行的相關(guān)規(guī)范條例開展，同時依照結(jié)構(gòu)工況的不同，當(dāng)前也出現(xiàn)了多種冷卻水系統(tǒng)，應(yīng)依照其特點采用相適應(yīng)的處理方法。例如，直流冷卻水系統(tǒng)屬于濕式，其中的冷卻水只會利用一次，且用水量較大，水源主要來源于周圍的海洋、湖泊、水庫等水域，水質(zhì)不會出現(xiàn)明顯的變化。而敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)屬于濕式，其中的水會不斷濃縮并被重復(fù)利用，很有可能出現(xiàn)二氧化碳散失、鹽類濃縮、微生物滋生等問題，因此要著重處理雜質(zhì)。

當(dāng)前我國火電廠常用的集中冷卻水處理方法有：第一，排污法，主要是為了降低水濃縮倍率；第二，循環(huán)補水處理法，其中包括石灰處理與離子交換法；第三，循環(huán)水處理法，其中包括酸化法、加藥法、爐煙法。排污法適合補充水鈉酸鹽的硬度與濃縮倍率乘積小于循環(huán)水極限的碳酸鹽硬度水系統(tǒng)，同時也要保證在處理的過程中水源充足。而循環(huán)水處理法則適用于處理碳酸鹽硬度較高的補充水，在使用硫酸的過程中，工作人員也要避免硫酸鈣出現(xiàn)沉淀的情況[3]。而石灰處理法則適合處理原水碳酸鹽硬度較高且在高濃縮倍率下運行的系統(tǒng)。離子交換法適用于水源較為緊張且高濃縮倍率運行工況的系統(tǒng)。除此之外，隨著我國冷卻水系統(tǒng)處理技術(shù)的不斷發(fā)展當(dāng)前也出現(xiàn)了反滲透、聯(lián)合處理、阻垢處理等方法，雖然處理效果較好，但也存在運行費用較高、基礎(chǔ)建設(shè)投資較大的問題，應(yīng)慎重選用。

2.5 機組大修化學(xué)監(jiān)測管理

當(dāng)機組出現(xiàn)了問題以后，需要進行大修作業(yè)，此時工作人員必須要掌握發(fā)電設(shè)備的腐蝕、結(jié)垢、積鹽等情況，并針對不同的設(shè)備，建立起相應(yīng)的檔案，便于管理。同時，也要合理評測加水運行期間所采用的給水、爐水處理方法是否得當(dāng)，并要保證監(jiān)控有效。除此之外，也要對基礎(chǔ)建設(shè)與停、備用期間所使用的各類方法進行評估，并依照所存在的問題有針對性地進行改正。在大修期間火電廠管理層應(yīng)充分做好指導(dǎo)作業(yè)，讓生產(chǎn)管理部門積極配合化學(xué)專業(yè)檢查的相關(guān)工作。

在進行檢測工作時，監(jiān)測管理人員要充分做好檢查準備工作，其中包括各類檢查制度與計劃的制定、做好機組檢修前設(shè)備采樣與取證、統(tǒng)計相關(guān)指標等，例如：水汽品質(zhì)合格率和出現(xiàn)異常的各項指標、凝汽器與其他熱交換器管的泄漏情況、水汽損失率及排污率等。所要檢查的主要內(nèi)容包括汽包(底部、內(nèi)壁、汽水分離裝置等)、水冷壁(割管作業(yè)等)、省煤器、過熱器、再熱器、汽輪機(高壓缸、中壓缸、低壓缸)等[4]。

最后，要做好各類設(shè)備使用工況的評價工作，如腐蝕評價，主要是通過腐蝕速率與腐蝕深度來表示。若想計算設(shè)備的均勻腐蝕速率，可以用游標卡尺測量管壁厚度的減少量除以時間得出。如果凝汽器是不銹鋼材質(zhì)的，當(dāng)沒有發(fā)生泄漏問題時，通常不會對其進行專項的抽管檢測。如果凝氣管的材質(zhì)為鈦管，通常情況下也無需進行專項抽管檢測。在對設(shè)備的結(jié)垢、積鹽情況進行評價時，則需要利用沉積速率、總沉積量、垢層厚度來表示。

