電廠在線化學(xué)儀表維護方法的研究

王 飛田新晶于 洋

（1華電電力科學(xué)研究院東北分院 遼寧沈陽 110000 2天津華電福源熱電有限公司 天津 301700 3華能長春熱電廠 吉林長春 130000）

引言

隨著高參數(shù)機組不斷投入商業(yè)運行，對水汽質(zhì)量的要求不斷提高。手工取樣分析由于干擾因素多和對純水測量的偏差大等原因，已經(jīng)不可避免地被在線化學(xué)儀表所取代。在線化學(xué)儀表在實時性、準確性、可靠性等方面具有很大的優(yōu)勢，但前提條件是必須維護好在線化學(xué)儀表。那么電廠如何利用現(xiàn)有條件維護好在線化學(xué)儀表呢？本文按照DL/T677-2009《發(fā)電廠在線化學(xué)儀表檢驗規(guī)程》的要求，調(diào)研北方8家電廠（包括北京、天津、包頭、丹東、鐵嶺、阜新、哈爾濱、卓資）在線儀表維護的情況，以電廠中水汽系統(tǒng)常見的電導(dǎo)率表、pH表、溶解氧表為例對儀表維護現(xiàn)狀進行介紹，并提出建議和意見。

1 （氫）電導(dǎo)率表的維護

（氫）電導(dǎo)率表是水汽系統(tǒng)中最常用的在線化學(xué)儀表。水汽系統(tǒng)配置的（氫）電導(dǎo)率表占總數(shù)的35%以上，超臨界及以上機組占比更高。所以（氫）電導(dǎo)率表也是化學(xué)水汽監(jiān)督的關(guān)鍵點。

1.1 （氫）電導(dǎo)率表維護現(xiàn)狀

在被調(diào)研的8家電廠中，各電廠的維護狀況比較一致。維護工作主要是根據(jù)實際測量情況更換儀表電極，氫電導(dǎo)率表的陽離子交換柱樹脂失效后更換樹脂，被調(diào)研的8家電廠全沒有按照DL/T677-2009導(dǎo)則的要求進行定期檢驗，基本處于“免維護”狀態(tài)。按照DL/T677-2009導(dǎo)則要求的檢驗項目，對誤差來源的分析結(jié)果見表1。

表1 （氫）電導(dǎo)率表誤差來源分析統(tǒng)計表

1.2 （氫）電導(dǎo)率表維護的問題分析

從表1的調(diào)研結(jié)果可以看出，（氫）電導(dǎo)率表檢驗合格率較低，其中A廠最好，合格率達到25%，G廠最差，合格率為0%，整體維護情況較差。我們通過統(tǒng)計誤差來源各個分項指標(biāo)的檢驗結(jié)果進行問題分析：

（1）（氫）電導(dǎo)率表整機工作誤差的情況。由于手工取樣測量（氫）電導(dǎo)率，取樣過程中水樣會迅速吸收空氣中的二氧化碳，使水樣的電導(dǎo)率增加，而水汽系統(tǒng)汽水品質(zhì)的（氫）電導(dǎo)率一般在0.1μS/cm左右，因此，缺少有效的比對方法是（氫）電導(dǎo)率表準確率低的主要原因。

（2）溫度測量誤差、溫度補償設(shè)置和電極常數(shù)設(shè)置的情況。溶液的電導(dǎo)率與溫度密切相關(guān)，溫度發(fā)生變化時，電解質(zhì)的電離度、溶解度、離子遷移度、溶液粘度等都會發(fā)生變化，電導(dǎo)率隨之發(fā)生變化。一般溫度升高，電導(dǎo)率增大。目前電導(dǎo)率表大多具有溫度補償功能，以克服溫度的影響。但是溫度測量偏差大，溫度補償設(shè)置錯誤，在線電導(dǎo)率表的溫度補償功能就起不到應(yīng)有的作用。電極常數(shù)設(shè)置錯誤主要是在更換儀表電極時，未按照新電極的常數(shù)進行更改儀表參數(shù)。

（3）交換柱附加誤差的情況。在被調(diào)研的電廠中有6家電廠的合格率為0%。不合格的原因是采用浸泡法對陽離子交換柱樹脂進行再生。所以當(dāng)達到樹脂反應(yīng)平衡時，不再向樹脂再生的反應(yīng)方向進行，樹脂再生度不到60%。失效的樹脂主要以氨型為主，當(dāng)使用這種方式再生的樹脂是，持續(xù)釋放氨離子，同樣數(shù)量的氨離子比氫離子對電導(dǎo)率的貢獻度低，使儀表測量的結(jié)果偏小，影響氫電導(dǎo)測量的準確性。

