超临界火电机组化学在线仪表的维护

超临界火电机组化学在线仪表的维护

李新宇

青海黄河上游水电开发有限责任公司西宁发电分公司             

                  单位省市：青海省湟中区

单位邮编：810000

摘要：化学在线仪表是火电机组汽水监督工作中的核心部分。探讨各类在线仪表的误差来源，合理分析实际工作中仪表出现的常见缺陷和采取的有效维护方法。以确保提供真实、准确和连续的汽水参数，对于提高电厂水汽系统化学监督的准确性和及时性具有重要意义。

关键词：在线仪表；误差来源；汽水监督

引言

国内火电厂都面临着同样的一个问题，初期投运期间，汽水品质监督合格率平均可高达百分之九十以上，通过机组几年的运行，A修工作时发现，腐蚀结垢和积盐问题就暴露了出来。本质的原因还是汽水监督工作不到位，其中化学在线仪表的规范维护和及时消缺是重要的一环。在线化学仪表的准确性、真实性和稳定性直接关系到热力设备的腐蚀、结垢和积盐速率。结合我厂A修报告和检查过程，依据机组检修化学检查导则DL/T115-2009标准中规定的内容对机组A、B转子的腐蚀情况进行了化学技术监督检查工作，A、B转子表面整体情况良好，1至6级叶片pH值为中性，定性测定均无铜，如图1所示；1至6级转子轮盘表面均无氧化皮脱落，无水汽冲击麻点；1至5级转子围带完好，无裂纹；1至6级转子叶片有少量的水汽冲击麻点，进汽侧大于出汽侧；4至6级转子叶片有少量松软的附着物，呈红褐色；5至6级叶片间转子表面有少量的松软附着物，呈红褐色，分布量占表面积的2/3，如图2所示。这与我们化学在线仪表科学的日常维护与管理密不可分。因此，本文将从误差来源、常见缺陷以及维护办法等几个方面介绍我厂660MW超超临界燃煤间接空冷机组在化学监督中配备的各类化学在线仪表。包括电导表、氢电导表、溶解氧表、pH表、钠表、硅表等。

化学在线仪表可大致分为两类，一类为可用标准物质检验仪表准确性的仪表如硅表，另一类是无法用标准物质检验实际测量条件下测量准确性的仪表，如电导率表、pH表、钠表、溶解氧表。这4种在线化学仪表是化学监督中的核心仪表，需要科学的维护这类仪表以保证其准确性和稳定性。

图1 1叶片pH值均为中性，测定均无铜   图2叶片间转子表面有少量的松软红褐色附着物

1电导表常见缺陷及维护办法

电导率是重要的监督指标之一，与识别水中的总溶解固体量和盐度浓度有直接关系。其受温度、离子含量和离子强度等多方面因素影响。主要误差来源有：温度补偿、电极常数、电极维护方式等。电导率的测量与温度无线性关系，是随着温度的变化而变化的，因此需要选择合理的温度补偿系数，一般设置为线性25℃，可最大程度上减小测量误差。电极常数的正确设置是电导率测定的关键部分，若出现表头设置的电极常数和电极自带的常数不一致，则会导致测量误差。电极表面脏污会导致电极响应迟缓甚至彻底损坏电极。因此，及时清洗流通池和电极表面是保证测量准确性和延长电极使用寿命的重要手段。

2氢电导表常见缺陷及维护办法

2.1氢电导表误差来源分析

氢电导率是化学监督中重要的的汽水指标之一，可直接反映水汽中的阴离子总量。水样通过氢型阳离子交换树脂，去除水中阳离子，仅留阴离子和H+，H+再被中和消耗。与电导率表相比，除了温度补偿方式、电极常数、电极损坏以外交换柱附加误差也是重要的误差来源，即树脂交换程度低。树脂再生度低使树脂的交换能力下降，导致NH4+穿透交换柱，进入测量电极中[1]。NH4+的电导率较相同数量H+的电导率小，而出水的阳离子总量基本不变，H+的总量相应减少时，水样pH值随之升高，电导率降低，测量结果偏低。

2.2维护办法

配合用YHJ-V型移动式在线化学仪表检验装置对在线仪表进行对比测量与电导表不同是的补偿方式的选择，氢离子电导建议将补偿方式设为阳离子补偿。表头设置的电极常数与电极自带的电极常数应保持一致。鉴于氢导表电极是性能稳定的金属电极，不易损坏，但要注意避免电极引线断裂问题。通常采用流动法再生树脂和延长浸泡时间可解决树脂再生度低的问题。

