影响在线化学仪表准确性的主要原因及解决措施

冀国龙，杜丽香，郝金花

（1.国网山西省电力公司电力科学研究院，山西 太原 030001；2.河北兴泰发电有限责任公司，河北 邢台 054800）

影响在线化学仪表准确性的主要原因及解决措施

冀国龙1，杜丽香1，郝金花2

（1.国网山西省电力公司电力科学研究院，山西 太原 030001；2.河北兴泰发电有限责任公司，河北 邢台 054800）

简述了国内火电机组热力系统在线化学仪表配置情况。针对目前在线化学仪表准确性低，可靠性差的现状，分析了造成在线化学仪表测量准确性差的主要原因，并提出了提高在线化学仪表准确性和可靠性的日常维护和管理建议，为化学监督的有效进行提供了保障。

火电机组；在线化学仪表；化学监督；仪表准确性；仪表维护

0 引言

化学监督与技术诊断是保障火电厂安全经济运行的必要措施之一。水汽质量监测是实现化学监督与技术诊断的必要手段，在线化学仪表正是实现水汽质量监测的主要工具。化学监督和技术诊断工作的有效进行依赖于在线化学仪表准确可靠的测量。目前存在的实际情况是许多电厂水汽品质合格率很高，但腐蚀结垢和积盐问题却很严重，主要原因是在线化学仪表测量不准确。由于多数在线化学仪表的准确性电厂无法检验，水汽品质恶化问题不能及时被发现，尤其是低水平的污染，如凝汽器微漏、饱和蒸汽带水、精处理装置漏氯或漏钠，pH值控制有偏差等不易被检测出，这些问题积累到一定程度，危害更大。因此，提高电厂在线化学仪表测量准确性和可靠性，及时发现水汽品质控制上的问题并加以解决，对发电厂的安全经济运行有重大意义。

1 水汽系统在线化学仪表配置

热力系统水汽质量有效监督和控制是防止水汽系统设备腐蚀、结垢和积盐的关键，对电厂的安全经济运行和节能降耗有重要意义。在线化学仪表是水汽质量监督和控制的“眼睛”，需要按照DL/T 5068—2006《火力发电厂化学设计技术规程》[1]对其进行合理的布置和配置。值得注意的是，并不是监测点和仪表配备的越多越好，而是要结合本单位实际和被监测对象的特点和重要程度来配备，以适用为前提。图1和表1分别列出了目前主力火电机组热力系统水汽监督测点和推荐的在线化学仪表配置（图1数字标号代表各采样点，具体对应位置见表1）。

图1 热力过程水汽系统化学监督测点布置

表1中a、b分别代表炉水用磷酸盐处理方式时监控磷酸根含量、湿冷机组监测循环冷却水质量。

表1 热力过程水汽系统化学监督测点在线化学配置

2 影响在线化学仪表准确性的主要原因

目前火电厂在线化学仪表存在的主要问题是在线化学仪表的准确性和可靠性差。按照新标准DL /T 677—2009[2]对电厂在线化学仪表的校验发现电厂化学仪表的合格率通常位于20%～70%之间，部分电厂化学仪表的合格率甚至低于20%[3]，严重影响运行控制和化学监督。从使用情况和统计分析来看，仪表管理、运行维护、缺少标定校验的技术手段等是造成在线化学仪表测量准确性差的主要原因。

2.1 管理原因

2.1.1 在线化学仪表管理重视不够

化学仪表监控获取的水汽质量数据，对机组安全经济运行的影响是一个长期的过程。由于水汽质量对于机组的安全影响是抽象长期的，对于机组经济运行也不是直接的，而是通过影响锅炉和汽轮机的效率间接发挥作用的，不易察觉。这些原因造成电厂对在线化学仪表不够重视，间接地造成备件试剂不能及时更新。实际上，水汽质量造成的锅炉和汽轮机效率低下对电厂节能降耗影响是长期的，也是巨大的，应引起足够重视。

