水汽系統(tǒng)在線化學(xué)儀表測(cè)量誤差的分析及改進(jìn)措施

鄭日桂

（福建華電可門發(fā)電有限公司，福州 350512）

水汽系統(tǒng)在線化學(xué)儀表測(cè)量誤差的分析及改進(jìn)措施

鄭日桂

（福建華電可門發(fā)電有限公司，福州 350512）

介紹了火力發(fā)電廠水汽系統(tǒng)在線化學(xué)儀表測(cè)量過(guò)程中出現(xiàn)的誤差，分析了測(cè)量誤差產(chǎn)生的原因，提出了減少測(cè)量誤差的改進(jìn)措施。改進(jìn)措施在某電廠＃1機(jī)組實(shí)施后，提高了電廠在線化學(xué)儀表測(cè)量的準(zhǔn)確性，保障了水汽化學(xué)監(jiān)督的可靠性。

在線化學(xué)儀表；準(zhǔn)確性；檢驗(yàn)；化學(xué)監(jiān)督

0 引言

隨著火力發(fā)電廠機(jī)組容量和參數(shù)的日益大型化，熱力系統(tǒng)對(duì)水汽品質(zhì)的要求也越來(lái)越高，越來(lái)越多的電廠應(yīng)用水汽系統(tǒng)在線化學(xué)儀表監(jiān)測(cè)水汽品質(zhì)，水汽品質(zhì)的準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)是保證機(jī)組安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的必要手段。水汽系統(tǒng)在線化學(xué)儀表具有準(zhǔn)確、靈敏、及時(shí)、連續(xù)的優(yōu)點(diǎn)，它的投入節(jié)省了人力、物力，減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。但國(guó)內(nèi)很多電廠在水汽品質(zhì)監(jiān)測(cè)合格率很高的同時(shí)，卻出現(xiàn)水汽系統(tǒng)熱力設(shè)備腐蝕、結(jié)垢和積鹽速率也很高（亦稱“兩高”）的現(xiàn)象。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，行業(yè)內(nèi)已確認(rèn)“兩高”現(xiàn)象主要是由于在線化學(xué)儀表測(cè)量不準(zhǔn)確造成的，即儀表測(cè)量值不能準(zhǔn)確反映水汽品質(zhì)，使電廠儀表維護(hù)人員無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)水汽品質(zhì)惡化并采取相應(yīng)措施。因此，為了保證化學(xué)監(jiān)督的準(zhǔn)確可靠，及時(shí)發(fā)現(xiàn)水汽品質(zhì)控制上的問(wèn)題并加以解決，確保發(fā)電機(jī)組的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，應(yīng)將提高在線化學(xué)儀表測(cè)量的準(zhǔn)確性和可靠性作為化學(xué)監(jiān)督業(yè)務(wù)的首要和核心工作常抓不懈，并持續(xù)改進(jìn)。

1 在線化學(xué)儀表出現(xiàn)測(cè)量誤差的原因

目前國(guó)內(nèi)電廠用于水汽監(jiān)督的在線化學(xué)儀表主要有在線（H）電導(dǎo)率表、pH表、Na表和溶解氧表（DO表），這些在線儀表產(chǎn)生測(cè)量誤差的主要原因如下。

1.1 在線（H）電導(dǎo)率表測(cè)量誤差原因分析

水汽系統(tǒng)在線（H）電導(dǎo)率表的測(cè)量準(zhǔn)確性容易受到一系列純水干擾因素和在線干擾因素的影響。純水干擾因素產(chǎn)生的測(cè)量誤差主要包括電極常數(shù)標(biāo)定誤差、溫度補(bǔ)償附加誤差等；在線干擾因素產(chǎn)生的測(cè)量誤差主要包括交換柱附加誤差、電極污染、測(cè)量回路漏氣等。目前，國(guó)內(nèi)大部分電廠使用的電導(dǎo)率表檢驗(yàn)方法是采用KCl標(biāo)準(zhǔn)溶液（檢驗(yàn)溶液不是純水溶液）進(jìn)行離線檢驗(yàn)（檢驗(yàn)條件不是在線檢驗(yàn)），脫離了上述純水和在線干擾因素，用標(biāo)準(zhǔn)溶液檢驗(yàn)準(zhǔn)確的電導(dǎo)率表并不能保證實(shí)際在線測(cè)量時(shí)的準(zhǔn)確性。

