火力發(fā)電廠常見幾種在線化學(xué)儀表的維護(hù)技巧

馮 霞

（浙江北侖第一發(fā)電有限公司，浙江 寧波 315800）

火力發(fā)電廠作為國民經(jīng)濟(jì)重要的能源命脈，其平穩(wěn)安全運(yùn)行的重要性不言而喻。為有效診斷電廠的運(yùn)行情況，在第一時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)異常并加以處理，目前，國內(nèi)的火力發(fā)電廠都相應(yīng)配備了的各類在線監(jiān)測設(shè)備。其中，在線化學(xué)儀表是必不可少的核心設(shè)備，工作人員可以依靠在線化學(xué)儀表的正常工作，對電力設(shè)備尤其是發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行進(jìn)行全天候的動態(tài)分析監(jiān)督和技術(shù)診斷。經(jīng)過幾十年的技術(shù)革新和發(fā)展，特別是電子工業(yè)的突飛猛進(jìn)，超大規(guī)模的集成電路得到普及，使在線化學(xué)儀表的準(zhǔn)確度、安全性和可靠性都得到了質(zhì)的提升，在線化學(xué)儀器的故障率明顯下降。但這并不意味著一勞永逸，特別是對于新建火力發(fā)電廠，其裝機(jī)容量早已是百萬兆瓦級別，大負(fù)荷的機(jī)組對熱力系統(tǒng)的要求越加苛刻。水汽質(zhì)量直接影響著發(fā)電的安全，比如會影響火電廠的節(jié)能降耗，使機(jī)組熱力設(shè)備產(chǎn)生積鹽、結(jié)垢、腐蝕等現(xiàn)象，一旦發(fā)生事故，后果不堪設(shè)想。作為火力發(fā)電廠熱力系統(tǒng)的“醫(yī)生”，在線化學(xué)儀表的地位和作用愈加突出，要時(shí)時(shí)刻刻都確保在線化學(xué)儀表的健康，那么及時(shí)發(fā)現(xiàn)和排除問題就顯得格外重要。

1 在線化學(xué)儀表的工作要求

1.1 熟悉儀表工作原理

從實(shí)踐來看，在線化學(xué)儀表發(fā)生的問題多半與儀表電氣、電路相關(guān)，故障也經(jīng)常發(fā)生在這些方面。工作人員若對電氣、電路等的原理一知半解或者根本不懂，一旦儀表發(fā)生問題，哪怕只是一般的電路問題，他們都極有可能束手無策，采取的措施基本上都是直接更換新表，而將有故障的儀表送回到原廠維修。這不僅使工作效率變得低下，而且使工作也變得相當(dāng)被動。因此，儀表工作人員必須熟悉儀表的工作原理和結(jié)構(gòu)，能夠獨(dú)立地處理和解決常見的電路等故障。

1.2 嚴(yán)格控制水樣溫度

火電廠在線化學(xué)儀表的工作環(huán)境相當(dāng)惡劣，其接觸的介質(zhì)基本上都是高溫水樣，若是水樣的溫度超過設(shè)計(jì)要求，儀表的性能必然會受到影響，其最直接的表現(xiàn)是準(zhǔn)確度下降。如果工業(yè)冷卻水的介質(zhì)性能不穩(wěn)定，就會導(dǎo)致取樣冷卻器失效甚至失靈，繼而使儀表的工作溫度偏高，這極有可能使在線化學(xué)儀表的傳感器發(fā)生故障。由此可見，水樣溫度的控制是確保在線化學(xué)儀表正常工作的基本要求，所以必須對水樣的流量和溫度情況進(jìn)行范圍約定，嚴(yán)格控制水樣溫度在25～35 ℃之間。再以PH計(jì)為例，溫度會對PH計(jì)產(chǎn)生堿誤效應(yīng)，溫度越高，這種效應(yīng)就越明顯，就會導(dǎo)致電極不穩(wěn)定。為此，現(xiàn)代PH計(jì)都設(shè)置了溫度補(bǔ)償，通過選擇該溫度下標(biāo)準(zhǔn)溶液對應(yīng)的PH值作定位的示值，然后再測被測液的PH值,以此來抵消溫度變化帶來的測量誤差。

1.3 進(jìn)行定期和不定期的檢查維護(hù)

