CACE 技術在氫電導率測量中的應用案例：某聯合循環電廠的實踐與突破
北京某燃氣熱電有限公司擁有 2 臺 9F 級燃機組成的 “二拖一” 聯合循環機組，設計供電負荷 845MW，供熱負荷超 596MW。為滿足熱力設備防腐要求，其汽水系統需在高 pH 值（9.60~9.80）環境下運行，導致傳統陽樹脂法測氫電導率時面臨嚴峻挑戰：
· 樹脂失效頻繁：低壓飽和蒸汽、低壓過熱蒸汽等測點的陽樹脂柱平均每 3.3 天失效一次，年更換次數超 100 次；
· 數據監測中斷：每次更換樹脂需 2 小時沖洗，僅低壓過熱蒸汽測點年數據缺失達 90 小時，形成設備腐蝕監控盲區；
· 維護成本高企：再生劑用量為樹脂容量的 3 倍以上，年人工及材料成本超 7 萬元，且酸性廢液處理難度大。
CACE（Conductivity After Cation Exchanger）技術基于氫型電除鹽（PEDI）原理，通過 “電場驅動 + 電化學再生” 實現突破：
· 電場遷移除離子：樣水中 NH??、Na?等陽離子在電場作用下穿透陽離子交換膜，進入濃水側排放；
· H?原位補償：陽電極電解水生成 H?（2H?O→2H?+2OH?+H?↑），持續置換水樣中的陽離子，形成高靈敏度的氫電導率測量體系；
· 多參數協同監測：集成比電導率（SC）與氫電導率（CC）電極，通過函數關系計算 pH 值，實現 “一機三測”。
· 儀表選型：采用 AMICACE 在線 PEDI 計算型 pH / 氫電導率分析儀，內置比導電極、氫導電極及智能流量控制模塊，可根據樣水氨濃度自動調節電壓電流；
· 安裝優化：在低壓飽和蒸汽測點加裝 50kPa 背壓閥，穩定樣水壓力，避免機組負荷波動（150~250MW）對測量的干擾；
· 系統集成：將 CACE 表計數據接入電廠 SIS 系統，實現實時上傳、歷史曲線追溯及超限報警功能。
· 傳統法缺陷：樹脂再生度不足 70% 時，曾出現氫導值 “假低” 現象（傳統法測值 0.3μS/cm，CACE 法實測 0.8μS/cm），經離子色譜檢測證實為樹脂漏鈉導致；
· CACE 法優勢：連續運行時，氫導值與比導波動高度同步。當機組負荷驟升時，CACE 法測值波動范圍僅 ±0.05μS/cm，而傳統法因樹脂失效出現 0.5~1.2μS/cm 的跳變。
· 傳統法：2018 年低壓過熱蒸汽測點因樹脂更換導致 90 小時數據缺失，占全年監測時間的 1.03%；
· CACE 法：投用后 12 個月內數據完整率 100%，實時捕捉到 Cl?濃度超 5μg/L 的異常工況 17 次，為設備防腐提供精準數據支撐。
· 傳統法：按 5 天再生 1 次計算，年成本 = 人工（50 元 / 次 ×73 次）+ 樹脂（30 元 / L×2L / 次 ×73 次）≈7.3 萬元；
· CACE 法：初期設備投入 8 萬元，運行 3 年累計節約維護費用 15.2 萬元，投資回收期約 2.5 年，且無酸性廢液排放成本。
1.腐蝕防控智能化
基于 CACE 法的連續數據，電廠將熱力設備腐蝕預警響應時間從原來的 4 小時縮短至 30 分鐘，2022 年汽輪機葉片積鹽問題發生率下降 62%。
2.運維模式革新
CACE 技術無需人工再生樹脂，維護量減少 90%，僅需季度檢查流量，為電廠 “無人值守” 化改造提供支撐。其自帶的樹脂交換率自動檢測功能，每年節省實驗室化驗成本 2 萬元。
3.行業適應性驗證
在機組啟停階段，CACE 法僅需 15 分鐘穩定測值，而傳統樹脂法需 2~3 小時沖洗，顯著提升了動態工況下的水質監控能力，尤其適用于聯合循環機組頻繁調峰的需求。
該案例表明，CACE 技術通過電化學再生原理，徹底解決了高 pH 工況下傳統陽樹脂法的監測痛點。其價值不僅在于數據可靠性的提升，更推動了電廠化學監督從 “被動維護” 向 “主動預警” 的模式轉型。隨著能源行業智能化進程加速，CACE 技術或將成為水汽品質監測領域的核心解決方案，為構建智慧電廠提供關鍵技術支撐。