3 化學(xué)監(jiān)測管理平臺的搭建方法

3.1 平臺搭建基本要求

基于新時代背景下，我國的火電廠各類業(yè)務(wù)都在面臨數(shù)字化轉(zhuǎn)型的挑戰(zhàn)，為能夠保證化學(xué)監(jiān)測管理工作的成功轉(zhuǎn)型，則需要引入先進的信息技術(shù)，用于代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工化學(xué)監(jiān)測管理作業(yè)。不僅能夠?qū)崿F(xiàn)實時化管理，還能夠提高監(jiān)測管理結(jié)果的精準性，快速地發(fā)現(xiàn)機組運行風(fēng)險。在引入信息化管理技術(shù)時，首先要依托大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算等技術(shù)構(gòu)建起一個系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化、一體化的操作平臺，該平臺需要貫穿于電廠日?；瘜W(xué)監(jiān)測管理的全過程，同時也能夠根據(jù)行業(yè)發(fā)展情況，實時的收集相關(guān)知識，實現(xiàn)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的可視化[5]。

其次，火電廠需要加大對現(xiàn)階段化學(xué)監(jiān)測管理工作實際需求的分析，并提高系統(tǒng)平臺的適應(yīng)性。第一，系統(tǒng)能夠保證所有檢測數(shù)據(jù)信息入庫，并被實時記錄，可以在單位內(nèi)部進行數(shù)據(jù)資源共享。第二，可以達到化學(xué)監(jiān)測全過程管理的目標，提高管理流程的規(guī)范化，同時也應(yīng)加強信息技術(shù)使用的標準化與專業(yè)化。第三，實現(xiàn)機組安全隱患的超前管理，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，建立一個功能強大的數(shù)據(jù)庫，便于在出現(xiàn)問題時，系統(tǒng)的及時預(yù)警，工作人員可以根據(jù)預(yù)警信息實時追蹤問題。第四，依照火電廠既有管理規(guī)程，落實“三級”網(wǎng)格化管理制度。

3.2 搭建平臺系統(tǒng)主要路徑

依照火電廠化學(xué)監(jiān)測管理工作的實際需求，可以將系統(tǒng)設(shè)置為三個單元分別為分散控制單元、監(jiān)控信息單元、管理信息單元。其中的分散控制單元主要是負責(zé)各類熱力機組設(shè)備生產(chǎn)過程中的原水預(yù)處理、凝結(jié)水、補給水作業(yè)檢測狀況?？梢詫崿F(xiàn)對各類生產(chǎn)設(shè)備數(shù)據(jù)信息的收集、分析、管理，并進行自動控制，其中所包括的子單元有：水汽酸堿度數(shù)據(jù)測定分析管理、硬度數(shù)據(jù)測定分析管理等。

監(jiān)測信息系統(tǒng)主要是對在前端的分散控制系統(tǒng)進行監(jiān)測控制，在設(shè)計的過程中充分利用了模塊化設(shè)計原理，其既能夠?qū)Ω黝惞に嚵鞒滔到y(tǒng)進行分別監(jiān)管，又可以保證子系統(tǒng)之間的獨立性。它會將分散控制系統(tǒng)中所產(chǎn)生的各類無法實時共享的數(shù)據(jù)整合在一起，通過既定的化學(xué)監(jiān)測管理指標，利用化學(xué)監(jiān)測處理軟件對數(shù)據(jù)進行綜合分析，這樣便可以及時地告知管理人員哪里出現(xiàn)了隱患問題[6]。

管理信息系統(tǒng)可以有機協(xié)調(diào)化學(xué)監(jiān)測管理作業(yè)中的主要因素，例如：熱電機組、企業(yè)管理人員、生產(chǎn)部門負責(zé)人等，實現(xiàn)人機協(xié)調(diào)作業(yè)。其會貫穿于企業(yè)管理流程的全過程中，并會將監(jiān)測信息系統(tǒng)中所收集與分析的數(shù)據(jù)，傳輸給企業(yè)管理人員，讓其能夠了解當(dāng)前機組設(shè)備的運行工況，并為管理者的各類管理行為提供良好的決策意見。同時，為方便操控，還能滿足各部門人員的線上辦公作業(yè)。

