淺談在線化學儀表的常見問題及日常維護

王健 王飛

華電電力科學研究院有限公司東北分公司 遼寧沈陽 110168

1 在線化學儀表配置

1.1 在線化學儀表配置必要性

目前，隨著我國發電機組參數與容量的不斷提升，水汽質量的要求也隨之提升。水汽系統測量的可靠性和數據監測也成為發電企業不容忽視的一環。發電企業對于水汽質量的監測主要依靠與人工取樣測量和在線化學儀表測量。人工取樣測量工作需要人力投入成本，且工作效率低。在一定程度上已經不能滿足當今發電企業水汽監測的要求。人工取樣測量結果的準確性和可靠性也會降低，人為測量的結果誤差是不可避免的，測量精度更是可能達不到要求；人工取樣的測量分析具有明顯的滯后性，且無法對水汽系統進行連續不間斷的監測，所測數據只能反映局部的狀態。在線化學儀表可以實現集中布置采樣、連續監測分析的模式。在線化學儀表是完成水汽指標在線化學監督與技術診斷的主要工具，其測量結果的準確性和可靠性，對發電機組的平穩運行具有重要的意義。

1.2 在線化學儀表配置原則

在電廠化學工藝初步設計階段，首先明確儀表設計的目的，依據電力規程和標準要求，充分考慮到電廠在實際運行過程中需要嚴格監督和重點監控的部位以及控制的水質指標，再根據電廠所在區域水質狀況，結合投運電廠的反饋信息，盡可能細化設計內容。通過不斷優化設計方案，對水處理設備的各項出水指標，配置相應量程的在線監測儀表，從而提高儀表的測量精密度，進而降低儀表的自身測量誤差，更準確地反饋水質狀況。

2 在線化學儀表運行常見問題及解決辦法

2.1 系統泄露影響了檢測數據的準確度

發電機組運行周期長，常見的水汽系統泄漏一般表現在泄漏和滲水等多個方面。減溫緩解時壓力控制系統中的冷卻水出現滲漏導致冷卻水無法充滿，也因此大大降低了水樣冷卻的有效性，同時冷卻水供應不到位造成環境溫度過高儀表也無法實現水溫補償，直接影響了水樣的質量，進而影響了在線儀表檢測的準確度。

測量池、離子交換柱、流量計等部位均出現水泄漏，造成在低流量時暢通池內的水樣無法填滿，因此在暢通池上部產生大量室內空氣。則高電導率前的離子交換柱樹脂運行期限縮短了。而漏氣漏水等現象也會嚴重影響在線化學儀器高壓電極測試的穩定性，從而影響儀器檢測的準確性。水樣純度受影響，或在檢測系統中產生泡沫，黏附在電極等檢測組件上，水樣若和氣體接觸，則可導致水中已電離的物質溢出或水解，從而使水樣電導性改變。所以，要保護電導流通池的上游管道的緊密度。

為了克服系統泄露的問題，可將流動池的后排水管路改進設計，使排氣液位標高超過流動池，進而使流動池中完全布滿了水樣，而無廢氣產生。改進后的表計法解決了從表計流通池進空氣的問題。該辦法目前僅應用于閉式流通池。另外，管道設計不合理，接頭密封環使用不合理，過濾器設置不齊全、安裝不合理等均可以導致取樣系統出現滲漏問題。

2.2 測量流通池水樣溫度不合格的解決辦法

增加對減溫減壓設備的保護，并在水樣質量不符合要求時投運水樣自動恒溫裝置。水樣減溫減壓裝置由減壓閥、減溫水管、給水調節閥、安全閥、自動恒溫裝置等組成。造成水樣溫度過高的原因通常為冷卻系統和自動恒溫裝置的冷卻效果達不到要求。某家發電企業流入儀表水樣安裝有恒溫系統裝置，手工取樣點未安裝恒溫系統裝置。排除其他干擾因素，采用YHJ-V型移動式在線化學儀表檢驗裝置對兩側水樣進行檢測對比，數據結果見表1。