2.1.2 在线化学仪表维护分工不明确

在线化学仪表维护工作归属不明确，有些电厂归属热工专业，有些归属化学专业，并且分工也不是很明确。有些电厂甚至将一些仪表不同的维护工作分属不同的部门，经常是二次仪表维护和树脂的更换归属热工人员，而树脂的再生归属化学人员，这会造成一定的混乱和责任的推诿问题。

2.1.3 备件试剂不能及时更新

在线化学仪表需要进行连续不间断测量，工作量很大，加之部分部件本身寿命短，老化失效快，需要及时更新。而大部分电厂由于各种原因，不能对老化失效部件进行及时更新。对于标定用标准试剂，也存在试剂不合格、使用失效试剂和受污染试剂的情况，直接影响在线仪表准确性。

2.2 维护人员

化学仪表涉及电子、分析化学、计量等多种专业领域和测量原理，维护人员的素质直接决定了在线化学仪表的准确率。

2.2.1 仪表测量原理和化学知识欠缺

目前很多电厂化学仪表维护工作都由热工人员兼任，化学知识有待提高。

2.2.2 仪表多且人员配置偏少

目前很多电厂对化学仪表不够重视，在减员增效的形势下出现了仪表多人员少的局面。某些电厂化学仪表维护人员甚至仅2～3名，担负着全厂所有化学仪表的定检、日常维护以及消缺工作。

2.2.3 工作习惯和方式上存在缺陷

多数情况下，化学仪表的消缺工作方式是等待缺陷单或者运行化验人员提出质疑后进行。工作被动、仪表缺乏专人及时维护，造成在线表计的准确率和可靠性差。

2.3 技术原因

2.3.1 系统泄漏

微量的系统泄漏对于在线化学仪表特别是溶氧表的准确性影响甚大，空气泄漏进入测量系统影响离子交换柱处理效果及水汽样品纯度，同时在测量系统可能形成气泡，附着于测量电极上造成测量误差。测量系统中流量计、离子交换柱、过滤器和测量池等位置都是容易造成空气漏入的部位，且一旦漏入，难以察觉和维护。

2.3.2 电极污染钝化

由于被测溶液中微量杂质离子附着于测量池及电极表面，电极在长期使用过程中不可避免地会出现电极污染和钝化，造成电极响应缓慢，测量精度降低。对于pH电极和钠电极（一般有效期1 a，从出厂日期计算）而言，电极容易老化且定期定位液标定难以发现，往往存在失效电极继续使用的情况，未能按时更换。对于低钠含量的水样，钠电极更易出现钝化现象，需要及时对电极进行活化，一般需半个月左右活化一次。

2.3.3 日常维护不到位

在线化学仪表良好规范的日常维护是确保仪表准确性的重要一环。在日常维护工作中，需要特别注意以下方面：对氢电导率表而言，氢交换树脂的再生度是影响测量准确性的主要因素之一。目前普遍采用柱外静态浸泡方式再生氢交换柱树脂，树脂再生度不高，容易造成测量结果偏低，需要采用双倍再生或使用一次性阳树脂；对于钠电极、pH电极和氧电极而言，需要及时更新补充电解液，特别是氧电极，还需要及时更换溶解氧半透膜等部件。此外，还需按照仪表要求进行定期标定等工作。

2.3.4 标定校验误差

由于在线化学仪表的主要误差来源是纯水干扰因素和在线干扰因素，实验室仪表、便携表、定位液、标准溶液等方法或脱离了在线条件或脱离了纯水条件，不能用于在线化学仪表准确性检验[2]，按照这种方法对在线化学仪表进行标定和校验会产生很大误差，也不符合DL/677—2009要求。

3 提高在线化学仪表准确率的解决办法

基于造成在线化学仪表误差来源的多方原因，全面改善和提高在线化学仪表的维护工作，也需要从管理、维护人员和技术（标定校验）等多方面抓起。

首先，管理上要真正重视起来。建立完整的在线化学仪表维护管理体系，明确在线化学仪表维护机构的职能和任务，针对电厂在线化学仪表提供维护服务；安排必要的在线仪表维护费用，及时更新pH电极、钠电极及溶氧表渗透膜等易损耗部件；加强在线化学仪表所用标准物质和试剂的更新、管理和检验工作，不合格和受污染试剂要杜绝用于在线化学仪表的标定工作。

