廣東珠海金灣發(fā)電有限公司 林舒舒

引言

很多發(fā)電廠的水汽品質(zhì)具有較高的合格率，但卻存在較為嚴重的腐蝕結(jié)垢等不良現(xiàn)象。究其背后的根本原因是由于在線化學儀表測量結(jié)果不準確、讀數(shù)不及時沒有讓問題及時暴露出來。

比如某發(fā)電廠的pH 值監(jiān)測儀表一直保持在正常的范圍之內(nèi)，但是卻發(fā)生了較為嚴重的腐蝕現(xiàn)象，用人工的方式分析酚酞堿度經(jīng)常趨向于零，這就說明pH 儀表測量值異常偏高，導致實際爐水的pH值較低的情況沒有被反映出來；又或者在取樣檢測的時候無法對純水中的氫電導率、pH 值、鈉濃度等不同的數(shù)值加以檢測，采用的是間斷性檢測方式，無法及時發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)的水質(zhì)異常問題，如果發(fā)生了蒸汽間斷性帶水的現(xiàn)象，就會導致水汽系統(tǒng)工作間被階段性污染，發(fā)生異常的陰離子放電現(xiàn)象。

在線化學儀表在檢測的時候通常用在線pH 表檢測儀器、在線硅表分析儀器、在線鈉表分析儀器、在線溶解氧表分析器和在線電導率表分析儀器等不同的部分組成，這些儀器的組合能有效地進行連續(xù)檢驗，展開集中采樣，有效地確保了水汽檢測和水汽監(jiān)督的準確性與及時性。但是由于現(xiàn)代發(fā)電廠對水汽系統(tǒng)和水器設(shè)備的要求越來越高，大多數(shù)在線化學儀表運轉(zhuǎn)的時候會受制于自身的檢測限度，容易檢測到不同類信號的干擾從而出現(xiàn)誤差的現(xiàn)象，因此如何提高在線化學儀表的準確性，減輕人工工作的壓力，這一工作還在持續(xù)進行之中。

在線化學儀表的統(tǒng)籌運用能進行連續(xù)性化驗和檢測，也可展開集中采樣，這就能在很大程度上確保水汽系統(tǒng)的化學監(jiān)督結(jié)果準確性，及時反映出問題，如水汽品質(zhì)發(fā)生變化，即可通過在線儀表的化驗檢測結(jié)果直觀的反映出來。但問題并不是不存在，很多發(fā)電廠采用的在線化學儀表只能在臨近儀表的范圍內(nèi)運行，不能超過自身檢測的極限范圍，這就會讓儀表檢測產(chǎn)生較大誤差，且很多誤差來源于細小的信號干擾，這在很大程度上對化學監(jiān)督、化學測量的準確性造成了破壞。

1 化學監(jiān)督與在線化學儀表測量準確性的聯(lián)系分析

本質(zhì)上化學監(jiān)督和在線化學儀表的測量準確性具有重要的關(guān)系，在線化學儀表的測量數(shù)值是否準確決定了化學監(jiān)督的數(shù)值是否具有可參考的價值。如今很多發(fā)電廠已采用了高參數(shù)機組，意味著對水汽設(shè)備的品質(zhì)要求在不斷的提升，采用傳統(tǒng)的人工取樣檢測已無法達到相關(guān)要求，也無法取代在線化學儀表的化學監(jiān)督地位。

其基本原因有三點：人工取樣的過程易受各種類型污染，包括空氣中的雜質(zhì)、取樣品容器的污染。取樣測量過程中如不能直接在純水條件下進行測量，會導致電導率、氫電導率、pH 值、鈉含量等重要數(shù)值不合格；人工取樣的人為因素較大，可能會影響到檢測結(jié)果的準確性和參考意義；水壓測量屬于間斷性測量，如無法及時發(fā)現(xiàn)異常情況就易導致檢測結(jié)果不合格[1]。

