降低鍋爐爐水在線監(jiān)測數(shù)據(jù)誤差率的研究

保國先 冷玲波

摘要：近年來我國煙草企業(yè)在實際發(fā)展的過程中，已經(jīng)開始重點使用鍋爐爐水在線監(jiān)測技術，但是受到諸多因素的影響經(jīng)常會出現(xiàn)在線監(jiān)測數(shù)據(jù)誤差的問題，嚴重影響監(jiān)測工作效果和水平?；诖吮疚难芯繜煵萜髽I(yè)的鍋爐爐水在線監(jiān)測數(shù)據(jù)誤差率過高的原因，提出幾點降低措施，旨在為增強在線監(jiān)測工作效果提供幫助。

關鍵詞：煙草企業(yè);鍋爐爐水;在線監(jiān)測;數(shù)據(jù)誤差率;降低措施

目前煙草企業(yè)為確保鍋爐運行的安全性、穩(wěn)定性、經(jīng)濟性，鍋爐爐水的指標能夠符合國家《工業(yè)鍋爐水質(zhì)》標準，已經(jīng)在設備上安裝在線堿度儀和PH計對爐水水質(zhì)進行監(jiān)控，通過在線監(jiān)測設備能夠降低人工化驗監(jiān)測的次數(shù)，減少人員勞動強度。但是在長時間運行期間可以發(fā)現(xiàn)，在線監(jiān)測的數(shù)據(jù)和人工測定數(shù)據(jù)誤差非常明顯，不能滿足具體的監(jiān)測工作需求。為有效解決問題，云南省煙草煙葉公司動力鍋爐室通過QC質(zhì)量管理活動方法，研究線監(jiān)測誤差問題的原因，并采用合理的措施解決誤差問題，確保在線監(jiān)測設備應用的準確性、精確度。

1 成立QC小組

為了有效解決鍋爐爐水在線監(jiān)測數(shù)據(jù)誤差率的控制，公司成立QC小組，在小組成員共同努力下明確問題發(fā)生原因，采用有效措施解決問題，確保在線監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確度。在成立QC小組的過程中，應根據(jù)小組組建的程序、按照在線監(jiān)測數(shù)據(jù)誤差率控制的需求，由動力鍋爐作業(yè)區(qū)牽頭，由相關人員組成“動力QC”小組，明確管理人員和實施人員的工作要求，明確工作的標準：在線監(jiān)測設備長時間運行，雖然鍋爐安全用水監(jiān)控工作效果較高，但是受到設備因素的影響、環(huán)境因素的影響，爐水PH值、堿度值與人工手動測試的數(shù)據(jù)偏差較大而結合設備安裝說明書和生產(chǎn)商的信息可以發(fā)現(xiàn)，在線監(jiān)測設備的誤差率能夠控制在2.5%之內(nèi)，但是，在長時間運行期間，只有在初期階段監(jiān)測數(shù)據(jù)誤差率能夠符合標準，長時間使用之后數(shù)據(jù)誤差率都已經(jīng)超出了2.5%，甚至誤差率越來越高，對于此類問題，QC小組應重點分析發(fā)生原因，探索最佳的解決對策和措施，確保在線監(jiān)測數(shù)據(jù)值的準確度、可靠性，使得鍋爐爐水在線監(jiān)測數(shù)據(jù)誤差率≤±2.5%，維護特種設備安全性、正常運行水平。

QC小組在實際工作中認真調(diào)查了在線監(jiān)測設備和系統(tǒng)的運行現(xiàn)狀，了解誤差因素的情況：①小組查閱在線堿度儀、PH計的安裝使用說明書技術指標內(nèi)容對設備裝置系統(tǒng)存在誤差進行調(diào)查，其中電子單元基本誤差：濃度±1.0%、儀器基本誤差：濃度±2.0%、電子單元重復性誤差：±1.0%、標定時間：2—3個月，小組安排專業(yè)的監(jiān)測儀表安裝人員在現(xiàn)場區(qū)域測量和檢查二次儀表的情況，設備正常運行、沒有斷電的情況下，各項電流指標、電壓指標都處于正常狀態(tài)，誤差能夠控制在1%的標準范圍之內(nèi)。②調(diào)查分析設備裝置的誤差情況。小組成員之間相互探討交流，按照設備檢修驗收的標準了解到，淡季對在線監(jiān)測設備經(jīng)過設備廠家檢修、保養(yǎng)、標定后，設備驗收處于完整狀態(tài)，沒有問題，所有數(shù)據(jù)信息都具有真實性和有效性，因此小組調(diào)查分析開烤后一周《在線監(jiān)測數(shù)據(jù)驗收記錄》與人工測定數(shù)據(jù)進行對比并計算其誤差率，按照其中的數(shù)據(jù)信息內(nèi)容，在統(tǒng)計的40組數(shù)據(jù)中，系統(tǒng)誤差率在±2.5%以內(nèi)的數(shù)據(jù)有37組，超過±2.5%的誤差率數(shù)據(jù)有3組，超過±2.5%的系統(tǒng)誤差占比7%。③開展設備取樣誤差方面的調(diào)查工作。QC小組按照在線監(jiān)測儀表設備的具體運作狀況，使用監(jiān)測電極對取樣樣品進行實驗，更換新的檢測電極對同一時間的爐水水質(zhì)進行檢測對比，監(jiān)測結果為：