3.3 系統(tǒng)平臺功能模塊設(shè)計

除上述單元以外，為能夠提高系統(tǒng)的應(yīng)用實效性，并不斷擴大監(jiān)測管理范圍，還要對系統(tǒng)內(nèi)的各單元模塊，進行深度優(yōu)化，其中包括設(shè)備管理、監(jiān)測數(shù)據(jù)、系統(tǒng)配置等。

第一，在設(shè)備管理方面會利用到物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將系統(tǒng)與主機設(shè)備、生產(chǎn)設(shè)備相銜接，便于管理人員對其運行工況進行實時觀測，所收集到的數(shù)據(jù)會以可視化、實時化、圖形化的方式呈現(xiàn)。

第二，在監(jiān)測管理方面，所有的數(shù)據(jù)信息都會被模塊收集，并評測影響系統(tǒng)運行效率的主要原因。做好各類化學(xué)監(jiān)測工作任務(wù)的分類，例如：樣品化驗結(jié)果資料、實驗報表與報告、化學(xué)監(jiān)測所需工具與材料等。

第三，模塊監(jiān)測管理的主要標準參考了我國現(xiàn)行的相關(guān)管理規(guī)定，例如《化學(xué)監(jiān)測管理標準》等，將其中的各項管理指標，作為機組運行狀態(tài)的標準，便于對各類風(fēng)險問題的預(yù)警與報告。

第四，在數(shù)據(jù)管理方面，主要是集中于監(jiān)測管理模塊，其能夠?qū)χ饕O(shè)備的運行工況進行數(shù)據(jù)信息的采集、管理與分析，能夠依照企業(yè)設(shè)備的標準化報表模板進行存儲，方便工作人員的調(diào)取與查看。

第五，在系統(tǒng)配置方面集系統(tǒng)基礎(chǔ)維護與在線幫助于一體，可以根據(jù)火電廠內(nèi)部的不同角色，設(shè)定權(quán)限管理分級制度，這樣不僅能夠有效保障各類數(shù)據(jù)信息的安全性，還便于系統(tǒng)的維保。

3.4 系統(tǒng)應(yīng)用效果評估總結(jié)

當(dāng)前我國部分發(fā)電公司，已經(jīng)將此系統(tǒng)應(yīng)用于了日常化學(xué)監(jiān)測工作的標準化流程制定之中，其能夠根據(jù)部門的運營管理需求，提升管理質(zhì)量，并提高化學(xué)監(jiān)測管理體系的精益化。所產(chǎn)生的具體效果如下：

第一，實現(xiàn)了作業(yè)流程的標準化。系統(tǒng)會將所收集到的信息自動生成標準化的模板報表，工作人員可以進行打印，完善各類填報內(nèi)容，便于化學(xué)專業(yè)主管處的審核。同時，加大了崗位責(zé)任制的落實，如記錄內(nèi)容與人員不符則會打回。

第二，實現(xiàn)了安全隱患超前管理。在機組運行的過程中會生成大量的數(shù)據(jù)信息，而這些數(shù)據(jù)信息會被存儲于兩大數(shù)據(jù)庫之中，一是即時數(shù)據(jù)庫；二是歷史數(shù)據(jù)庫，方便工作人員對各類信息的調(diào)取，同時系統(tǒng)能夠及時預(yù)測與預(yù)警。

第三，實現(xiàn)了管理行為的網(wǎng)格化。依照企業(yè)與平臺的實際工作流程，成立了三級管理模式，第一級為企業(yè)高管人員；第二級為廠區(qū)中層人員；第三級為基層操作人員，加大了各部門之間信息資源共享力度，保證了崗位合理流轉(zhuǎn)。

4 結(jié)語

綜上所述，火電廠化學(xué)監(jiān)測管理工作是保障安全生產(chǎn)作業(yè)的重要一環(huán)，工作人員不僅要提高責(zé)任意識，還要依照各類設(shè)備運行機理的不同，采用差異化的管理方法，以便將風(fēng)險有效控制在源頭。除此之外，傳統(tǒng)的火電廠業(yè)務(wù)存在勞動密集、能源消耗大、污染嚴重的特點，為能夠依照“十四五”數(shù)字化發(fā)展指導(dǎo)思想，加快各項業(yè)務(wù)的轉(zhuǎn)型，也應(yīng)考慮在常規(guī)的化學(xué)監(jiān)測管理工作中引入信息技術(shù)。