實際上化學監(jiān)督的質(zhì)量和在線儀表檢測準確性具有重要聯(lián)系，尤其是針對大型機組，只有確保水汽品質(zhì)才能提高機組安全運行的經(jīng)濟效益。很多在線化學儀表無法通過準確性檢驗的要求，導致在線化驗的結(jié)果普遍不準確，水汽品質(zhì)不斷惡化，造成經(jīng)濟損失。

據(jù)國外資料，美國約有50%左右的大型發(fā)電廠由于發(fā)電設(shè)備腐蝕造成被迫停機或生產(chǎn)中斷，額外增加了30億美元左右的運維成本。同樣由于腐蝕作用會增加產(chǎn)品的機械化成本，在所有成本損耗項目中位列第一，國內(nèi)也是如此。

發(fā)電廠在水汽檢測的過程之中由于汽水分離裝置的缺陷導致蒸汽大量帶水飽和，這時化學監(jiān)督儀表測量結(jié)果不可靠，導致該問題一直沒能被發(fā)現(xiàn)，汽輪機的高壓缸發(fā)生嚴重積鹽現(xiàn)象，最終導致氣輪組的機械效率降低。同樣，pH 值檢測結(jié)果不準確也有可能會導致pH 值實際控制降低，給水設(shè)備形成嚴重的腐蝕現(xiàn)象。

高壓加熱器腐蝕泄漏也會導致高壓加熱器自動退出運行，影響機組的運行速度和效率，給水系統(tǒng)發(fā)生腐蝕，導致大量的鐵沉積現(xiàn)象和腐蝕現(xiàn)象，造成爆管的危害。長期以來由于缺乏準確的水汽檢測手段，化學儀表檢測的準確性下降帶來了明顯的生產(chǎn)問題，有些化學儀表能發(fā)現(xiàn)嚴重的泄漏污染等問題，但對細小的問題還是不能精準預(yù)測，如飽和蒸汽帶水、精處理裝置的泄漏現(xiàn)象等。但現(xiàn)實情況是，即便存在輕微的腐蝕現(xiàn)象或結(jié)垢現(xiàn)象，每年每臺機組的運行也會無端耗費數(shù)百萬人民幣。由此可見，必須要提高發(fā)電廠在線儀表測量的準確性和結(jié)果的可靠程度，把控水汽裝置的品質(zhì)，解決細小化的運行問題。

2 在線儀表的準確性不佳的原因分析

當前在發(fā)電廠水汽監(jiān)督之中采用的化學儀表設(shè)備主要包含在線電導率表、在線pH 計、在線鈉表和在線溶解氧表等不同的部分，在測量時誤差是經(jīng)常存在的現(xiàn)象，原因也多種多樣。在發(fā)電廠使用水汽系統(tǒng)在線電導率表時，可能會存在純水干擾因素，這種在線型的干擾因素會導致儀器的測量結(jié)果產(chǎn)生較大誤差，電極常數(shù)和溫度補償?shù)臄?shù)值超過預(yù)期，容易讓離子交換中產(chǎn)生附加誤差，對電極產(chǎn)生污染，在測量回路時容易產(chǎn)生漏氣情況[2]。目前我國發(fā)電廠在線電導率表在檢測時大多數(shù)采用的是KCI 標準，對取樣的溶液進行離線檢測，如純水和在線干擾因素得到了全面的控制，就可保證測量結(jié)果準確性，但這一情況通常無法得到全面的確保。

在線pH 計也有可能會產(chǎn)生誤差。pH 計在檢測和使用時也可能會存在純水干擾因素和在線干擾因素，同樣會對儀器的測量結(jié)果產(chǎn)生很大影響。如產(chǎn)生溫度補償附加誤差和電極標定的誤差，尤其是電極標定的誤差可能會進而產(chǎn)生流速附加誤差和地回路的現(xiàn)象。目前我國發(fā)電廠在使用pH 計進行酸堿度檢時，采用的溶液并不完全溶于水，而是對標準緩沖溶液展開離線標定，純水因素和在線干擾因素稍稍得到控制，但如采用標準緩沖溶液對pH 值進行檢測，也無法保證其精確程度。