3 pH表常见缺陷及维护办法

连续准确的测量、控制水汽系统的pH值是防止水汽系统金属腐蚀的主要手段之一。pH表主要误差来源有温度、流速、静电荷以及标定误差等。pH表的测量原理是依据能斯特方程的，水样温度的改变直接影响能斯特斜率值和参比电极电位。标定误差本质上是液接电位误差，一般采用配制已知pH值的标准液完成校准工作[2]。

在实际测量中根据不同的水样我们可选择不同的补偿方式消除温度误差。一般我们将凝结水、给水和主蒸汽的补偿选为氨补偿。闭式水、间冷水选为线性25℃。在标定误差方面，我们通常采用两点标定法，即6.86和9.18，必要时可用3.5mol/LKCl溶液对电极进行活化，以提高电极灵敏度。

4 钠表常见缺陷及维护办法

4.1钠表常见误差来源分析

实际运行中，监测钠离子含量是防止过热器和汽轮机叶片有钠盐沉积，纯水系统中的钠表与pH表相似，属于电位式测量仪表。因此同样受液接电位和流动电位的影响。在实际工作中，钠表的标定方式、碱化剂的浓度、扩散管扩散管能力是最常见的误差来源。标定误差主要原因是活化电极后对电极的冲洗不彻底、用HF溶液活化电测量极后，电极水化凝胶层附着大量氢离子，而钠表的对氢离子的选择性是钠离子的100倍，也就是相当于增加了标液的浓度，标定后导致实际测量值偏低

[3]。钠表需要在微碱环境下完成测量，钠表对于氢离子的捕捉能力是钠离子强，减少氢离子干扰和静电干扰，保证水样pH值在要求范围内，以保证仪表测量的准确性。

4.2解决办法

在日常维护工作中，及时清洗流通池、控制流速、及时更换电极可很大程度上减少测量误差。钠表标定工作是最为重要的一项，标定步骤是否规范直接影响表计斜率。选择将活化后的测量电极进行24小时的冲洗，将氢离子置换下来后再进行校准工作。二异丙胺浓度和扩散管扩散能力，直接影响表计对水样碱化的效果，减少氢离子干扰的方式还有在检测水样钠含量时对水样添加碱化剂二异丙胺，提高水样电导率消除静电干扰的同时，

5 溶解氧表常见缺陷及维护办法

溶解氧是火电机组汽水监督重要的指标之一，对评估机组水汽系统腐蚀、结垢和积盐程度具有重要参考意义。溶解氧表是通过电化学反应将氧浓度转化为电信号完成测量的，受测量环境、传感器响应和标定方式的影响。在日常维护工作中，常见误差来源有：电极表面污染、阳电极老化及流速等。电极表面脏污导致阴极反应面积减少，氧渗透受阻，导致测量偏低。阳极老化是因为阳极表面与电解液中的Cl-发生反应，生成AgCl沉淀，长期以后Ag2O沉淀附着在电极表面，使电极极化电阻增大造成测量误差。故需要定期清洗流通池，用氨水轻轻擦拭电极表面必要时更换新的电极。溶解氧表是受水样流速影响最大的一类表，溶解氧表的测量值紧靠透氧膜处的水膜厚度有直接的关系，流速过快使水膜层变薄，氧的扩散速度过快导致测量值偏大[4]。另外，及时检查更换透氧膜片，保证其厚度与弹性，定期填充电解液和定期空气标定是保证电极有良好准确响应的必要工作。长期停运时应确保电极处于无氧水中，防止透氧膜片干燥受损。

综上所述，化学在线仪表的应用是火电机组优化汽水监督工作的重要方式。了解在线仪表的误差来源对症下药是仪表维护最高效的方式。通过整合实际工作中重要表计出现频次较高的缺陷、总结维护经验及合理维护仪表，可很大程度上降低仪表维护的时间成本及经济成本。更重要的是提高了电厂在线化学仪表测量准确性和可靠性，提高了水质监督的合理性与有效性，及时发现水汽品质控制上的问题并加以解决，对机组的安全经济运行具有重要意义。

参考文献

[1]苏尧.超超临界机组在线化学仪表测量现状分析及讨论[J].热力发电,2020,49(12):158-163.DOI:10.19666/j.rlfd.202002041.

[2]李丽华.影响火电厂在线化学仪表准确性的原因分析及解决方法[J].仪器仪表用户,2019,26(01):105-108.

[3]韩欢欢.火电厂在线化学仪表运行现状分析及维护研究[J].应用能源技术,2021(03):29-32.

[4]李海洋,邓宇强. 发电厂在线化学仪表测量准确性和误差来源统计分析[C]//中国电力技术市场协会.2021年电力行业技术监督优秀论文集.[出版者不详],2021:631-636.DOI:10.26914/c.cnkihy.2021.054384.