其次，要充实仪表维护人员数量，加强人员培训，提高运维人员的知识水平。化学仪表的监督维护工作需要具备必要的专业维护技能，维护人员应当参加电厂化学仪表计量确认审查委员或授权机构组织的电厂化学仪表培训，并取得合格证书，持证上岗。在线化学仪表人员要熟悉电厂热力系统流程、水汽质量指标、水处理原理及各种化学分析方法；要培养对化学数据的敏感性，充分了解和掌握测量过程中各种测量值的对应及换算关系，能够从化学专业的角度分析和判断仪表数据是否正常；要改变工作方式和习惯，建立以主动发现和消除缺陷为主，被动消缺为辅的工作方式。

再次，对在线化学仪表定期检验，加强仪表维护工作。传统的技术手段难以对在线化学仪表的准确性进行检验，各电厂要建立在线化学仪表检验实验室或请电科院等相关单位采用符合标准的现场动态检验装置进行在线化学仪表定期检验工作，及时发现问题，有针对性地进行正确维护。维护人员也要定期对电极进行冲洗、活化和再生等工作，对经过冲洗、活化和再生等工作响应速度和测量准确性仍未恢复的电极要立即进行更换。

另外氢导表交换树脂尽可能使用一次性氢型阳树脂，对于没有条件的电厂，也应采用动态再生或静态双倍再生法对树脂进行再生。

4 结语

总之，应从管理、维护人员、技术等造成在线化学仪表误差来源的多方面因素抓起，从思想和行动上加以重视，全面加强在线化学仪表维护，提高在线化学仪表准确性，做好化学监督工作，为电厂的安全经济运行提供化学方面的技术保障。

［1］ 山东电力工程咨询院.DL/T 5068—2006火力发电厂化学设计技术规程［S］.北京：中国电力出版社，2007：85-93.

［2］ 西安热工研究院有限公司.DL/T 677—2009发电厂在线化学仪表检验规程［S］.北京：中国电力出版社，2009：2-19.

［3］ 曹杰玉，宋敬霞.火电厂水汽化学监督的技术关键及其对节能降耗的影响［J］.中国电力，44（7）2011：61-65.

Analysis of the M ain Reasons and the Corresponding Treatment M easures of Low Accuracy of on-line Chem ical Instrument

JIGuolong1，DU Lixiang1，HAO Jinhua2
（1.State Grid Shanxi Electric Power Research Institute，Taiyuan，Shanxi 030001，China；2.Hebei Xingtai Power Generation Co.，L td.，Xingtai，Hebei 054800，China）

The configurations ofon-line chemical instrumentof the thermal power generating unitswere introduced.Aiming at low accuracy and poor reliability of on-line chemical instrument in power plant，themain reasons of low accuracy and poor reliability of on-line chemical instrumentwere analyzed and the corresponding treatmentmeasures to decrease and eliminate the errorswere proposed from the pointofview of routinemaintenanceandmanagement.Itisbeneficial to improving chemicalsupervision.

thermalpowergeneratingunits；on-line chemical instrument；chemicalsupervision；instrumentaccuracy；instrument maintenance

TQ056.1

B

1671-0320（2015）01-0059-03

2014-12-19，

2015-01-05

冀国龙（1983），男，山西朔州人，2008年毕业于浙江大学化学工程专业，工程师，从事电厂化学专业技术工作；杜丽香（1965），女，山西太原人，1982年毕业于太原理工大学仪器分析专业，高级工程师，从事电厂化学专业技术工作；

郝金花（1983），女，河北邢台人，2008年毕业于华北电力大学电力系统及其自动化专业，工程师，从事发电厂热控检修技术管理工作。