在線鈉表在檢測時也容易產(chǎn)生誤差，它和在線pH 計都采用的是電衛(wèi)士測量儀表，因此也會受到純水因素和在線因素的干擾。純水干擾因素指的是產(chǎn)生電極選擇性誤差，也容易產(chǎn)生電極標定誤差，而在線干擾因素則會產(chǎn)生地回路和水樣簡化等不良現(xiàn)象。目前我國在利用在線鈉表進行檢測時可采用鈉濃度較高的標準溶液展開離線標定，控制純水在線干擾因素影響，但如果采用標準溶液準確程度則會下降。

采用在線溶解氧表時誤差也偶有發(fā)生，如易產(chǎn)生電極的斜率變化導致管路泄漏和標定誤差，這些情況都會對儀器的測量產(chǎn)生很大的影響。傳統(tǒng)情況下，在線溶解氧表可采用非低濃度氧溶液進行離線校準，無法對整體管路的氣密性展開嚴格的檢測，因此也無法確保低濃度氧水樣本的精確程度[3]?？煽闯?，目前階段我國發(fā)電廠只能利用化學儀表檢測標準溶液基本誤差，對其相關(guān)的準確能力展開檢測卻無法全面地判定誤差讀數(shù)，這些情況會導致在線儀表的正常使用步驟受到影響，進而破壞到發(fā)電廠機組的正常運行和工作。

3 發(fā)電廠水汽系統(tǒng)化學監(jiān)督與在線儀表的準確性提升

3.1 加大在線儀表的巡查力度，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性

有關(guān)檢測人員要定期對化學儀表進行全方位的檢測，如水汽樣品的輸送管路是否正常、閥門運行情況是否正常，檢測系統(tǒng)有無存在泄露現(xiàn)象等，發(fā)現(xiàn)問題要及時進行處理和反饋，調(diào)整好水汽樣品的溫度和流量。如儀器數(shù)據(jù)顯示發(fā)生一定的幅度變化，則要分析該樣品是否存在質(zhì)變反應(yīng)，進而判斷在線儀表是否存在問題和故障。有關(guān)管理人員在認識上把握化學監(jiān)督重點之所在，按照《火力發(fā)電廠水汽化學監(jiān)督導則》等行業(yè)標準或?qū)t要求，完善化學監(jiān)督規(guī)程制度，明確各項水汽品質(zhì)指標異常時的三級處理原則，認真校核各項化學監(jiān)督技術(shù)規(guī)定、指標是否符合標準，同時定期進行自查自糾，防止發(fā)電廠水汽系統(tǒng)發(fā)生嚴重污染事故，確保電廠生產(chǎn)安全，保障自身的流水線利益。

有關(guān)工作人員要加強化學監(jiān)督，將機組各階段的水汽品質(zhì)指標列入操作票，并明確各指標的標準值，填寫實測數(shù)據(jù)，各個關(guān)鍵節(jié)點的水汽品質(zhì)指標經(jīng)當班值長確認符合要求后簽字，再執(zhí)行下一步操作。水汽品質(zhì)的好壞會直接影響到企業(yè)的運行效益和經(jīng)濟損失，只有掌握核心在線化學儀表測量技術(shù)，才能提高系統(tǒng)其在線儀表的準確程度。

