據中國電力科學研究院2025年發布的《火電廠水務系統運行效率白皮書》顯示，國內近42%的在役火電機組曾因循環水水質不達標引發凝汽器結垢、腐蝕問題，導致機組供電煤耗平均升高3.8g/kWh，非計劃停運風險提升27%【1】。傳統人工取樣送檢的監測方式存在24-72h的滯后性，無法及時響應水質波動，隨著雙碳目標下電廠節水降耗要求的持續收緊，電廠循環水水質在線監測系統已經成為機組穩定運行的必備配套設施。

一、技術背景與發展歷程

早期電廠循環水水質監測以人工實驗室檢測為主，僅能實現周度或月度的離散采樣，無法捕捉循環水系統的短時水質突變，往往是凝汽器出現換熱效率下降、端差升高等問題后才發現水質異常，運維成本和損失風險居高不下。隨著電力智能化轉型的推進，在線監測技術逐步進入電廠水務管控場景，從*初的單參數獨立檢測，到2020年后的多參數一體化集成，再到2025年已經實現與水質處理系統、機組DCS系統的聯動管控，目前國內在役機組的電廠循環水在線監測系統滲透率已達58%，較2023年提升22個百分點，成為水務智能化改造的核心模塊。

二、核心原理與系統配置

電廠循環水水質在線監測系統采用“感知-傳輸-計算-管控”四層架構實現全流程監測。前端感知層由多參數傳感器模組構成，直接部署于循環水進水、出水母管位置，可實時采集pH、濁度、電導率、總硬度、氯離子、總磷、微生物含量等核心水質參數，部分高參數機組配套的監測設備還可同步采集凝汽器換熱管的腐蝕速率數據；傳輸層采用電力專用無線傳輸專網或者有線光纖通道，符合電力等保2.0的安全要求，數據傳輸延遲不超過1s；邊緣計算層可對前端采集的原始數據進行預處理，過濾異常干擾數據，當檢測到參數超出預設閾值時可觸發本地聲光告警，同步上傳至后臺管控平臺；后臺管控層可實現多站點數據的集中存儲、分析、可視化展示，同時可對接水質處理加藥系統，根據水質數據自動調整藥劑投加量，形成閉環管控邏輯。

三、技術優勢與局限性

相較于傳統人工檢測模式，電廠循環水在線監測的技術優勢較為突出：首先是監測時效性大幅提升，采樣頻率可設置為1-10min/次，可實時捕捉循環水水質的短時波動，避免因水質突變引發的凝汽器結垢、腐蝕問題；其次是可實現閉環管控，監測數據直接對接水質處理系統，無需人工介入即可調整運維策略，據*電網2025年發布的電力水務智能化試點運行數據顯示，部署在線監測系統的電廠，循環水藥劑消耗量平均降低16%，凝汽器物理清洗周期延長40%，年運維成本可降低12-18萬元/臺機組【2】；此外監測數據可長期存儲溯源，為水務系統的運行優化、技改評估提供數據支撐。

當前該技術也存在一定局限性：部分高濁度、高含鹽量的循環水場景下，前端傳感器電極易出現結垢、附著問題，需要每3-6個月進行一次校準維護，運維頻次高于普通工業監測設備；極端水質波動場景下，部分電化學傳感器的檢測精度會出現±2-5%的偏差，需要配合輔助校準算法修正誤差。

四、技術標準與招標參數要求

目前電廠循環水在線監測設備的選型、安裝、運行需符合多項國內國際標準，其中電力行業標準DL/T 1823-2018《火電廠循環冷卻水在線監測系統技術條件》對設備的參數范圍、檢測精度、防護等級做出了明確規定，2025年新發布的DL/T 2468《電力水務系統智能化技術導則》進一步要求監測設備需具備數據開放接口，可對接電廠現有SCADA、水務管控平臺，滿足智能化管控的要求【3】；此外傳感器的性能需符合IEC 60746系列電化學分析器性能標準的相關要求【4】。

結合近年國內電廠的招標參數要求，常規配置的在線監測設備需滿足以下核心指標：pH檢測范圍0-14，檢測精度±0.05pH；濁度檢測范圍0-100NTU，檢測精度±0.1NTU；電導率檢測范圍0-2000μS/cm，檢測精度±1%FS；設備外殼防護等級不低于IP65，可適應電廠戶外、半戶外的安裝環境；平均無故障工作時間不低于8000h，數據存儲周期不低于1年。

五、應用場景與選型建議

電廠循環水在線監測設備的配置需結合機組參數、循環水系統類型針對性選擇：300MW以下的中小型機組、開式循環水系統，可選擇基礎款配置，僅需覆蓋pH、濁度、電導率、總硬度4項核心參數即可滿足運行要求；300MW及以上的亞臨界、超臨界機組，閉式循環水系統，需額外配置氯離子、總磷、腐蝕速率監測模塊，避免凝汽器不銹鋼換熱管出現應力腐蝕開裂問題；采用再生水作為補水水源的電廠，還需新增COD、氨氮、微生物含量監測模塊，避免微生物滋生引發的黏泥堵塞問題。

選型過程中需重點關注三個維度：首先是設備合規性，需明確符合現行電力行業標準的相關要求，提供第三方檢測機構出具的性能檢測報告；其次是傳感器的抗干擾能力，可要求廠商提供在同類水質場景下的運行案例，驗證長期運行的檢測穩定性；*后是系統兼容性，需支持標準通訊協議，可對接電廠現有管控系統，避免出現數據孤島問題。2025年某省能源集團下屬2臺660MW超臨界機組完成在線監測系統改造后，凝汽器端差穩定控制在2℃以內，循環水濃縮倍數從3.5提升至4.8，年節水約12萬m3，取得了較好的運行收益。

六、技術發展趨勢與展望

隨著傳感技術和人工智能算法的迭代，電廠循環水在線監測技術將向三個方向發展：一是前端傳感器的低維護升級，固態電化學傳感器、免校準光學傳感器的應用將逐步普及，傳感器的維護周期可從當前的3-6個月延長至12個月以上，降低運維工作量；二是預測性管控功能的強化，基于歷史水質數據、機組運行參數訓練的AI算法，可提前7-14天預測凝汽器結垢、腐蝕風險，提前調整水質處理策略，從被動響應轉向主動防控；三是與數字孿生電廠的深度融合，在線監測數據將作為循環水系統數字孿生模型的核心輸入，實現全系統運行狀態的動態模擬，為水務系統的運行優化、能耗管控提供更精準的支撐。

參考文獻

【1】 中國電力科學研究院. 2025火電廠水務系統運行效率白皮書[R]. 北京: 中國電力出版社, 2025.

【2】 *電網有限公司. 2025電力水務智能化試點項目運行報告[R]. 北京: *電網科技部, 2025.

【3】 DL/T 2468-2025, 電力水務系統智能化技術導則[S]. 北京: 中國電力出版社, 2025.

【4】 IEC 60746-2:2018, 電化學分析器性能表示 第2部分: pH值[S]. 日內瓦: 國際電工委員會, 2018.