火力發(fā)電廠機(jī)組的在線化學(xué)儀表并不是安裝了就不用管理，相反，它需要運(yùn)行管理人員對它的性能和狀態(tài)進(jìn)行定期和不定期的觀察，尤其是對水汽樣品的流量和溫度也要定期進(jìn)行檢查和校準(zhǔn)。如果在檢測中發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)偏離正常區(qū)域或者明顯異常，就必須考慮是不是水汽樣品的性狀存在問題。其次，要對儀表的工作情況進(jìn)行觀察，對于存在問題的或者有嫌疑的儀表，應(yīng)將它與其他同類型的儀表對同一水汽樣品進(jìn)行對比試驗(yàn)，以有效地判斷在線儀表是否存在問題，若有失準(zhǔn)現(xiàn)象發(fā)生，應(yīng)該及時(shí)進(jìn)行處理或更換。

2 在線化學(xué)儀表的具體維護(hù)

2.1 PH表的維護(hù)技巧

PH表是火電廠常見的在線化學(xué)儀表，應(yīng)用PH表主要是監(jiān)測熱力設(shè)備流體的酸堿度，繼而防止設(shè)備受到酸堿的侵蝕。而PH表測量酸堿度主要是依靠測量電極球泡而實(shí)現(xiàn)，若是球泡有污垢積淀，或者是球泡內(nèi)的參比溶液留有氣泡，其靈敏度就自然降低，這說明球泡已經(jīng)被污染了。特別是在使用了一定的時(shí)間后，要特別注意球泡有沒有污垢和氣泡。若是存在污垢，應(yīng)該將球泡浸入稀鹽酸中進(jìn)行清洗。稀鹽酸的濃度要控制在0.15 mol/L，浸泡的時(shí)間視污垢清理情況而定，從稀鹽酸中取出球泡后，還需將球泡放入到蒸餾水或者除鹽水中沖洗干凈。即便是新的PH表，其球泡也需要放入到蒸餾水或者除鹽水中，為了延長PH電板的使用壽命，最好浸泡在3 mol/L，PH值等于4的溶液中，要求球泡干凈、無氣泡、無裂紋。

通常來說，PH表主要是依靠兩點(diǎn)法來具體檢測。PH表除外表的球泡需要不斷監(jiān)察和清洗外，其讀數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)也要經(jīng)常校驗(yàn)。在維護(hù)保養(yǎng)上，按照當(dāng)前PH表的品質(zhì)水平，可以20天進(jìn)行一個(gè)周期的校驗(yàn)，校驗(yàn)時(shí)必須用標(biāo)準(zhǔn)的緩沖液，通過兩點(diǎn)標(biāo)定的辦法來校正。若在平時(shí)的使用過程中，發(fā)現(xiàn)有疑似數(shù)據(jù)失準(zhǔn)時(shí)，必須進(jìn)行電極的標(biāo)定和溫度的校準(zhǔn)。對于電極的標(biāo)定，應(yīng)該用上述的清洗辦法進(jìn)行，若是兩點(diǎn)定位時(shí)發(fā)現(xiàn)存在明顯偏差，就要查找電極是否失效，參比電極是否出現(xiàn)問題。這可以通過測量阻抗的下降程度來確定，不能一發(fā)現(xiàn)偏差就調(diào)整斜率。同時(shí)，由于參比電極大多數(shù)是玻璃材質(zhì)，極容易碎裂，要輕拿輕放，加上PH表的電極是不能離開水的，因此在維護(hù)更換時(shí)要特別小心。常見PH表電極的使用有效期為一年至一年半，進(jìn)口的名牌電極為兩年，但這是基于理論上的參數(shù)。實(shí)際使用時(shí)，由于熱力機(jī)組設(shè)備水樣達(dá)不到這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，或者機(jī)組反復(fù)啟動關(guān)閉，球泡的敏感度就會大幅度降低，使用時(shí)間約為理論值的一半左右。也就是說，在達(dá)到電極的一半理論使用期限時(shí)，就要更換新的電極，由于新電極不能無限期存放，因此采購新電極也要適量。

在具體的維護(hù)監(jiān)測中，應(yīng)該準(zhǔn)備好一系列的儀器設(shè)備，如：精度不低于0.05級別的毫伏信號發(fā)送器，額定的電壓為1 V；精度不低于0.05級別的交流式精密100 Ω電阻箱，500 MΩ的精密電阻；0.05級別的數(shù)字萬用表；準(zhǔn)確度高于待檢測的PH表的能進(jìn)行量值傳遞的校驗(yàn)PH表一只；100 ℃以內(nèi)的精密溫度計(jì)一支；50 ℃以內(nèi)的水樣恒溫處理裝置一臺。在檢測過程中，一定要確保將水樣的溫度控制在45 ℃以下，要用旋轉(zhuǎn)式電阻箱的毫伏信號發(fā)生器產(chǎn)生的信號作為PH表讀數(shù)。

