中水回用循环水氯离子富集危害及在线监测防腐解决方案

某 2×300MW 热电联产机组以市政中水作为循环冷却系统补充水，按 GB/T 19923-2024《城市污水再生利用 工业用水水质》，间冷开式循环冷却水补充水 Cl⁻ 限值为 ≤250 mg/L。系统浓缩倍数 N 控制在 3.0~3.5 时，循环水 Cl⁻ 理论值已达 750~875 mg/L，已远超循环冷却水工程设计中 06Cr19Ni10（S30408）冷水工况 ≤200 mg/L 的容许控制值，逼近 06Cr17Ni12Mo2（S31608）冷水工况 ≤1000 mg/L 的控制上限。该厂凝汽器管束为 304 不锈钢，运行第 14 个月出现点蚀穿孔，停机堵管 17 根。

中水回用场景下 氯离子富集与不锈钢腐蚀的对应关系

中水本身经过二级处理后 Cl⁻ 本底多在 120~280 mg/L，部分地区受进水影响可达 300 mg/L 以上，较地表水（通常 30~80 mg/L）高出 2~3 倍。氯离子挥发性极弱、基本不沉积，进入循环系统后浓度可近似按浓缩倍数线性放大：

• N=3 时，Cl⁻ 循环值 = 补水 Cl⁻ × 3

• 补水 250 mg/L × 3 = 750 mg/L（已超 304 冷水限值 200 mg/L，超 3.75 倍）

• 补水 250 mg/L × 4 = 1000 mg/L（触及 316 冷水限值天花板）

GB/T 50050-2017《工业循环冷却水处理设计规范》表 3.1.7 进一步明确：间冷开式系统中，不锈钢换热设备（水走壳程、壁温≤70℃、出水<45℃）Cl⁻ 控制值 ≤700 mg/L；碳钢/不锈钢（水走管程）≤1000 mg/L。当中水补水本底偏高且 N 拉到 3 以上，两项阈值均易被突破。

氯离子致不锈钢腐蚀的机理是小半径离子穿透钝化膜、在金属表面缺陷处富集形成闭塞腐蚀电池，引发局部酸化并诱发点蚀→缝隙腐蚀→应力腐蚀开裂（SCC）的链式发展。壁温升高、流速死角、焊接热影响区会进一步压低容忍阈值，这也是循环冷却水工程中将 304 系热水工况（≥40℃）Cl⁻ 容许控制值压至 ≤50 mg/L 的原因。

离线检测的滞后性与在线水质氯离子检测仪的介入价值

传统 Cl⁻ 检测依赖 GB/T 15453-2018《工业循环冷却水和锅炉用水中氯离子的测定》的摩尔法或电位滴定法，由化验室日/周频次完成。但中水补水水质受市政排水波动影响，Cl⁻ 可在 24 h 内浮动 ±80 mg/L，实验室频次的时滞不足以支撑浓缩倍数动态调整与排污预警。

工程上更稳妥的做法是在补充水管线、循环水回水管线各布设一台在线水质氯离子检测仪，实现：

• 与浓缩倍数联锁，Cl⁻ 逼近材质阈值时自动提排污量

• 与阻垢缓蚀剂加药系统联动，避免"高 Cl⁻ + 低药量"的叠加腐蚀窗口

• 数据按 HJ 212 协议上传环保/运维平台，满足合规留痕

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ERUN-SZ3-C3 在中水场景下的参数匹配度

针对中水补水 250 mg/L、循环段 750~1000 mg/L 的量程跨度，选用硫氰酸汞分光光度法原理的 ERUN-SZ3-C3 水质氯离子在线分析仪，方法学符合 DL/T 1203《火力发电厂水汽中氯离子含量测定方法 硫氰酸汞分光光度法》要求，检测结果可与 GB/T 15453 实验室方法比对溯源。

通讯侧兼容 RS-232/485、RJ45、(4~20) mA 输入输出，可直连电厂 DCS 或园区环保数采仪；7 寸触屏 + Linux 系统，运维人员现场校准周期 ≥168 h，与中水站"少人值守"节奏吻合。

中水回用氯离子管控的工程落地建议

补水侧 Cl⁻ 在线点位布在再生水进冷却塔前母管，阈值按 GB/T 19923-2024 的 250 mg/L 设一级报警，280 mg/L 联动拒收或掺混新鲜水。

循环侧 Cl⁻ 在线点位布在回水总管，按材质取阈值——304 系统 ≤200 mg/L、316 系统 ≤700 mg/L（GB/T 50050-2017 壳程值），超限自动提排污。

浓缩倍数 N 建议压到 2.5~3.0 以内，给 Cl⁻ 留 20%~30% 安全余量；当中水原水季节性 Cl⁻ 抬升（如冬季融雪剂入管网），N 需下调至 2.0~2.5。

在线水质氯离子检测仪应每季度与实验室 GB/T 15453-2018 方法做比对，偏差 >5% 时触发校准流程。