1.2 在線pH表測(cè)量誤差原因分析

水汽系統(tǒng)在線pH表的測(cè)量準(zhǔn)確性容易受到一系列純水干擾因素和在線干擾因素的影響。純水干擾因素產(chǎn)生的測(cè)量誤差主要包括溫度補(bǔ)償附加誤差、電極標(biāo)定誤差等；在線干擾因素產(chǎn)生的測(cè)量誤差主要包括流速附加誤差、地回路等。目前國(guó)內(nèi)大部分電廠使用的pH表檢驗(yàn)方法是采用標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液（緩沖溶液不是純水溶液）進(jìn)行離線標(biāo)定（標(biāo)定條件不是在線標(biāo)定），脫離了上述純水和在線干擾因素，用標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液檢驗(yàn)準(zhǔn)確的pH表并不能保證實(shí)際在線測(cè)量時(shí)的準(zhǔn)確性。

1.3 在線Na表測(cè)量誤差來(lái)源分析

在線Na表與pH表同屬電位式測(cè)量?jī)x表，其準(zhǔn)確性容易受到類似干擾因素的影響。純水因素產(chǎn)生的測(cè)量誤差主要包括電極選擇性誤差、電極標(biāo)定誤差等；在線因素產(chǎn)生的測(cè)量誤差主要包括地回路、水樣堿化等。目前，國(guó)內(nèi)大部分電廠使用的Na表檢驗(yàn)方法是采用高Na濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液（標(biāo)準(zhǔn)溶液不是低Na濃度溶液）進(jìn)行離線標(biāo)定（標(biāo)定條件不是在線標(biāo)定），用高濃度Na標(biāo)準(zhǔn)溶液檢驗(yàn)準(zhǔn)確的Na表并不能保證實(shí)際在線測(cè)量低Na濃度水樣時(shí)的準(zhǔn)確性。

1.4 在線DO表測(cè)量誤差原因分析

水汽系統(tǒng)在線DO表的測(cè)量準(zhǔn)確性容易受到測(cè)量管路泄漏、電極斜率變化及標(biāo)定誤差的影響。國(guó)內(nèi)原有的DO表檢驗(yàn)方法直接采用空氣（非低濃度氧溶液）進(jìn)行離線校準(zhǔn)（無(wú)法檢驗(yàn)管路嚴(yán)密性），不能保證實(shí)際在線測(cè)量低濃度氧水樣時(shí)的準(zhǔn)確性。

綜上所述，目前國(guó)內(nèi)大部分電廠使用的標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法只能檢驗(yàn)儀表在標(biāo)準(zhǔn)溶液中的基本誤差和二次儀表的性能。但是水汽系統(tǒng)中，在線測(cè)量因素和純水因素造成的誤差更大、出現(xiàn)的概率更高，如果電廠儀表維護(hù)人員仍按照國(guó)內(nèi)舊有標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)準(zhǔn)確的在線化學(xué)儀表在純水條件下實(shí)際測(cè)量時(shí)仍會(huì)出現(xiàn)很大誤差。

2 改進(jìn)措施

保證水汽系統(tǒng)關(guān)鍵在線化學(xué)儀表測(cè)量的準(zhǔn)確性是水汽化學(xué)監(jiān)督準(zhǔn)確、有效的前提，需要從電廠領(lǐng)導(dǎo)、化學(xué)專業(yè)主管到儀表維護(hù)人員自上而下共同努力。針對(duì)影響在線化學(xué)儀表測(cè)量準(zhǔn)確性的實(shí)際問(wèn)題，提出以下幾點(diǎn)改進(jìn)措施。