2.2 硅表的維護(hù)技巧

硅表分析儀是火電廠必備的在線化學(xué)儀表，盡管名目繁多，產(chǎn)地不一，但大致的原理都是一樣的。本文以哈希Hach 5000硅分析儀為例，其產(chǎn)品設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)明了，具有較高的密封性。該設(shè)備精確度：±0.5 ppb；響應(yīng)時(shí)間：8.8分鐘，當(dāng)樣品溫度是30～50 ℃時(shí)，響應(yīng)時(shí)間為15 min；樣品流量：100～300 mL/min；報(bào)警信號：2個(gè)樣品濃度警報(bào)，1個(gè)分析儀系統(tǒng)警告和1個(gè)分析儀系統(tǒng)停機(jī)報(bào)警，無零源，穩(wěn)定性高。在實(shí)際的使用過程中，關(guān)鍵是做好兩個(gè)方面的維護(hù)。

（1）儀表的安裝和首次運(yùn)行。哈希Hach 5000系列硅分析儀的顯著特點(diǎn)是具有先進(jìn)的自診斷、報(bào)警系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。在首次安裝時(shí)，配套的各種附件較多，主要有恒壓閥、水汽過濾器、壓力表、進(jìn)藥的聚四氟管、進(jìn)水的硅橡膠管、減壓閥、光源、攪拌磁棒等近十種附件。若是安裝的技術(shù)人員對此分析儀不夠了解和熟悉，安裝就很容易發(fā)生問題，比如有些附件在安裝時(shí)被疏忽了，就會導(dǎo)致儀表無法正常工作或者工作失準(zhǔn)。儀表安裝完成后，務(wù)必要嚴(yán)格按照說明要求的序列操作。首先是測量給水系統(tǒng)和凝水系統(tǒng)的高壓水樣，將樣品水的通道關(guān)閉，通過調(diào)節(jié)水樣的恒壓閥和減壓閥，使壓力達(dá)到要求時(shí)才可以打開通道。若是直接將高壓水樣引入分析儀，由于壓力超標(biāo)，就極有可能造成壓力傳感器失效，甚至是徹底的損壞；若是壓力明顯超標(biāo)，或者大于分析儀的報(bào)警值，就必須將壓力傳感器進(jìn)行更換。在正常的壓力下，水樣電磁閥發(fā)出某種啟閉動作，卻無法將通道關(guān)閉時(shí)，說明水樣電磁閥彈簧的彈性偏弱，必須更換彈簧或者對彈簧彈力進(jìn)行校正，也就是要將電磁閥聚四氟卡座上的進(jìn)水管取下來，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)卡座，露出彈簧后，取下彈簧進(jìn)行處理，再逆序安裝，調(diào)式檢驗(yàn)完畢后投入運(yùn)行。

圖1 哈希Hach 5000系列硅分析儀結(jié)構(gòu)示意圖

（2）樣品池的清洗問題。哈希Hach 5000硅分析儀本身帶有聚四氟攪拌棒，這種攪拌棒是高磁性的，運(yùn)行時(shí)磁棒放在比色池中，在分析儀加入水樣后，啟動分析儀，分析儀的攪拌棒就開始攪拌工作。其目的是將試劑和水樣進(jìn)行高度混合，排出樣品池中的氣泡。由于樣品池的液體具有腐蝕性，分析儀的攪拌棒在使用一段時(shí)間后，可能其磁性大幅下降甚至消磁，一旦磁性不足，攪拌棒就會停止工作，此時(shí)就要及時(shí)更換攪拌棒。由于分析儀內(nèi)部水樣都配備有壓力傳感器，每次測量時(shí)，都需要用標(biāo)準(zhǔn)的樣品對上次測量的殘液進(jìn)行清洗，壓力就會隨之降低，一旦壓力達(dá)到設(shè)定的低限時(shí)，樣品池的清洗效率就會大大降低，甚至無法達(dá)到清洗要求，這樣測出來的數(shù)值就出現(xiàn)漂移現(xiàn)象，往往顯示出比正常測量值要大。同時(shí)，一旦壓力達(dá)到設(shè)定的上限時(shí)，壓力電磁閥的電磁力小于高壓水樣壓力，就不能完成關(guān)閉動作或者關(guān)閉不徹底；若是壓力達(dá)到一定的數(shù)值，如大于30 psi，就極有可能導(dǎo)致傳感器不可逆破壞。

