袁 浩，李 凡，王春霞

（華電電力科學(xué)研究院有限公司，浙江 杭州 310030）

0 引言

在火力發(fā)電廠中，水汽品質(zhì)惡化對熱力設(shè)備的影響是長期慢性的，一般不會造成短期事故，但長期積累后會造成設(shè)備異?；虮?。因此，需要使用在線化學(xué)儀表對水汽品質(zhì)進行連續(xù)監(jiān)測。在線化學(xué)儀表是火電廠監(jiān)督熱力設(shè)備水汽系統(tǒng)的“眼睛”，能夠長期連續(xù)監(jiān)控水質(zhì)，反映設(shè)備的運行狀況，常用的幾種儀表是在線電導(dǎo)率表、pH表、鈉表、溶解氧表[1]。實際生產(chǎn)中，上述幾種在線化學(xué)儀表容易出現(xiàn)較大誤差，導(dǎo)致對熱力設(shè)備水汽系統(tǒng)的化學(xué)監(jiān)督不到位，若長期運行不僅造成汽輪機積鹽和鍋爐管內(nèi)壁結(jié)垢降低效率，還會造成熱力設(shè)備腐蝕影響機組安全。本文通過對8家火電企業(yè)388臺在線化學(xué)儀表準確性的檢驗，分析總結(jié)了火電廠4種在線化學(xué)儀表誤差超標的主要原因，并提出了改進措施[2]。

1 4種在線化學(xué)儀表現(xiàn)狀

1.1 在線化學(xué)儀表準確率

華電電力科學(xué)研究院有限公司依據(jù)《發(fā)電廠在線化學(xué)儀表檢驗規(guī)程》DL/T 677—2018，采用YHJV型移動式在線化學(xué)儀表檢驗裝置對8家火力發(fā)電企業(yè)精處理系統(tǒng)與水汽取樣間的在線電導(dǎo)率表、pH表、鈉表、溶解氧表共388臺進行了在線檢驗，4種儀表的準確率如圖1所示。

圖1 4種在線化學(xué)儀表的數(shù)量與準確率

如圖1所示，8家火力發(fā)電企業(yè)精處理系統(tǒng)與汽水取樣間的在線化學(xué)儀表共388臺，其中氫電導(dǎo)率表與直接電導(dǎo)率表共210臺，準確率為44.78%；在線pH表共81臺，準確率為29.63%；在線溶解氧表共52臺，準確率為36.54%；在線鈉表共45臺，準確率為46.67%。4種在線化學(xué)儀表的準確率都比較低。

1.2 管理維護方式

在8家電廠中，5家電廠的在線化學(xué)儀表由本廠熱控維護班負責定期維護，2臺機組的電廠一般安排1名維護人員，2臺機組以上的電廠一般安排2名維護人員，維護人員仍需承擔熱控班其他工作事項。其余3家電廠采用外委的管理模式，將全廠在線化學(xué)儀表委托給維護公司由其派人常駐電廠負責儀表的維護工作，派駐人員數(shù)量同樣根據(jù)機組數(shù)量而定，一般為1～2人。8家電廠在線化學(xué)儀表準確率如圖2所示。

圖2 各電廠在線化學(xué)儀表準確率

如圖2所示，編號1～5的電廠采用熱工班負責維護在線化學(xué)儀表的方式，編號6～8的電廠采用外委方式進行維護。各電廠在線化學(xué)儀表準確率偏低，《火力發(fā)電廠水汽化學(xué)監(jiān)督導(dǎo)則》DL/T 246—2015中要求火電企業(yè)在線化學(xué)儀表準確率不低于96%，華電電力科學(xué)研究院有限公司檢驗的8家火電企業(yè)在線化學(xué)儀表準確率均未達標。采用2種維護方式的電廠，其在線化學(xué)儀表準確率區(qū)別不大，由本廠熱工班負責維護的5家電廠其儀表平均準確率為43.96%，由外委單位負責維護的3家電廠其在線化學(xué)儀表平均準確率為35.93%。

2 在線化學(xué)儀表誤差超標原因分析及改進建議

2.1 電導(dǎo)率表誤差原因分析及建議

對210臺在線氫電導(dǎo)率表與直接電導(dǎo)率表進行了整機誤差檢驗，準確率為44.78%。經(jīng)過對儀表的校驗比對，產(chǎn)生誤差的主要原因有以下幾點：一是未正確設(shè)置電極常數(shù)。電極常數(shù)是電導(dǎo)電極間距與其有效面積之比，它對儀表顯示數(shù)值有較大影響，通常情況下不需要調(diào)整，但在多數(shù)電廠發(fā)現(xiàn)電導(dǎo)率表表頭中設(shè)置的電極常數(shù)與電極自帶常數(shù)不一致，調(diào)整后儀表可恢復(fù)合格。二是氫電導(dǎo)率表樹脂失效。樹脂失效后水中大部分離子無法被吸附，導(dǎo)致電導(dǎo)率表測量不準確。三是氫電導(dǎo)率表樹脂再生度低。8家電廠均采用浸泡法對樹脂進行再生，該方法會導(dǎo)致樹脂再生度低，當水樣流經(jīng)未完全再生的樹脂時，部分陽離子與置換出的氫離子形成混合物，因水樣中陽離子的極限摩爾電導(dǎo)率遠小于氫離子極限摩爾電導(dǎo)率，將使得測量值出現(xiàn)較大誤差[3]。在維護中，對在線電導(dǎo)率表應(yīng)首先檢驗電極常數(shù)設(shè)置是否正確，其次應(yīng)定期更換樹脂避免樹脂失效造成儀表讀數(shù)偏大，失效的樹脂可采用流動再生法以提高其再生度。

