淺談化學分析儀表測量準確性現狀與提高途徑

張晶

摘要：我國目前主要發電機組為300MW以上的亞臨界機組和超（超）臨界機組。近年來高參數大容量機組增加迅猛，電力行業對水汽品質的要求也越來越嚴格。但是由于電廠化學監管水平的滯后，引起熱力設備腐蝕、結垢和積鹽問題普遍發生，產生“兩高問題”，影響電廠的安全經濟運行及節能降耗。

關鍵詞：在線分析儀表；兩高問題；準確性；提高途徑

中圖分類號：O651 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）05（b）-0000-00

1前言

一直以來我們說在線化學儀表是化學監督的關鍵，在新形勢下化學監督與控制對在線化學儀表的測量準確性又提出了更高的要求，應該說新的水汽指標和控制標準對化學監督的要求更加嚴格，對在線化學儀表的準確性也要求更高。

2 水汽品質監督與控制”兩高問題”

兩高問題是指電廠水汽化學監督合格率（水汽品質合格率）很高，而停機檢修時，發現熱力設備的腐蝕、結垢和積鹽速率也很高的異常現象。由于報表上顯示水汽品質合格率高，電廠很難找到問題出在哪。檢修完后繼續“帶病運行”不僅增加了機組能耗，也影響了機組運行安全，蒙受巨大的損失。實際上水汽品質合格率高是一種假象。

3 化學分析儀表測量準確性的現狀

西安熱工院化學電站研究室對國內35個電廠55臺機組的988臺在線化學儀表（電導率表、pH表、溶解氧表、鈉表和硅表）測量準確性進行檢驗。在線化學儀表測量準確率顯示：電導表檢測534臺，不合格284臺，合格率47%；pH表檢測227臺，不合格172臺，合格率24%；鈉表檢測91臺，不合格70臺，合格率23%；溶解氧表檢測136臺，不合格69臺，合格率40%。由此可見，國內大部分電廠的在線分析儀表測量準確性普遍不高。

4水汽品質監督與控制兩高問題根源

4.1化學水汽品質監督常用的兩種手段及存在的問題

4.1.1 手工取樣分析定期測量

手工分析過程中，樣品本身會發生變化，取樣代表性差（如pH）；手工分析過程中，樣品容易受到污染（如鈉）；取樣測量過程中，人為隨機因素降低可靠性；實驗室臺式儀表測量精度低于在線表；手工分析測量不連續，不能及時反映水汽品質的變化。這些都會導致手工取樣出現問題，最終測量值與真實值有較大誤差。

4.1.2 在線化學儀表連續測量

（1）在線（氫）電導率表測量誤差：水汽系統在線（氫）電導率表常見的誤差來源有氫交換柱陽樹脂再生度、樹脂性能、樹脂裂紋、系統漏氣和電極污染等在線干擾因素產生的誤差，以及二次儀表的測量頻率、電極常數、溫度補償等純水因素產生的誤差。這些誤差僅在電導率表投運時出現，離線檢驗或采用標準溶液檢驗時無法檢出。按離線檢驗及標準溶液檢驗準確的在線（氫）電導率表，在電廠純水條件下實際投運測量時，仍然會出現很大的工作誤差。（2）在線pH表測量誤差：水汽系統在線pH表常見的誤差來源有靜電荷和地回路等在線干擾因素產生的誤差，以及液接電位和溫度補償等純水因素產生的誤差。這些誤差僅在pH表投運時出現，離線檢驗或采用標準溶液檢驗時無法檢出。電廠在純水條件下實際投運測量時，仍然會出現很大的工作誤差。（3）在線鈉表測量誤差：水汽系統在線鈉表常見的誤差來源有靜電荷、地回路等在線干擾因素產生的誤差，以及液接電位、電極選擇性等純水因素產生的誤差。這些誤差僅在鈉表正常投運時出現，離線檢驗或采用標準溶液檢驗時無法檢出。（4）在線溶解氧表測量誤差：水汽系統在線溶解氧表常見的誤差來源有測量管路泄漏等在線干擾因素產生的誤差和斜率變化、溫度補償、標定誤差等因素產生的誤差。按照空氣校準或檢驗方法檢驗準確的溶解氧表，在測量電廠低濃度的無氧水時，仍然會出現很大的工作誤差。

