浅析 YOKOGAWA EXAxt pH450分析仪在电厂化学中的应用

浅析 YOKOGAWA EXAxtpH450分析仪在电厂化学中的应用

钱佳威

南京华天科技发展股份有限公司

摘要： 在电厂化学分析仪表领域，常用的在线分析仪表主要有钠表、硅表、pH表、电导率表、溶解氧表等。它们对电厂化学分析的作用，为机组的水质监测保障起了决定性作用。我们通过对在线分析仪表的维护和监测，从而保证了其准确测量，本文主要分析了横河电机公司的EXAxt pH450计的应用及意义，从而对发电厂在线水质pH监测保驾护航，保证热力腐蚀控制，是一项重要的监测指标。横河450pH计是用于监视、测量和控制工业过程的转换器。本文从仪表安装、设定、操作及维护的正确方法进行了探讨。

关键词：电厂化学；水质监测；应用研究

引言

随着我国经济的进步，工业化的进程加快，我国的电力行业发展前景广阔，随之而来的是电厂水质监测的重要性，受到的关注也越来越多。这也已经使在线化学仪表的准确性成为各个发电厂需要解决的一个重要课题。随着在线分析仪表技术被广泛重视，该技术不仅可以让发电厂水质监测处于实时状态，也让运行监控人员、化学分析人员对水质状况有着直观清晰的认识，同时也推动了工作流程的简化和完善。因此，在线分析仪表，尤其是pH表计的配备，将直接表现出发电厂水质的酸碱程度，从而控制各个测点的热力腐蚀在最低水平。

1、概述

在本文研究过程中，作者努力确保其内容的准确性。如果您有任何问题，或发现有任何不妥或错误，请与横河电机销售部门或当地经销商联系。

·本文中没有介绍特殊规格。对于不影响功能和性能的规格更改、结构更改及零部件更改，请咨询相关经销商。

·如不按照仪表相关说明手册所述方法进行操作，可能会损坏仪表自带的保护功能。

·为了保证仪表操作者的人身安全，以及安全使用本仪表和由本仪表控制的系统，操作时请务必遵守说明书中的安全注意事项。

·横河电机的产品以及零部件自出厂之日起12个月内(一般)，对正常使用情况下由于制造而产生的缺陷提供保修服务。但是，各营业网点可以更改上述一般质保期的期限，具体的质保期以其购买订单中的规定为准。由于磨损、破坏、不适当的维护检修、腐蚀、化学作用等导致的损坏不在本质保范围内。

·对于接触了工艺液体的产品，退货之前请务必进行清洁和杀菌操作。为了保证人员的健康和安全，请附加已清洁/已杀菌的证明文件。另外，还请附加使用本产品测量的工艺液体的所有构成成分的化学物质安全数据表。

2、横河450PH计的应用优势

EXAxt pH450转换器用于在工业过程中连续在线测量pH或Redox。操作简单，配置微处理器的高级自诊断功能，提高了通信能力，满足最新的要求。除了作为过程自动化控制系统中的一个环节使用之外，还可以实现以下动作：显示过程报警，监视产品品质，控制药品给料或中和系统。为了方便校正和发挥最佳性能，请将传感器安装在靠近转换器的地方。在不能就近安装的情况下，可以使用WF10延长电缆，最长60m(150英尺)，带BA10接线盒，以及标准传感器电缆(最长10m)

连接。

EXAxt pH450的出厂默认值为通用值。在初始设置的条件下可以开始简单操作，但是，需要根据使用条件更改设定。例如可以更改所使用的温度传感器类型。EXAxt pH450支持多种温度传感器。本使用手册详细介绍了EXAxt pH450与本公司生产的检测器以及多种第三方商用探头组合使用的方法。请仔细阅读相关设备的使用说明书，以便正确使用。横河电机设计的EXAxt pH450转换器能够应用于工业环境，符合CE管控标准。本仪表不折不扣地满足或超出各种严格限制和要求，能够在极端严酷的安装环境下实现长期正确测量。

3、安装和接线

EXAxt pH450转换器为防水结构，可以安装在室内或室外。但是，请尽量将转换器安装在传感器附近以免转换器和传感器之间的电缆过长(包括延长电缆在内不超过50m(162英尺))。安装时，所选安装场所的环境温度和湿度应在仪表规格范围内。请选择满足以下条件的场所：