2.3 磷表的維護(hù)技巧

與硅表類似，磷表的品種和產(chǎn)地非常多，都是基于光的吸收定律，對水樣進(jìn)行顯色，原理大同小異。本文以德國MTEG9200磷表為例，其測量范圍：0～5 mg/L；準(zhǔn)確度：±1%F.S；檢出限：0.05 mg/L；樣品測量周期：8分鐘/ 通道；樣品壓力：≤ 0.2 MPa；溫度：5～45 ℃；流速：50～300 mL/min。分析儀采用的是流動性分析，以試劑和水樣進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生其色差，通過色差檢測儀產(chǎn)生信號，比對標(biāo)準(zhǔn)值，得出磷酸根濃度值。

作為一款智能型的分析儀，其自動化程度是非常高的，儀器開機(jī)前都要自動進(jìn)行自檢，這樣避免了很多人為的錯(cuò)誤或者疏忽。比如，池中是不是沒有測試液、是不是缺少試劑、是不是有氣泡、存不存在泄漏等。若是有上述的情況，分析儀就會自動進(jìn)行鳴笛，提醒操作者糾正；若在正常使用中出現(xiàn)鳴笛，操作者應(yīng)該對上述的情況進(jìn)行復(fù)核，再重新啟動或者復(fù)位分析儀；若是鳴笛報(bào)警聲始終不能消除，那就要檢查吸光度的基準(zhǔn)數(shù)值是不是偏離了，一般應(yīng)該控制在正負(fù)0.15之間；若是測試運(yùn)行一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)了這樣的問題，那就說明基線吸光度發(fā)生漂移了，特別是當(dāng)數(shù)值大于0.15時(shí)，分析儀就自動診斷有氣泡，自動開啟排汽操作；若是出現(xiàn)多次的排汽操作，要正確核實(shí)池內(nèi)校正液的情況；若是數(shù)值小于0.15時(shí)，分析儀也會出現(xiàn)警示鳴笛，表示池內(nèi)無試劑，應(yīng)該將池內(nèi)校正液吸出，用蒸餾水進(jìn)行反復(fù)沖洗，再調(diào)整好基線吸光度的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值，再重新復(fù)位，且不可以重新關(guān)閉啟動，否則造成重復(fù)勞動。復(fù)位后，選擇硬件測試程序操作，啟動試樣泵后，再打開校正閥門，運(yùn)行10分鐘，觀察基線吸光度是否處于穩(wěn)定狀態(tài)；若是千分位數(shù)值不是處于正負(fù)0.005之間，要繼續(xù)調(diào)整吸光度，盡量讓吸光度的數(shù)值趨于0；若是基線吸光度千分位數(shù)值較大，可以將流通池內(nèi)的兩根無色的進(jìn)水管卸下，將池內(nèi)的積液用洗耳球吸干，進(jìn)水管用蒸餾水沖洗后再旋上，直到基線吸光度數(shù)值千分位在5以下。

3 結(jié)論

綜上所述，火電廠的在線化學(xué)儀表是火電廠正常運(yùn)行的“醫(yī)生”，只有確保自身的監(jiān)測力和靈敏性，才能準(zhǔn)確感知水汽樣品的品質(zhì)，才能確保機(jī)組的安全和運(yùn)行人員的安全，避免重大事故的發(fā)生。因此，對可靠性和準(zhǔn)確性的要求非?？量蹋诩夹g(shù)高度發(fā)展的今天，雖然在線化學(xué)儀表的自動化程度越來越高，但無法高枕無憂，無法脫離操作人員的維護(hù)。它每時(shí)每刻都需要在線化學(xué)儀表的工程師或者操作人員的小心呵護(hù)。只有掌握在線化學(xué)儀表的“脾氣”和工作環(huán)境，及時(shí)將各種隱患消滅在萌芽狀態(tài)，才能使它真正地發(fā)揮作用。

［1］ 孫岐.在線化學(xué)儀表在火力發(fā)電廠中的應(yīng)用探討［J］.陜西電力，2013，（11）：94-97.

［2］ 高麗.提高在線化學(xué)儀表準(zhǔn)確性對化學(xué)監(jiān)督的意義［J］.化工管理，2013，（18）：192-193.

［2］ 徐騰飛.提高水汽系統(tǒng)化學(xué)監(jiān)督與在線化學(xué)儀表可靠性探索［J］.河南科技，2013，（10）：70.

［3］ 易美玲，鐘家靖，劉曉鴻.在線化學(xué)儀表運(yùn)行中存在的問題和解決措施［J］.江西電力，2011，（5）：52-54.