2.1 提高認(rèn)識(shí)，突出監(jiān)督重點(diǎn)

大量案例和研究表明，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，水汽化學(xué)監(jiān)督對(duì)電廠安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行至關(guān)重要。此外，在水汽監(jiān)督項(xiàng)目和考核指標(biāo)日趨完善的同時(shí)，關(guān)鍵參數(shù)不合格顯示的風(fēng)險(xiǎn)征兆容易被淹沒于全廠水汽合格率的平均值中。因此，電廠領(lǐng)導(dǎo)和化學(xué)主管必須充分認(rèn)識(shí)到良好水汽品質(zhì)帶來(lái)的豐厚回報(bào)，對(duì)核心儀表（如在線Na表）測(cè)量的準(zhǔn)確性、關(guān)鍵水質(zhì)的關(guān)鍵參數(shù)（如凝結(jié)水和蒸汽中Na的濃度）進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)督。

2.2 提高儀表維護(hù)人員的技術(shù)水平

重視儀表維護(hù)人員的專業(yè)素質(zhì)和維護(hù)水平，在線化學(xué)儀表運(yùn)行維護(hù)人員必須參加電廠化學(xué)儀表（實(shí)驗(yàn)室）計(jì)量確認(rèn)審查委員會(huì)組織的電廠化學(xué)儀表檢驗(yàn)校準(zhǔn)培訓(xùn)，并取得檢驗(yàn)員證書，持證上崗。

2.3 加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，及時(shí)消缺

由于在線化學(xué)儀表受到的干擾因素較多，儀表傳感器容易發(fā)生變化，維護(hù)、更換傳感器或啟、停機(jī)組均會(huì)產(chǎn)生新的誤差。電廠應(yīng)定期檢驗(yàn)在線化學(xué)儀表的工作誤差，及時(shí)發(fā)現(xiàn)誤差超標(biāo)的化學(xué)儀表，查清原因并使之恢復(fù)準(zhǔn)確測(cè)量。

2.4 采用科學(xué)的檢驗(yàn)方法

在線化學(xué)儀表的測(cè)量誤差主要來(lái)自純水因素和在線因素的干擾，國(guó)內(nèi)電廠目前普遍采用標(biāo)準(zhǔn)溶液檢驗(yàn)方法（離線檢驗(yàn)方法），脫離了純水和在線因素，無(wú)法發(fā)現(xiàn)實(shí)際測(cè)量不準(zhǔn)確的在線化學(xué)儀表。也就是說(shuō)，用標(biāo)準(zhǔn)溶液檢驗(yàn)準(zhǔn)確的在線化學(xué)儀表，實(shí)際在線測(cè)量時(shí)并不一定準(zhǔn)確，用標(biāo)準(zhǔn)溶液檢驗(yàn)法無(wú)法發(fā)現(xiàn)測(cè)量不準(zhǔn)確的在線化學(xué)儀表會(huì)造成化學(xué)監(jiān)督和控制的盲區(qū)，導(dǎo)致熱力設(shè)備出現(xiàn)腐蝕、結(jié)垢和積鹽。

國(guó)外有關(guān)在線化學(xué)儀表檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)（美國(guó)材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)、美國(guó)電力研究協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)等）均要求用在線檢驗(yàn)的方法檢驗(yàn)在線化學(xué)儀表的準(zhǔn)確性，DL／T 677—2009《發(fā)電廠在線化學(xué)儀表檢驗(yàn)規(guī)程》也規(guī)定應(yīng)采用在線檢驗(yàn)方法檢驗(yàn)在線化學(xué)儀表的準(zhǔn)確性。有關(guān)企業(yè)研制了移動(dòng)式在線化學(xué)儀表檢驗(yàn)裝置，能夠完成電導(dǎo)率表、pH表、Na表和DO表4種主要在線化學(xué)儀表的在線檢驗(yàn)、誤差分析和誤差消除工作。

