浅谈在线化学仪表的常见问题及日常维护

王健 王飞

华电电力科学研究院有限公司东北分公司 辽宁沈阳 110168

1 在线化学仪表配置

1.1 在线化学仪表配置必要性

目前，随着我国发电机组参数与容量的不断提升，水汽质量的要求也随之提升。水汽系统测量的可靠性和数据监测也成为发电企业不容忽视的一环。发电企业对于水汽质量的监测主要依靠与人工取样测量和在线化学仪表测量。人工取样测量工作需要人力投入成本，且工作效率低。在一定程度上已经不能满足当今发电企业水汽监测的要求。人工取样测量结果的准确性和可靠性也会降低，人为测量的结果误差是不可避免的，测量精度更是可能达不到要求；人工取样的测量分析具有明显的滞后性，且无法对水汽系统进行连续不间断的监测，所测数据只能反映局部的状态。在线化学仪表可以实现集中布置采样、连续监测分析的模式。在线化学仪表是完成水汽指标在线化学监督与技术诊断的主要工具，其测量结果的准确性和可靠性，对发电机组的平稳运行具有重要的意义。

1.2 在线化学仪表配置原则

在电厂化学工艺初步设计阶段，首先明确仪表设计的目的，依据电力规程和标准要求，充分考虑到电厂在实际运行过程中需要严格监督和重点监控的部位以及控制的水质指标，再根据电厂所在区域水质状况，结合投运电厂的反馈信息，尽可能细化设计内容。通过不断优化设计方案，对水处理设备的各项出水指标，配置相应量程的在线监测仪表，从而提高仪表的测量精密度，进而降低仪表的自身测量误差，更准确地反馈水质状况。

2 在线化学仪表运行常见问题及解决办法

2.1 系统泄露影响了检测数据的准确度

发电机组运行周期长，常见的水汽系统泄漏一般表现在泄漏和渗水等多个方面。减温缓解时压力控制系统中的冷却水出现渗漏导致冷却水无法充满，也因此大大降低了水样冷却的有效性，同时冷却水供应不到位造成环境温度过高仪表也无法实现水温补偿，直接影响了水样的质量，进而影响了在线仪表检测的准确度。

测量池、离子交换柱、流量计等部位均出现水泄漏，造成在低流量时畅通池内的水样无法填满，因此在畅通池上部产生大量室内空气。则高电导率前的离子交换柱树脂运行期限缩短了。而漏气漏水等现象也会严重影响在线化学仪器高压电极测试的稳定性，从而影响仪器检测的准确性。水样纯度受影响，或在检测系统中产生泡沫，黏附在电极等检测组件上，水样若和气体接触，则可导致水中已电离的物质溢出或水解，从而使水样电导性改变。所以，要保护电导流通池的上游管道的紧密度。

为了克服系统泄露的问题，可将流动池的后排水管路改进设计，使排气液位标高超过流动池，进而使流动池中完全布满了水样，而无废气产生。改进后的表计法解决了从表计流通池进空气的问题。该办法目前仅应用于闭式流通池。另外，管道设计不合理，接头密封环使用不合理，过滤器设置不齐全、安装不合理等均可以导致取样系统出现渗漏问题。

2.2 测量流通池水样温度不合格的解决办法

增加对减温减压设备的保护，并在水样质量不符合要求时投运水样自动恒温装置。水样减温减压装置由减压阀、减温水管、给水调节阀、安全阀、自动恒温装置等组成。造成水样温度过高的原因通常为冷却系统和自动恒温装置的冷却效果达不到要求。某家发电企业流入仪表水样安装有恒温系统装置，手工取样点未安装恒温系统装置。排除其他干扰因素，采用YHJ-V型移动式在线化学仪表检验装置对两侧水样进行检测对比，数据结果见表1。

表1 人工取样点与仪表流入水样误差检验结果

结果表明，恒温装置系统制冷效率下降，可能导致在线化学仪表表计温度补偿困难由，从而会对水样检测结果造成偏差，影响测量结果的可靠性与准确性。在日常的生产工作中，发电厂冷却系统的用水来源为工业水，经过长时间工作后在换热器中就会形成污垢，影响水样流速，从而造成制冷效率的降低；自动恒温系统在长时间工作后制冷效率也会随之降低；所以在工作中，对闭式冷却系统的清洗和对自动恒温系统制冷效率的测试是保证水样温度控制的有效手段。

2.3 电极常见问题及解决方法

在发电厂日常生产中，在线化学仪表检测装置的检测是接连不断的，电极的反应过程中和流通池在水样长期作用下，会形成结垢堆积，在长期工作后，会对测量结果产生影响；而被测量水样中的污染物附着于测试池中或与电极反应过的敏感层表面，使得电极反应速度逐渐降低甚至完全不能反应。标准溶液、电解液、参比液等在配制使用的过程中发生损坏或由于泄漏而造成溶液缺失，降低了电极准确度和检测精度；另外，电极反应过程中由于长期储存或长时间使用接近失效而不按规定对电极进行活化处置，所引起的高压电极反应降低，测量精度也降低。