2.2 pH表誤差原因分析及建議

對81臺在線pH表進行了整機誤差檢驗，準確率為29.63%。經(jīng)過對儀表的校驗比對，產(chǎn)生誤差的主要原因有2個：一是水樣溫度超標。pH表電極的膜材料、內(nèi)充液、內(nèi)外參比電極均會受到溫度變化的影響，且pH表的測量原理可以用能斯特公式表示，溫度能直接影響能斯特溫度系數(shù)斜率導(dǎo)致測量值出現(xiàn)偏差。二是溫度補償方式的設(shè)置有誤。對于大多數(shù)在線pH表都存在如含鹽水、加氨水等幾種溫度補償方式用于檢測不同水質(zhì)，雖然采用錯誤的補償方式對數(shù)值影響不大，但根據(jù)《發(fā)電廠在線化學(xué)儀表檢驗規(guī)程》DL/T 677—2018的要求，在線pH表誤差需控制在0.05以內(nèi)，儀表數(shù)值微小的變化有可能決定在線儀表的準確性是否合格[4]。針對這2個原因，各電廠應(yīng)確保取樣系統(tǒng)的恒溫裝置正常運行，控制水樣溫度在（25±2）℃以內(nèi)，并將表頭的補償方式設(shè)置正確。

2.3 溶解氧表誤差原因分析及建議

對52臺在線溶解氧表進行了整機誤差檢驗，準確率為36.54%。在實際生產(chǎn)中使溶解氧表產(chǎn)生誤差的原因有2個：一是氧膜表面受到污染。氧膜是溶解氧表的零部件之一，處于傳感器前端與水樣直接接觸，氧膜受污染后會影響溶解氧傳感器陰極的表面積，而溶解氧表的原理公式中溶解氧濃度與傳感器陰極表面積成正比。二是陽極老化。長期運行后陽極生成的氯化銀沉淀增加，會與內(nèi)充液氫氧化鉀反應(yīng)并轉(zhuǎn)化成氧化銀沉淀吸附在電極表面，電極的極化電阻增大從而造成測量誤差[5]。對于在線溶解氧表，應(yīng)保持流通池清潔，避免管路中水垢、細菌對儀表的影響，必要時應(yīng)更換氧膜或新電極。

2.4 鈉表誤差原因分析及建議

對45臺在線鈉表進行了整機誤差檢驗，準確率為46.67%。在4種在線化學(xué)儀表中，鈉表的結(jié)構(gòu)最為復(fù)雜，合格率也較低。鈉表在檢測水樣鈉含量時，通常需對水樣添加堿化劑二異丙胺來降低氫離子對測量的影響，因堿化劑失效導(dǎo)致pH值低于儀表要求的pH值范圍是造成鈉表測量誤差的一種常見原因[6]。人工無法準確配制低濃度鈉標準溶液，電廠維護人員在校準在線鈉表時一般采用較高濃度的標準溶液，通常采用質(zhì)量濃度為200 μg/L與2000 μg/L的標液進行兩點標定，但水汽系統(tǒng)的鈉離子質(zhì)量濃度實際在5 μg/L以下，因此標定后的鈉表在測量實際水樣時可能產(chǎn)生較大誤差。針對在線鈉表存在的問題，應(yīng)定期添加或更換堿化劑避免堿化劑長期放置失效，在對在線鈉表進行校準時宜采用與實際水樣鈉濃度相當?shù)臉艘哼M行在線標定校準。

2.5 對管理維護方面的建議

電廠應(yīng)提高對在線化學(xué)儀表的重視程度，一方面要分派足夠的維護人員投入到在線化學(xué)儀表的日常維護中；另一方面應(yīng)適當投入維護經(jīng)費，用于采購在線化學(xué)儀表零部件，及時對故障儀表進行維護或更換。對于將儀表維護工作外委的電廠，也應(yīng)加強對在線化學(xué)儀表的監(jiān)督管理，避免維護人員責任心缺乏、維護不到位的現(xiàn)象發(fā)生。此外，電廠維護人員應(yīng)定期參加內(nèi)部交流培訓(xùn)，加強與兄弟單位同崗位人員的溝通，參加行業(yè)內(nèi)相關(guān)培訓(xùn)，學(xué)習水汽品質(zhì)相關(guān)知識以提升技術(shù)水平[7]。

3 結(jié)語

在線化學(xué)儀表是電廠監(jiān)督水汽品質(zhì)的重要工具，但合格率遠低于相關(guān)標準的要求值?；鹆Πl(fā)電企業(yè)應(yīng)提高對在線儀表的重視程度，從增加人員與維護費用著手，定期對儀表進行維護，及時對故障儀表的零部件進行更換，同時維護人員也應(yīng)積極提高技術(shù)水平，做到能快速排查出測量誤差的原因，為機組的安全穩(wěn)定運行提供有力保障。