根據(jù)以上數(shù)據(jù)的內(nèi)容，經(jīng)過監(jiān)測儀器生產(chǎn)廠家及維修外協(xié)單位專業(yè)人員相互了解，結合數(shù)據(jù)傳輸過程中可能會受到電磁環(huán)境的影響，電極本身在線監(jiān)測系統(tǒng)誤差可控制在±2.5%以內(nèi);因此，小組繼續(xù)對電極誤差產(chǎn)生的原因進行分析。小組抽取了10周在線監(jiān)測設備的取樣數(shù)據(jù)對比，在線數(shù)據(jù)設備取樣誤差>±2.5%的次數(shù)占92.09%。明確了設備取樣誤差是導致在線監(jiān)測數(shù)據(jù)誤差超出合理值范圍的主要因素。

2 鍋爐爐水在線監(jiān)測取樣誤差率過高的原因分析

QC小組在調(diào)查分析中發(fā)現(xiàn)鍋爐爐水在線監(jiān)測取樣誤差率過高的原因主要表現(xiàn)為以下幾點：

2.1 末端因素

查閱設備使用說明書可以發(fā)現(xiàn)沒有定期開展校驗工作，在線監(jiān)測電極標定工作的次數(shù)較少;通過電極垂直度的監(jiān)測可以發(fā)現(xiàn)電極出現(xiàn)不垂直的現(xiàn)象，監(jiān)測設備的電極安裝是單抱箍掛式垂直安裝，不能確保垂直性符合標準;取樣口的安裝缺乏準確性，現(xiàn)場驗證后發(fā)現(xiàn)取樣口的安裝沒有在排污管的橫向管道底部位置;現(xiàn)場驗證之后發(fā)現(xiàn)取樣器有冷卻水排出，導致設備中缺乏冷卻水[1]。

2.2 要因分析

分析和研究問題發(fā)生的要因，主要表現(xiàn)為以下幾點：①缺少定期校驗的制度，在現(xiàn)場進行設備保養(yǎng)記錄的查閱，沒有電極保養(yǎng)內(nèi)容、標定內(nèi)容，不能合理進行定期校驗分析，難以及時發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)不準確的問題;②電極不垂直問題的發(fā)生，主要是監(jiān)測設備電極安裝為單抱箍掛式垂直安裝，不能確保垂直度符合標準要求;③取樣口位置不準確，導致在線監(jiān)測裝置（監(jiān)測電極）取樣困難，從電極監(jiān)測口排除的標樣主要為汽水混合物。④取樣器冷卻水有向外排出的現(xiàn)象，導致設備內(nèi)缺少冷卻水，不能正常冷卻。此類問題是導致鍋爐爐水在線監(jiān)測數(shù)據(jù)誤差率過高的主要原因，需要根據(jù)原因采用針對性的措施解決問題，促使在線監(jiān)測數(shù)據(jù)誤差率的降低。

3 降低鍋爐爐水的在線監(jiān)測數(shù)據(jù)誤差率措施

煙草煙葉公司在研究鍋爐爐水的在線監(jiān)測數(shù)據(jù)誤差率過高原因之后，應根據(jù)具體的原因采用相應對策進行處理，確保在線監(jiān)測誤差率控制在合理范圍之內(nèi)，如表1所示，根據(jù)不同的原因采用不同的措施，設定相應的目標，保證工作的有效實施。

2.按期采購標定溶液。

電極不垂直 固定安裝電極 不會因設備震動造成電極歪斜 1.調(diào)整原來用抱箍把監(jiān)測電極固定在一根角鐵上的方式;