表1 人工取樣點與儀表流入水樣誤差檢驗結果

結果表明，恒溫裝置系統制冷效率下降，可能導致在線化學儀表表計溫度補償困難由，從而會對水樣檢測結果造成偏差，影響測量結果的可靠性與準確性。在日常的生產工作中，發電廠冷卻系統的用水來源為工業水，經過長時間工作后在換熱器中就會形成污垢，影響水樣流速，從而造成制冷效率的降低；自動恒溫系統在長時間工作后制冷效率也會隨之降低；所以在工作中，對閉式冷卻系統的清洗和對自動恒溫系統制冷效率的測試是保證水樣溫度控制的有效手段。

2.3 電極常見問題及解決方法

在發電廠日常生產中，在線化學儀表檢測裝置的檢測是接連不斷的，電極的反應過程中和流通池在水樣長期作用下，會形成結垢堆積，在長期工作后，會對測量結果產生影響；而被測量水樣中的污染物附著于測試池中或與電極反應過的敏感層表面，使得電極反應速度逐漸降低甚至完全不能反應。標準溶液、電解液、參比液等在配制使用的過程中發生損壞或由于泄漏而造成溶液缺失，降低了電極準確度和檢測精度；另外，電極反應過程中由于長期儲存或長時間使用接近失效而不按規定對電極進行活化處置，所引起的高壓電極反應降低，測量精度也降低。

工作中，電極污染較為常見，為防止此類問題的發生，需要電廠工作人員對電極進行定期的沖洗和活化處理，防止電極受到污染從而導致測量結果不準確。電極的清洗需格外小心其內部結構，防止因為外力而使其遭到破壞。對于電極的日常保養工作，具體操作應當按照相關操作規程和標準進行操作。對于進行清潔、活性處理作業后反應速度和檢測準確度還未能恢復的電極必須及時替換。如果需要投入使用新的電極，需要對電極做好活性處理。

另外，由于樹脂的粒度非常小，氫型陽離子交換柱會出現樹脂走漏的情況，走漏的樹脂通常會在電極之間被卡住，造成電導率的數值不準確。要保證交換住樹脂捕捉裝置有效工作，并定期檢查和清除電極內部的顆粒。如果選用電極長度超過1mm的電極，就可大大減少在電極反應過程中卡樹脂的機會。

2.4 樹脂常見問題及解決方法

通過定期更新樹脂，可以提高樹脂的可靠性。目前許多的電力生產公司所采用的在線氫電導表中，均安裝了氫型陽離子交換柱，其目的主要是為了避免因樹脂用量突然失效而所形成的計算誤差，因為使用氫型離子交換柱能夠有效去除測量物質中的陽離子，使被測物質剩余陰離子和氫離子。當樹脂進行較長期的穩定運行時，自身的能力也將隨之減弱，這時產生的陽離子泄漏就需要根據樹脂用量加以再生。樹脂失效也可能會造成環境檢測結果的偏差，與實際數據相對比，此時的檢測值偏低，使環境異常的問題難以得到及時發現，同時對于水質超標的忽略也有可能引發安全事故問題，所以有效監測樹脂的變化狀況，并及時定期地進行樹脂再生是日常生產工作中的關鍵任務之一。在某家電廠采用YHJ-V型移動式在線化學儀表檢驗裝置對電導率表校準，數據結果見表2。

表2 氫電導率表交換柱附加誤差檢驗結果

結果表明，氫交換柱樹脂再生程度不夠，會導致氫電導數據無法進行準確的監測。因此合理的樹脂再生工作需要合理的再生方式，增加樹脂的再生量，以提高水質檢測任務的精度與可信度。

3 做好在線化學儀表日常維護和管理制度

儀表誤差校驗的要求。在線化學儀表在固定周期或特殊情況需要對其進行校驗，許多儀表都必須對標準溶液進行核對和校準，從而確認該儀器的準確度，但是在有的情形下，儀表在進行了準確測量之后，卻并沒有使用校準物質進行比對檢測，或者采購的和使用的標準物質已經產生了失效狀況。而目前應用的很多化學測量儀器也僅僅適應于對二次儀表的誤差分析，在針對實際現場環境下該在線化學儀表的實際偏差也較難判斷，從而降低了化學儀器檢測的可靠性與精度。