（4）二次儀表引用誤差和溫度補償附加誤差的情況。二次儀表引用誤差和溫度補償附加誤差也是儀表測量不準確的重要來源之一。在被調(diào)研的電廠中二次儀表引用誤差合格率最低值為14.5%，最高值為88.9%。合格率較高的F、G、H廠中均是新投產(chǎn)的機組，二次儀表處于相對較好的狀態(tài)。溫度補償附加誤差是電導(dǎo)率表檢驗中最好的項目，但對著儀表使用時間的增加，也會存在一定的偏差。

1.3 （氫）電導(dǎo)率表維護的建議

電導(dǎo)率表在電廠維護工作中存在二次儀表引用誤差、溫度測量誤差、交換柱附加誤差等問題，所以我們針對問題提出以下處理方法：

（1）選配具有流通池可以模擬在線儀表工作狀態(tài)的便攜電導(dǎo)率表進行比對試驗。在測量直接電導(dǎo)率時我們可以從手工取樣取水進行測量；在測量氫電導(dǎo)率時可以從在線電導(dǎo)率表排水處取樣測量，但排水水樣可能帶有氣泡，所以推薦自制一個陽離子交換柱在手工取樣口進行測量。

（2）購買測量精度為0.1℃的溫度計定期進行溫度測量比對和修正。按照氫電導(dǎo)率表的溫度補償方式設(shè)為HCl、爐水直接電導(dǎo)率表的溫度補償方式設(shè)為Coef 2%的原則設(shè)置儀表溫度補償方式。正規(guī)渠道購買合格的電極，在更換儀表電極時，按照新電極的常數(shù)進行更改儀表電極常數(shù)設(shè)置，保證測量的準確性。

（3）D廠和H廠交換柱附加誤差合格率是100%。這是因為D廠采購了動態(tài)再生裝置對陽樹脂進行再生，提高樹脂再生度；H廠則是采購再生好的變色樹脂進行定期更換，失效樹脂由廠家進行回收處理。所以我們也建議采用D廠和H廠的方法進行處理。

（4）配置必要的維護設(shè)備（如精度優(yōu)于0.1級的標(biāo)準交流電阻箱、直流電阻箱、二次儀表電容模擬電路箱等）對二次儀表引用誤差和溫度補償附加誤差進行定期校準工作。每年對維護設(shè)備進行定期檢定。

2 pH表的維護

為了防止水汽系統(tǒng)金屬材質(zhì)的腐蝕，電廠采用加氨調(diào)節(jié)水的pH值，以達到防止系統(tǒng)金屬腐蝕的作用。這就要求將pH值控制在嚴格的范圍內(nèi)，而嚴格控制pH值的前提是準確測量水樣pH值。

2.1 pH表維護現(xiàn)狀

下面是我們調(diào)研的8家電廠的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，詳見表2。

表2 pH表誤差來源分析統(tǒng)計表

2.2 pH表維護的問題分析

從表2的調(diào)研結(jié)果可以看出，pH表的整體狀況好于電導(dǎo)率表，并且通過正確的校驗方法可以提高在線pH表的準確度。從校驗的過程中，我們發(fā)現(xiàn)一下幾個問題：

（1）采用手工分析的方法比對在線pH表。這種現(xiàn)象也是目前各個電廠普遍采用的方法。由于手工取樣過程中水樣會迅速吸收空氣中的二氧化碳，使水樣的pH值降低，因此，手工取樣無法準確測量純水（凝結(jié)水、給水、爐水等）的pH值，也就起不到比對的作用。

（2）溫度測量誤差、溫度補償附加誤差、輸入阻抗示值誤差的影響。這三個項目也是電廠維護的薄弱環(huán)節(jié)，8家電廠均未開展這些方面的檢驗工作。雖然在合格率方面反應(yīng)出的數(shù)據(jù)相對較高，但是儀表隨著使用時間增加也會帶來測量誤差。

2.3 在線pH表維護的建議

針對2.2中發(fā)現(xiàn)的在線pH表維護的問題，我們提出以下解決方法：

（1）選配具有流通池可以模擬在線儀表工作狀態(tài)的便攜pH率表進行比對試驗。對于有精處理高速混床的機組，也可以使用具有流動分析功能的電導(dǎo)率表測量電導(dǎo)率值，然后按照公式pH=8.57+LOG(SC)（其中SC為直接電導(dǎo)率值）換算出pH值進行比對。

