浅谈硅酸盐分析仪在电厂中的应用

浅谈硅酸盐分析仪在电厂中的应用

陈康

南京华天科技发展股份有限公司

摘要：本文主要讲述了硅酸盐连续分析仪在电厂运行中的重要意义，以及维护内容、检修经验及常见影响因素处理方法。

关键词：硅酸盐；维护经验；影响因素

引言

在发电厂，在线硅酸盐分析仪是水质监督的重要仪表，主要是用来监测水中或蒸汽中的二氧化硅值，当水中或蒸汽中的二氧化硅值过高时，易造成管道或汽轮机积盐，造成重大损失。对于混床系统，监测二氧化硅值可以判断混床是否失效。在此仅以美国Orion公司的2230硅表为例说明。

1在线硅酸盐分析仪概述

1.1 化学分析系统包括两个部分：用于水样分析的 2230 硅表，以及用于通道扩展的 TH2800 多通道定序器系统。

1.2 Orion 2230 硅表使用的是比色检测法，它依赖于加入水样中可产生有色化合物的特定的试剂。根据与已反应的已知标准液对照颜色的深浅，确定其浓度值。根据比尔-朗伯定律，有色化合物在特定波长处吸收光线能量。

1.3 该仪表使用发光二极管(LED)，在所选择的狭窄带宽内发射出针对特定应用的光源。硅表使用近红外 LED(NIR), 810nm。

1.4 TH2800 多通道定序器系统与 2230 硅表配套使用，可使其最多扩展到 6 通道，每个通道可分别设置为开及关；其电磁阀采用两位三通，可避免系统憋压，并可保持样水的快速响应。定序器接受 2230 硅表模拟量输入，分通道分别输出，并具有数据保持功能。两者通过的分析周期终止信号及无样水报警信号联系，实现自动切换。

2在线硅酸盐测量的意义

2.1 硅酸盐沉积在气轮机叶片表面，导致气轮机效率降低同时大量硅酸盐沉积造成永久性机械损坏。

2.2硅是非离子性的，树脂失效时第一个释放出的元素(监测除盐水车间阴床和混床出口)

2.3胶体硅通过离子交换是不能被去除的，胶体硅不能被比色法监测到的，在高温下胶体硅便会分解,因此有时饱和蒸汽或者炉水的硅含量比给水的要高(监测蒸汽)

2.4蒸汽硅的可溶性随压力升高而增大；水和蒸汽的区别在于压力和温度；炉内的硅越大蒸汽硅越大；通过监测导电度不能真实反映硅含量的变化。

3在线硅酸盐连续分析仪测量原理

3.1通过测量穿过水样的单波长光的吸光度，并与测量已经浓度标准液所得吸光度作对比，而最终测得水样的含硅浓度。如果测量水样的吸光度与标准液的吸光度相同，则水样的浓度与标准液浓度相同。

3.2首先使用标准液对仪表进行校正，获得仪表分析范围内的斜率和截距，然后从校正曲线上计算得到未知浓度水样的浓度值。

3.3浓度 = （斜率 X 吸光度） + 截距

其中 —斜率和截距由校正获得

吸光度—由仪表检测器计算获得

这两个变量是可以在校正参数菜单中修改。

4在线硅酸盐连续分析过程

4.1清洗测量池：在清洗测量池的过程中，泵将水样加注入反应池中；

4.2取样定容：在取样定容过程中，搅拌器关闭，水样暂停 5 秒以便将反应池内过程的水样溢流出；

4.3光学检测：在光路检测过程中，系统检测光路和 LED 光源状态；

4.4检测反应池温度（若启用）：当反应池温度控制启用时，此阶段将检测反应池温度并与设定点对比；

4.5加入 1 号、2 号试剂、空白测量：此步中将记录 BLACK ABSORBANCE 空白吸光度值；

4.6加入 3 号试剂：在本步操作中，试剂将由泵注入反应池。用户可以修改通过泵注入反应池的 REAGENTVOLUME 试剂体积；

4.7数据处理并将数据输出：本步中，将记录下最后的结果，最终的吸光度也将显示在每个分析周期的终点处。记录读数的稳定性取决于所设定的稳定性标准；

4.8分析结束后的清洗：可编程的 POST WASH 后清洗是指一个分析周期结束并将反应废液排出后，清洗反应池。

5硅酸盐分析仪日常维护以及影响因素处理分析

5.1日常维护：以我平时电厂日常维护ORION2230硅表为例，维持仪表正常运行要点：

5.1.1机组正常运行时：

5.1.2机组停运时：清理试剂，并使用除盐水代替试剂重新仪表管线；软管、泵和阀等备件的维护，例如有些常期处于挤压状态的软管，在仪表长期不投运时需要将软管释放出来，泵和阀要注意现场不要过于湿润避免造成锈蚀；将仪表设置成手动状态或进行仪表断电。

5.1.3机组启机时：恢复各软管、泵和阀的安装，恢复仪表设置或仪表送电；更换新鲜有效的试剂并注意试剂的安装顺序，启动仪表将各管线填充完整，确认无气泡残留；使用标准溶液对仪表进行校验和检验，确认校验后参数在合理范围内。

5.2影响因素处理分析

5.2.1校验斜率高、吸光度很小：

1）一般应该是某个试剂或标液没加进去，需要观察仪表的加药情况。最好是在测量过程中将加药模块取出，这样观察比较直观；

2）仪表光学部分也会导致校验斜率高、吸光度很小，这个也好判断：配个硅含量比较高的标液，让实验室帮忙显色，在硅表测量过程中，将显色好的标液倒入测量槽，仪表的吸光度应该有比较明显的变化。这样就能判断仪表本身的光学部分是否有问题。

5.2.2校验失败：

1）标准溶液浓度不准确。重新配制并更换标准溶液

2）硅表R1/R2/R3试剂配制出错或者时间太长失效。重新配制并更换试剂。

3）硅表R1/R2/R3试剂更换时混淆、出错。检查硅表试剂是否安装正确。

4）仪表测量槽有污染。检查并清洗测量槽与光源系统。

5）外部光线进入。检查反应池上的溢流盖是否松动漏光。

6）温度不稳定。反应池可能被污物覆盖，也可能是光路有问题，对仪表进行清洗，对光路和温度探头进行校正。

5.2.3测量值偏低或为零

1）试剂耗尽，添加试剂。

2）试剂管路漏气，加药不均匀，检查蠕动泵管及压紧盖，进行多次吸液赶走气泡。

3）搅拌子不转，清洗搅拌子或更换。

结束语

在电厂汽水取样分析中，能否准确监控汽水中的硅酸盐含量，对机组的稳定运行意思重大，准确监控硅酸盐含量，防止设备管道腐蚀结垢，可以提高机组的使用寿命。虽然目前在线硅酸盐分析仪种类繁多，但测量原理基本相同，维护的方法类似，谨以此与大家共同探讨，做好在线硅酸盐分析仪维护，保证正常运行。

参考文献

[1]发电厂在线化学仪表检验规程-677-2018-ICS27.100.

[2]《电厂化学仪表》，第二版，承尉才，中国电力出版社，2010.9.

[3]《电厂化学仪表及自动化》，刘邦利，倪敏，梅其政，中国电力出版社，2015.2.