確保電解液充足并有效。維護人員針對電極內電解液有無產生污垢及量小的問題加以檢測，并仔細觀察其有無產生異物滲出等狀況。對于日常生產時的化學儀表保養工作，相關責任人須保持每日對工作的儀表進行巡查，相關化驗人員定時對儀表進行手工試驗數據對比。及時發現可能引起在線化學儀表出現數據誤差問題的情況出現。如觀察冷卻水流量、水溫是否正常，觀察發送器上有無氣泡等相關狀況，查看儀表有無異常情況，觀察電導率表的交換柱樹脂等。如發現問題需采取相應方法處理，從而保障在線化學儀表數據的可靠性與真實性。

在線化學儀表需要做好定期維護，檢驗項目和檢驗周期可參考《DL/T 677-2018發電廠在線化學儀表檢驗規程》，如表3所示。

表3 在線化學儀表檢驗項目、技術要求與檢驗周期

此外，機組供熱初期、停機或重啟的特定時間，儀表的工作情況會很相對不穩定，由此造成結果不準確，甚至給在線化學儀表造成實際性的損害。所以，在實際日常生產中，一些特定時段的維護保養工作也應得到重視。

4 做好儀表日常維護的相關舉措

強化相關工作人員，必須經過有關機構的培訓學習，并獲得檢測員資格，持證上崗。做好對在線化學儀表的技術培訓，通過積極參與各類組織的技術培訓活動和交流會，強化自身專業技能，增強對設備的認識，進一步提升在線化學儀表相關工作人員的自身素養，通過日常生產中的工作，進行溝通和實踐的分享式培訓，就可以比較有效地找到存在的問題并解決問題。同時做好對工作人員的培訓考核，以確保化學儀表相關技術人員持證上崗。增加對在線化學儀表的關注度和敏感度。

按照《DL/T 677-2018火電廠在線化學儀表檢驗規程》《DL/T 246-2015化學監督導則》緊密結合電廠實際需求，建立健全完善的相關規章制度和質量管理體系，以規范現場儀器管理。

目前，制約進口設備投入速度的重要因素是缺乏備品備件。因為進口備品的備件訂貨周期較長，所以要根據具體情況準備需要的備品備件數量，并考慮儀表設備的服役期限。完善備品備件的供應與管理。

建設和不斷完善化學儀表工作臺賬，主要內容包含：儀器購置管理臺賬(包含規格型號、儀器廠商、使用數量等信息)、化學儀表維修工作管理制度實施細則、故障維護記錄、維修記錄、試驗報告、備品備件工作臺賬、相關標準與規程的配備、人員培訓計劃等。

結語

發電廠在線化學儀表能實時有效地反映整個水汽系統的運行情況，也能有效減少運行人員的工作量。目前，國內大多數電廠水汽檢測的結果合格率很高，但水汽系統內部腐蝕結垢和積鹽的現象也較明顯。發電機組水汽系統的異常就像慢性病，通常是間接的，不易于被發現，也不易檢查診斷，但是對機組的危害往往是持續的，甚至嚴重的，如果累積到一定程度時，會產生嚴重的安全事故。我們通過對在線化學儀表日常維修管理辦法的研究，以強化企業科學管理，并培訓專門的相關技術人員，以提高發電廠對在線化工儀表的準確度，充分發揮其優勢，保證發電機組安全運行，降低發電成本，提高機組長期安全運行的效率。

綜上所述，對電力企業和電站機組來說，在線化學儀表保護工作的開展，是保證發電機組安全運行和儀表檢測準確度的主要保證。所以，每天做好巡檢工作、定時進行檢查校驗工作，是目前所有維護檢修工作人員所要面對的重點工作內容。而唯有做到持續提升維護檢修人員工作的能力，減少技術缺陷，才能更好地發揮出節能降耗的重要作用。