无机械振动及冲击；转换器附近未安装继电器及电源开关；电缆密封头下方预留有连接电缆所需的空间；避免暴露在日光直射场所及极端天气环境下；可进行维护操作(避免腐蚀性环境)。注意EXAxt pH450转换器的通用安装方法：使用选配件支架进行盘装；在仪表盘表面安装(从背面用螺栓固定)；使用支架壁装(例如，在坚固墙壁上)；在水平或垂直管道上使用支架进行管道安装。

接线时需要注意：接点输出端子和电源连接器在屏蔽板的下面。首先连接接点输出端子和电源连接器，随后依次连接传感器、输出和HART®通信。

接线步骤:1.拧松前面板的4个螺丝，打开面板；2. 可以看到上部端子块；3.拆下盖住下部端子块的屏蔽板；4.连接电源电缆和接点输出电缆，此时，使用机壳底部背面的3个电缆密封头。注意：接线时，请使用耐热温度在70℃以上的电缆。接线工作应满足IP66或更高要求。使用1.5N·m的扭矩拧紧前面板的四个螺丝。为了安全且避免干扰，需要在电源端子及接点输出端子上安装屏蔽盖。5.将屏蔽盖还原到下端子板；6.连接模拟输出、传感器输入。如有必要，请连接HART®和输入接点。7.连接模拟输出、传感器输入、接点输入和HART®时，使用机壳底部前侧的3个电缆密封头；8.关闭面板，上紧4个螺丝；9.供电。根据使用目的设置仪表或者使用默认设置。

4、EXAxt pH450 PH450G的操作

4.1主要功能显示画面

当HART通信激活时，屏幕右上角的心形“♡“标记点亮。HART通信异常时，“Χ”标记点亮。不使用HART通信时ORG. FILE：无显示。请注意由于输出号干扰或其他个别情况，可能出现未使用HART通信时也显示“Χ”标记的情况。在未使用HART功能时，这种情况无影响，请忽略该标记继续操作。

4.2趋势图显示画面

按下主屏幕按键，便转换为用时间轴显示平均测量值的图形模式画面。当前正在测量的值显示在文本框中。通过“画面显示设定”菜单设定时间轴(X轴)和测量值轴(Y轴)。在全屏显示中显示51个点的趋势，这些点代表选定时间间隔的平均值。EXAxt pH450每秒采样测量值。并且画面中还显示该时间间隔中的最大值和最小值。例如，若时间间隔设定为4个小时，画面中会显示距当前测量4小时之前的值。趋势线上的各点表示4×60×60/51=282次(秒)单位时间测量值的平均值。

4.3积分、微分、比例控制

积分控制用于消除静态偏差及过程变化。通过消除偏差前持续调整输出以积累设定值和过程(负载)变化。当积分时间(I时间(秒))短时，可以迅速进行补偿但会增加超调。通常考虑超调、设定时间、解除静态负载(过程变化)影响所需的时间这3个因素后将积分时间设定为最适当的值。积分时间带反终结(anti windup)功能。控制器PI部分的输出在控制范围外(不到-5%或超过105%)时，I(积分)部分会停止。

微分控制根据测量值的斜率(变化率)最小化超调。由于微分控制，会发生符合“变化率”的反馈，并且阻尼会变大。微分增益高时，会增加启动时间和稳定时间。微分会引发多杂音信号，所以实际上很难识别。

比例控制方式时生成与设定值和测量值之差(偏差或误差)成比例的输出信号。比例控制会放大误差，因此过程值会趋向目标设定值。用输出的百分比(0～100%)显示输出信号。比例控制减少静态偏差但并不消除静态偏差，因此比例控制方式中有手动复位。手动复位(输出百分比)用于消除静态偏差。

结束语

在线分析仪表测量准确的技术，对于发电厂水汽循环中水汽品质的实时监测，有着重要的意义，是实现发电厂系统顺利满足防腐防垢的重要指标，是溶液中氢离子活度的一种标度，也就是通常意义上溶液酸碱程度的衡量标准，可以大大降低机组检修时候对汽轮机、重要设备管道的检修和更换。在电力领域中，必然会发挥更大作用，促进国家工业化的更大发展。

参考文献

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[2]武汉大学.分析化学实验.4版.北京：高等教育出版社.2010.

[3]刘约权.现代仪器分析.2版.北京：高等教育出版社，2006.

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[5]柯以侃.分析化学手册.北京：化学工业出版社，1998