4.2兩高問題出現的根源

在線pH表、鈉表、電導表和溶氧表是水汽監督的重要儀表，國內電廠稱之為關鍵儀表，由于在線因素和純水因素的影響，導致這些關鍵儀表無法準確測量，是出現兩高問題的根源所在。

5水汽品質監督與控制存在的誤區

5.1采取錯誤的方式對在線化學儀表進行檢驗

（1）按照計量檢定規程離線檢驗在線化學儀表：儀表在標準條件下穩定運行并嚴格校準后，將電極放入標準樣品反復測量三次，檢驗儀表的誤差。ASTM D 5128-2009《發電廠低電導率水pH在線測量方法》中明確說明，標準溶液僅用于檢驗二次儀表與電極的配套性，不能反映儀表在線投運時的測量準確性。（2）用便攜表比對在線化學儀表：便攜表精度一般低于在線表；便攜表同樣受在線因素和純水因素的影響，儀表本身的功能和限制，在測量純水的準確性得不到保證。

5.2電廠按照“計量檢定規程離線檢驗”的錯誤

用標準溶液離線檢驗在線化學儀表準確性；用標準器具離線檢驗在線化學儀表準確性；將在線化學儀表拆下來，送往計量院離線檢驗，以上均不能反應在線因素的影響。

6提高水汽品質監督與控制的途徑

6.1 采取正確的檢驗標準

電力行業標準DL/T 246-2015 《化學監督導則》、DL/T 561-2013 《火力發電廠水汽化學監督導則》規定：在線化學儀表必須按照DL/T 677- 2009《發電廠在線化學儀表檢驗規程》 進行在線檢驗，即要求儀表檢驗條件和實際測量條件一致。 經在線檢驗準確的儀表，測量的數據可以準確反映水汽品質的真實情況，從而保證水汽化學監督和控制準確可靠。

6.2提升管理方式

（1）工作標準化：細化在線化學儀表的日常維護工作，形成標準化的作業指導書。比如對于儀表參數的設置、陽離子交換樹脂的再生更換和高低溫取樣架壓力流量的控制等常規操作都應標準化作業，使儀表維護工作有據可依、有制可循。保證維護人員能夠高效、準確的開展工作，新員工通過對作業指導書的學習也能盡快上手。（2）提升人員責任心：在線化學儀表不是普通的熱工儀表，其測量方法建立在化學專業基礎上。在線化學儀表崗位也比較特殊涉及熱工和化學兩大專業，需要掌握電廠化學相關的知識，對人員技術水平和責任心要求較高。比如，對于在線化學儀表出現的常見問題，儀表維護人員都會處理，當遇到了罕見棘手的問題時，就需要儀表維護人員靜下心來查閱資料、咨詢專家、分析解決。（3）建設專業的維護團隊：在線化學儀表為化學監督人員提供準確可靠的監督信息，有專業人員來維護，管理上更能引起重視。

6.3組建和完善化學儀表量值溯源體系

配備在線化學檢驗儀表檢驗裝置是目前國內唯一能夠按照DL/T 677-2009 《發電廠在線化學儀表檢驗規程》檢驗在線化學儀表測量準確性的標準器具。建立全廠在線化學儀表最高計量器具，統一化學實驗室和在線化學儀表最高標準，保障量值溯源有效，降低在線化學儀表的缺陷數量。

7 結語

未經在線檢驗準確的在線化學儀表，使用時會導致化學監督和控制上出現盲區，這是水汽品質化學監督必須要解決的技術關鍵。按照DL/T 677-2009《發電廠在線化學儀表檢驗規程》，對4種關鍵在線化學儀表進行定期的在線檢驗，能夠提高在線化學儀表準確性，避免兩高問題發生并且取得安全生產和節能降耗的長期效益。

參考文獻

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