移動(dòng)式在線化學(xué)儀表檢驗(yàn)裝置的核心技術(shù)包括：（1）裝置中標(biāo)準(zhǔn)電導(dǎo)率表的電極常數(shù)在動(dòng)態(tài)純水條件下準(zhǔn)確標(biāo)定，二次儀表測(cè)量純水時(shí)能夠消除分布電容影響產(chǎn)生的誤差，具有準(zhǔn)確的純水非線性溫度補(bǔ)償功能；（2）裝置中標(biāo)準(zhǔn)pH表采用電流法測(cè)量，避免普通pH表（電位法）在純水在線測(cè)量時(shí)常見的因靜電荷、液接電位、地回路、溫度補(bǔ)償?shù)犬a(chǎn)生的誤差，確保標(biāo)準(zhǔn)表測(cè)量的準(zhǔn)確、可靠；（3）對(duì)于DO表，采用流動(dòng)加入法產(chǎn)生準(zhǔn)確的低濃度溶解氧標(biāo)樣進(jìn)行檢驗(yàn)；（4）對(duì)于Na表，采用流動(dòng)加入法產(chǎn)生準(zhǔn)確的低濃度Na標(biāo)樣進(jìn)行檢驗(yàn)。因此，采用移動(dòng)式在線化學(xué)儀表檢驗(yàn)裝置檢驗(yàn)合格的在線化學(xué)儀表，能夠保證實(shí)際純水在線測(cè)量條件下的準(zhǔn)確性。

3 應(yīng)用結(jié)果

以某電廠水汽系統(tǒng)在線化學(xué)儀表測(cè)量的工作為例，介紹相關(guān)改進(jìn)措施及取得的效果。

3.1 提升管理水平

電廠領(lǐng)導(dǎo)高度重視化學(xué)監(jiān)督工作，從思想上認(rèn)識(shí)到在線化學(xué)儀表測(cè)量準(zhǔn)確性對(duì)化學(xué)監(jiān)督的重要作用，尤其是電導(dǎo)率表、pH表、Na表和DO表4種關(guān)鍵在線化學(xué)儀表。安排化學(xué)儀表維護(hù)人員參加相關(guān)專業(yè)培訓(xùn)和考試，提高維護(hù)技術(shù)水平。制訂并嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)作業(yè)規(guī)程，確保在線化學(xué)儀表的正常投運(yùn)和對(duì)缺陷的及時(shí)處理。

3.2 裝備檢驗(yàn)手段

2013年8月，某電廠采購(gòu)了移動(dòng)式在線化學(xué)儀表檢驗(yàn)裝置，為全廠4臺(tái)機(jī)組水汽系統(tǒng)、精處理系統(tǒng)及制水系統(tǒng)配備在線化學(xué)儀表檢驗(yàn)裝置。經(jīng)過(guò)廠家的理論和操作培訓(xùn)，電廠儀表維護(hù)人員熟練掌握該裝置的使用，并能根據(jù)分析、判斷查找儀表誤差原因并進(jìn)行消除，直到在線化學(xué)儀表測(cè)量準(zhǔn)確。對(duì)該電廠＃1機(jī)組水汽系統(tǒng)在線化學(xué)儀表進(jìn)行檢驗(yàn)，結(jié)果如下。

3.2.1 在線（H）電導(dǎo)率表檢驗(yàn)結(jié)果

在線（H）電導(dǎo)率表檢驗(yàn)結(jié)果表明：被檢7臺(tái)直接電導(dǎo)率表中，有1臺(tái)測(cè)量誤差超標(biāo)；被檢7臺(tái)（H）電導(dǎo)率表中，有5臺(tái)測(cè)量誤差超標(biāo)。