（2）定期對在線pH表的溫度測量誤差、溫度補償附加誤差、輸入阻抗示值誤差進行校準工作，需要的儀器主要有：精度優(yōu)于0.01級輸出電壓不小于1V的高勢能高電阻電位差計、精度優(yōu)于0.1級的標(biāo)準電阻箱、最小分度為0.1℃的溫度計。

3 溶解氧表的維護

無論是全揮發(fā)處理機組，還是加氧處理的機組，都需要控制給水的溶解氧至適合的范圍，從而起到防腐作用。所以，準確測量溶解氧具有重要意義。

3.1 溶解氧表維護現(xiàn)狀

下面是我們調(diào)研的8家電廠的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，詳見表2。

3.2 溶解氧表維護的問題分析

溶解氧表存在的問題主要是以下幾個方面：

（1）空氣校準產(chǎn)生的誤差。目前8家電廠全部采用空氣校準的方法進行溶解氧表的校準工作。但是空校時飽和溶解氧的濃度一般在7800~8300μg/L，在水汽系統(tǒng)實際測量的溶解氧濃度一般為20μg/L以上，甚至更低，二者相差2~3數(shù)量級，所以空氣校準并不能保證測量的準確性。

（2）電極氧膜更換不及時電解液不足帶來的誤差。電極氧膜表面滋生細菌、氧膜破損、氧膜在更換時有氣泡，電解液不足等現(xiàn)象都會影響溶解氧測量的準確性。

3.3 溶解氧表維護的建議

溶解氧表維護的建議主要有以下幾點：

（1）在進行空氣校準時，8家電廠全部才有標(biāo)準大氣壓進行校準。由于各個電廠所處的地理位置不同，當(dāng)?shù)氐臍鈮褐狄膊煌?，所以在進行校準工作時，應(yīng)查詢當(dāng)?shù)貧鈮褐颠M行校準工作。然后使用便攜溶解氧表與在線溶解氧表進行比對并進行動態(tài)校準工作。

（2）在維護溶解氧表時，定期更換電極氧膜、定期更換和補充電解液、定期檢查管路是否泄漏等也是提高準確率的有效手段。

表3 溶解氧表合格率統(tǒng)計表

結(jié)語

通過對8家電廠的調(diào)研，電導(dǎo)率表、pH表、溶解氧表維護可以總結(jié)為以下幾點：

（1）配備適合的維護設(shè)備（具有流通池可以模擬在線儀表工作狀態(tài)的便攜電導(dǎo)率表和便攜pH表、便攜溶解氧表、最小分度為0.1℃的溫度計、精度優(yōu)于0.1級的標(biāo)準交流電阻箱、直流電阻箱、二次儀表電容模擬電路箱、精度優(yōu)于0.01級輸出電壓不小于1V的高勢能高電阻電位差計等）定期開展儀表檢驗工作。

（2）對維護設(shè)備定期進行檢定工作，保證設(shè)備準確、可靠。

（3）采用動態(tài)再生方式對氫電導(dǎo)率表所用的陽離子交換樹脂進行再生，也可以采購再生度＞98%的變色陽樹脂。

（4）將在線儀表樣水溫度調(diào)整到25±2℃的范圍內(nèi)，對pH表、氫電導(dǎo)率表等設(shè)置正確的溫度補償方式。

（5）根據(jù)儀表檢驗的結(jié)果制定在線化學(xué)儀表備件購置計劃，以便及時更換失準儀表電極或其他零部件。

（6）在線化學(xué)儀表維護校驗人員應(yīng)參加電力行業(yè)相應(yīng)培訓(xùn)，并取得上崗證，熟悉和掌握儀表維護方法。

此外，在水汽系統(tǒng)中，在線磷表和硅表都是采用基準物質(zhì)檢驗測量的準確性。在線鈉表主要用于測量凝結(jié)水和蒸汽，它的工作原理和維護方法與溶解氧表相似。這些在線儀表不做詳細論述。

結(jié)語

電廠水汽系統(tǒng)的化學(xué)監(jiān)督是保障機組安全經(jīng)濟運行的重要手段。在線化學(xué)儀表作為水汽系統(tǒng)化學(xué)監(jiān)督的“眼睛”，對發(fā)電廠的安全經(jīng)濟運行和節(jié)能降耗具有重要的意義。做好在線化學(xué)儀表的日常維護和定期校驗工作，提高在線化學(xué)儀表的準確性，才能保證化學(xué)監(jiān)督質(zhì)量。