2.采用上下兩條抱箍，固定監(jiān)測電極在5mm的鋼板上。

取樣口安裝不正確 調(diào)整取樣口安裝方式 取樣為鍋爐爐水 1.調(diào)整取樣口位置，從原來膨脹器出口調(diào)整至鍋爐排污閥出口管道。

2.取樣口焊接在管道下部，確保進入取樣管的爐水不含蒸汽，解決取樣為汽水混合物的情況。

取樣管內(nèi)壓力小 重新調(diào)整取樣口安裝位置 減小取樣口與檢查電極管道長度距離，降低污染源頭。 1.調(diào)整取樣口位置，從原來膨脹器出口調(diào)整至鍋爐排污閥出口;

2.調(diào)整取樣冷卻器及監(jiān)測電極及安裝位置，從原來水處理間調(diào)整安裝至鍋爐間鍋爐維保。

3.取樣口設置在膨脹器前端帶壓部分管道，安裝取樣口在帶壓管道部分，確保取樣設備、管道能正常沖洗。

3、取樣口設置在膨脹器前端帶壓部分管道，安裝取樣口在帶壓管道部分，確保取樣設備、管道能正常沖洗。

3.1 無定期校驗問題的對策

在鍋爐作業(yè)區(qū)組織司爐帶班有效執(zhí)行在線監(jiān)測設備的維護和保養(yǎng)工作，制定完善的保養(yǎng)制度和維護制度，要求詳細進行記錄，同時在原動力設備保養(yǎng)制度方面增加設置在線監(jiān)測設備保養(yǎng)的相關內(nèi)容：（1）每周都要開展一次在線監(jiān)測設備管路和電極的沖洗工作;（2）每個月都要清洗一次電機不銹鋼測量池與鈦電池;（3）每個月都要進行電極電導過程中所應用的標定液與緩沖液的標定處理;（4）每個月都要進行電極溫度方面、零點方面、斜率方面的標定。同時還需結合具體情況，對工作人員專業(yè)知識和技能的培訓并進行保養(yǎng)制度和保養(yǎng)記錄的修訂，增強人員的設備維護保養(yǎng)能力[2]。

3.2 電極垂直問題的解決和應對

由于在線監(jiān)測數(shù)據(jù)誤差問題的發(fā)生，和電極垂直問題存在直接聯(lián)系，因此，需要按照電極垂直問題的情況，對原本使用抱箍將監(jiān)測電極固定在一根角鐵上的情況進行調(diào)整。同時還需利用抱箍將監(jiān)測電極固定在5毫米的鋼板上面，保證電極不會由于設備震動而出現(xiàn)歪斜的現(xiàn)象，始終都能處于垂直的狀態(tài)[3]。

3.3 取樣口安裝不準確問題的對策

對于取樣口安裝不準確的問題，應重新進行取樣口安裝的調(diào)整，如圖1所示，首先，調(diào)整取樣口位置，從原本膨脹器出口調(diào)整至鍋爐排污閥出口管道。調(diào)整取樣冷卻器，加裝專用循環(huán)冷卻水管道，保障冷卻溫度。其次，冷卻管道取水由原來的直排自來水管道改造為經(jīng)過水處理后的軟水，并經(jīng)過循環(huán)冷卻后進入除氧器。最后取樣口安裝至鍋爐至膨脹器主管道的下部，取樣口管道接口與排污管道處于垂直角度，保障取樣口隨時有爐水淹沒，確保取樣標的為爐水，以此降低監(jiān)測數(shù)據(jù)誤差率。

3.4 取樣管內(nèi)壓力過低問題的解決

取樣管內(nèi)壓力過低問題的解決和應對，需要重新對取樣口安裝的位置進行調(diào)整，首先，由于原本的取樣口是在膨脹器出口排污管的位置，可能會因為排污管與地面相互垂直，排污管的出口管道缺乏啞管道，導致取樣口不能正常取水。也可能會由于排污管道內(nèi)部缺乏壓力，導致應用期間不能有效沖洗、清理內(nèi)部的雜質(zhì)。其次，對取樣冷卻器位置、監(jiān)測電極和安裝位置進行調(diào)整，從原本的水處理間調(diào)整安裝到鍋爐間，同時安裝專門的取樣冷卻器及配水槽。通過有效的調(diào)整處理，不僅可以減少取樣管道的距離、減少管道彎，確保所取水樣為爐水，還能改善取樣管道內(nèi)不帶壓的現(xiàn)狀，隨時可以對管道、測量電極進行沖洗，確保了爐水、檢測電極不被污染[4]。