3.2 定期對過濾器進行清洗，做好標準液、電解液的定期配置

大多數(shù)發(fā)電廠的化學儀表系統(tǒng)都采取了纖維過濾器的形式進行了安裝，去除了水中不必要的雜質(zhì)，防止儀器檢測組件受到污染。但經(jīng)長時間運行后，儀器測試組件還是會容易受到外界因素的干擾和影響，因此必須要查看過濾器截留的情況，如果雜質(zhì)過多要及時清理，防止過濾器效果下降，清洗時不能用清水，要采用HCI 溶液，5%的HCI 溶液浸泡4小時后再用清水沖洗。同時實驗室工作人員還要及時配置標準液、電解液、參比液等不同的液體，測量液體的配置需要由專業(yè)的維護小組和工作人員共同進行，加快更換和補充的頻率，防止液體長期儲存發(fā)生變質(zhì)或失效情況，在溶液配比時使用的藥水要經(jīng)過提純和分析，利用二級除鹽水提高純度。

3.3 統(tǒng)一在線化學儀表檢定環(huán)境和運行環(huán)境

若要做到這一點，有關(guān)工作人員就要對在線儀表檢測器進行維護，對記錄儀的數(shù)值進行分析，采用便攜式儀器進行輔助操作，全面確保操作環(huán)境和檢查環(huán)境的統(tǒng)一性，如發(fā)生測量誤差也方便確定來源。因此在在線設(shè)備的維護和記錄方面，應(yīng)采取類似便攜式溶解氧儀這種能快速確定儀器測量誤差來源的儀器，來統(tǒng)一運行環(huán)境和檢查環(huán)境。

此外，在質(zhì)量檢查過程中我國發(fā)電廠所采用的測試標準大多數(shù)是離線狀態(tài)，實際情況和測試情況基本上會有一定的出入，這是無法避免的，也就是說即使儀器在測試時檢測結(jié)果合格，但在實際工作中卻難免存在較大誤差，這就是離線檢測的不可避免性導致的。為解決這一問題，維護在線儀表時可以采用類似便攜式溶解氧分析儀等儀器對相關(guān)的數(shù)據(jù)展開記錄，在操作環(huán)境中使用檢查儀器時能確保統(tǒng)一的運行環(huán)境和檢查環(huán)境，有利于誤差的緩解和縮小。

3.4 優(yōu)化后續(xù)維護和檢測方式

化學儀表組件在測量過程中如果要提高數(shù)值的精確程度、減小誤差，就須查缺補漏、加強監(jiān)測力度。在線化學儀表在使用時易受外界環(huán)境的干擾和影響，導致傳感器發(fā)生一系列的變化，因此要加強對傳感器的后期維護和更換，防止出現(xiàn)不同程度的數(shù)值誤差。

有關(guān)工作人員要提高在線檢測力度，進行查缺補漏，定時定期的對化學儀表的誤差予以發(fā)現(xiàn)，提高檢測準確率，除了要加強對化學儀表組件的維護外，還要采取科學的檢測方式。在線化學儀表的檢測誤差大多數(shù)會受到在線因素和純水因素的干擾，標準溶液檢驗方式雖有效控制了純水因素，但還會形成一定的化學監(jiān)控盲區(qū)，如熱力設(shè)備產(chǎn)生腐蝕現(xiàn)象，有關(guān)工作人員應(yīng)對這一現(xiàn)象吸取國內(nèi)外先進的研究經(jīng)驗，如美國電力協(xié)會研究出了材料與試驗標準，我國也有有關(guān)單位研究出了在線化學儀表檢測裝置，這種檢測裝置和檢測手段能針對pH 儀器、溶解氧分析儀器和電導率分析儀器的誤差進行消除以及在線檢測。

采用移動式在線化學儀表檢測有以下亮點：在移動式化學檢測的過程中，標準電導率儀的電極常數(shù)能進行動態(tài)標準的測定，通過純水儀表二次測量消除電容引發(fā)的數(shù)值誤差，也能補償純水非線性溫度差值，利用移動式在線化學儀表檢測裝置可采用電流方式測定pH 值，防止普通的pH 檢測儀器在純水環(huán)境中檢測受到地回路和溫度補償?shù)挠绊?，進一步提高了測量結(jié)果的準確率。