誤差原因查定結(jié)果表明：1臺(tái)不合格直接電導(dǎo)率表的誤差原因?yàn)槎蝺x表引用誤差，采用標(biāo)準(zhǔn)交、直流電阻箱對(duì)二次儀表校準(zhǔn)后，儀表恢復(fù)準(zhǔn)確測(cè)量；5臺(tái)不合格（H）電導(dǎo)率表的誤差原因主要為二次儀表溫度補(bǔ)償附加誤差和交換柱附加誤差，選擇正確的溫度補(bǔ)償方式及采用動(dòng)態(tài)方法徹底再生后的陽(yáng)樹脂，各儀表均恢復(fù)準(zhǔn)確測(cè)量。

3.2.2 在線pH表檢驗(yàn)結(jié)果

在線pH表檢驗(yàn)結(jié)果表明：被檢5臺(tái)pH表中，有2臺(tái)測(cè)量誤差超標(biāo)。

誤差原因查定結(jié)果表明：造成pH表誤差超標(biāo)的主要原因是純水標(biāo)定誤差。采用移動(dòng)式在線化學(xué)儀表檢驗(yàn)裝置對(duì)誤差超標(biāo)的儀表進(jìn)行純水動(dòng)態(tài)在線標(biāo)定后，儀表恢復(fù)準(zhǔn)確測(cè)量。

3.2.3 在線DO表檢驗(yàn)結(jié)果

在線DO表檢驗(yàn)結(jié)果表明：被檢4臺(tái)DO表中，有1臺(tái)測(cè)量誤差超標(biāo)。

誤差原因查定結(jié)果表明：造成DO表誤差超標(biāo)的主要原因是未進(jìn)行電極的定期維護(hù)。對(duì)誤差超標(biāo)的DO表進(jìn)行更換透氧膜、填充電解液并進(jìn)行空氣校準(zhǔn)后，儀表恢復(fù)準(zhǔn)確測(cè)量。

3.2.4 在線Na表檢驗(yàn)結(jié)果

在線Na表檢驗(yàn)結(jié)果表明：被檢的主蒸汽Na表整機(jī)引用誤差合格，能夠滿足水汽品質(zhì)監(jiān)督的要求。

3.3 裝置應(yīng)用效果

采用移動(dòng)式在線化學(xué)儀表檢驗(yàn)裝置，發(fā)現(xiàn)＃1機(jī)組水汽系統(tǒng)存在測(cè)量不準(zhǔn)確的儀表。通過(guò)誤差原因查定和消除工作，儀表均恢復(fù)準(zhǔn)確測(cè)量，提高了在線化學(xué)儀表的測(cè)量準(zhǔn)確率，裝置使用前、后，＃1機(jī)組水汽系統(tǒng)在線化學(xué)儀表測(cè)量合格率對(duì)比見表1。

表1 合格率對(duì)比

4 結(jié)束語(yǔ)

該電廠移動(dòng)式在線化學(xué)儀表檢驗(yàn)裝置現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收及調(diào)試報(bào)告表明，火力發(fā)電廠在線化學(xué)儀表的準(zhǔn)確測(cè)量是保障化學(xué)監(jiān)督準(zhǔn)確可靠的前提。由于在線化學(xué)儀表測(cè)量過(guò)程中受到特殊的純水和在線干擾因素的影響，為提高化學(xué)儀表測(cè)量的準(zhǔn)確性，建議電廠從思想上提高化學(xué)監(jiān)督重要性的認(rèn)識(shí)，強(qiáng)化化學(xué)儀表維護(hù)人員技能培訓(xùn)，加強(qiáng)化學(xué)儀表日常消缺維護(hù)，應(yīng)用新的在線校驗(yàn)方法，提高在線化學(xué)儀表的測(cè)量準(zhǔn)確性，確保水汽化學(xué)監(jiān)督為電廠的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行保駕護(hù)航。

（本文責(zé)編：弋洋）

TM 621.8

：B

：1674-1951（2015）02-0054-03

鄭日桂（1977—），女，福建永定人，工程師，從事電廠化學(xué)、脫硫、除灰專業(yè)管理方面的工作（E-mail：zrg7709＠126. com）。

2014-04-17；

2014-11-27