4 降低鍋爐爐水在線監(jiān)測數(shù)據(jù)誤差率的鞏固措施

煙草煙葉公司在降低鍋爐爐水在線監(jiān)測數(shù)據(jù)誤差率的過程中，采用以上幾種方式解決問題，取得了良好成績，例如：白班每2小時在線監(jiān)測數(shù)據(jù)誤差率在±2%以內(nèi)，統(tǒng)計的六周平均在線監(jiān)測數(shù)據(jù)誤差率±1.2%以內(nèi)。在線監(jiān)測數(shù)據(jù)誤差率控制在設備技術指標內(nèi)，在線監(jiān)測數(shù)據(jù)誤差率≤2.5%。能夠提升在線監(jiān)測數(shù)據(jù)值的精確性、準確性，降低人工檢測的工作量，同時還能在鍋爐水質(zhì)惡化的情況下，利用在線監(jiān)測儀表的監(jiān)控，減少處理的時間，降低鍋爐酸堿腐蝕，提高鍋爐特種設備的生產(chǎn)安全性和利用效率。而為了可以進一步預防出現(xiàn)在線監(jiān)測數(shù)據(jù)誤差問題，應合理采用鞏固措施：

4.1 ?完善鞏固的方案

為有效鞏固問題應對措施，應制定完善的措施鞏固方案，修訂《動力設備潤滑保養(yǎng)制度》和《動力設備操作指導書第11部分：水處理設備》;強化在線監(jiān)測設備運行管理力度、維護管理力度，保證監(jiān)測數(shù)據(jù)信息的準確性，為天然氣鍋爐的安全運行提供基礎保障;設備系統(tǒng)中改用循環(huán)冷卻水，能夠降低取樣冷卻區(qū)在自來水資源方面的消耗數(shù)量;鞏固的過程中應確保已經(jīng)提出的措施、規(guī)定正確執(zhí)行，確保能夠?qū)⑿ЧS持在較為良好的狀態(tài)[5]。

4.2 明確注意事項

煙草煙葉公司在鞏固降低鍋爐爐水在線監(jiān)測數(shù)據(jù)誤差率措施的過程中，需要明確具體的注意事項，首先，利用QC小組的形式、通過科學化的工具降低在線監(jiān)測數(shù)據(jù)的誤差率，在活動前后所有的成員都應自我進行綜合素質(zhì)的評價，歸納總結工作中所出現(xiàn)的問題和不足之處，不斷進行整改和完善。其次，雖然本次所采用的措施已經(jīng)取得很好的成績，但是其他類型的在線監(jiān)測設備還有待完善，尤其是蒸汽監(jiān)測設備、壓力檢測設備、空壓氣流量監(jiān)測設備等，應探索出新的管控方法和措施，確保特種設備安全運行[6]。

結語：

綜上所述，煙草煙葉公司鍋爐爐水在線監(jiān)測數(shù)據(jù)誤差率過高的原因主要就是取樣口的位置不準確、缺少定期的校驗、電極缺乏垂直度等，嚴重影響在線監(jiān)測結果的準確性。因此在實際工作中應按照問題發(fā)生原因，完善定期校驗的制度，合理進行電極垂直度、取樣口位置的調(diào)整，保證在線監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確度。

參考文獻：

[1]張秀麗，馬志力，李永立，等.電廠鍋爐給水系統(tǒng)金屬材料的腐蝕在線監(jiān)測[J].中國電機工程學報，2018，38（z1）：185-191.

[2]賴廣運.工業(yè)鍋爐水質(zhì)檢測問題及處理方法分析[J].技術與市場，2020，27（04）：87-88.

[3]李和鵬.鍋爐節(jié)能減排技術及水質(zhì)監(jiān)測分析[J].數(shù)碼世界，2019（06）：281.

[4]楊澤榕，黃桂林.一種簡便式工業(yè)鍋爐水質(zhì)在線檢測系統(tǒng)軟件的研發(fā)[J].廣東化工，2019，46（18）：119-121，131.

[5]李玉英，胡衛(wèi)朋.加強水質(zhì)監(jiān)測以促進工業(yè)鍋爐節(jié)能與安全[J].化學工程與裝備，2011（02）：173-174.