工作中，电极污染较为常见，为防止此类问题的发生，需要电厂工作人员对电极进行定期的冲洗和活化处理，防止电极受到污染从而导致测量结果不准确。电极的清洗需格外小心其内部结构，防止因为外力而使其遭到破坏。对于电极的日常保养工作，具体操作应当按照相关操作规程和标准进行操作。对于进行清洁、活性处理作业后反应速度和检测准确度还未能恢复的电极必须及时替换。如果需要投入使用新的电极，需要对电极做好活性处理。

另外，由于树脂的粒度非常小，氢型阳离子交换柱会出现树脂走漏的情况，走漏的树脂通常会在电极之间被卡住，造成电导率的数值不准确。要保证交换住树脂捕捉装置有效工作，并定期检查和清除电极内部的颗粒。如果选用电极长度超过1mm的电极，就可大大减少在电极反应过程中卡树脂的机会。

2.4 树脂常见问题及解决方法

通过定期更新树脂，可以提高树脂的可靠性。目前许多的电力生产公司所采用的在线氢电导表中，均安装了氢型阳离子交换柱，其目的主要是为了避免因树脂用量突然失效而所形成的计算误差，因为使用氢型离子交换柱能够有效去除测量物质中的阳离子，使被测物质剩余阴离子和氢离子。当树脂进行较长期的稳定运行时，自身的能力也将随之减弱，这时产生的阳离子泄漏就需要根据树脂用量加以再生。树脂失效也可能会造成环境检测结果的偏差，与实际数据相对比，此时的检测值偏低，使环境异常的问题难以得到及时发现，同时对于水质超标的忽略也有可能引发安全事故问题，所以有效监测树脂的变化状况，并及时定期地进行树脂再生是日常生产工作中的关键任务之一。在某家电厂采用YHJ-V型移动式在线化学仪表检验装置对电导率表校准，数据结果见表2。

表2 氢电导率表交换柱附加误差检验结果

结果表明，氢交换柱树脂再生程度不够，会导致氢电导数据无法进行准确的监测。因此合理的树脂再生工作需要合理的再生方式，增加树脂的再生量，以提高水质检测任务的精度与可信度。

3 做好在线化学仪表日常维护和管理制度

仪表误差校验的要求。在线化学仪表在固定周期或特殊情况需要对其进行校验，许多仪表都必须对标准溶液进行核对和校准，从而确认该仪器的准确度，但是在有的情形下，仪表在进行了准确测量之后，却并没有使用校准物质进行比对检测，或者采购的和使用的标准物质已经产生了失效状况。而目前应用的很多化学测量仪器也仅仅适应于对二次仪表的误差分析，在针对实际现场环境下该在线化学仪表的实际偏差也较难判断，从而降低了化学仪器检测的可靠性与精度。

确保电解液充足并有效。维护人员针对电极内电解液有无产生污垢及量小的问题加以检测，并仔细观察其有无产生异物渗出等状况。对于日常生产时的化学仪表保养工作，相关责任人须保持每日对工作的仪表进行巡查，相关化验人员定时对仪表进行手工试验数据对比。及时发现可能引起在线化学仪表出现数据误差问题的情况出现。如观察冷却水流量、水温是否正常，观察发送器上有无气泡等相关状况，查看仪表有无异常情况，观察电导率表的交换柱树脂等。如发现问题需采取相应方法处理，从而保障在线化学仪表数据的可靠性与真实性。

在线化学仪表需要做好定期维护，检验项目和检验周期可参考《DL/T 677-2018发电厂在线化学仪表检验规程》，如表3所示。

表3 在线化学仪表检验项目、技术要求与检验周期

此外，机组供热初期、停机或重启的特定时间，仪表的工作情况会很相对不稳定，由此造成结果不准确，甚至给在线化学仪表造成实际性的损害。所以，在实际日常生产中，一些特定时段的维护保养工作也应得到重视。

4 做好仪表日常维护的相关举措

强化相关工作人员，必须经过有关机构的培训学习，并获得检测员资格，持证上岗。做好对在线化学仪表的技术培训，通过积极参与各类组织的技术培训活动和交流会，强化自身专业技能，增强对设备的认识，进一步提升在线化学仪表相关工作人员的自身素养，通过日常生产中的工作，进行沟通和实践的分享式培训，就可以比较有效地找到存在的问题并解决问题。同时做好对工作人员的培训考核，以确保化学仪表相关技术人员持证上岗。增加对在线化学仪表的关注度和敏感度。

按照《DL/T 677-2018火电厂在线化学仪表检验规程》《DL/T 246-2015化学监督导则》紧密结合电厂实际需求，建立健全完善的相关规章制度和质量管理体系，以规范现场仪器管理。

目前，制约进口设备投入速度的重要因素是缺乏备品备件。因为进口备品的备件订货周期较长，所以要根据具体情况准备需要的备品备件数量，并考虑仪表设备的服役期限。完善备品备件的供应与管理。

建设和不断完善化学仪表工作台账，主要内容包含：仪器购置管理台账(包含规格型号、仪器厂商、使用数量等信息)、化学仪表维修工作管理制度实施细则、故障维护记录、维修记录、试验报告、备品备件工作台账、相关标准与规程的配备、人员培训计划等。

结语

发电厂在线化学仪表能实时有效地反映整个水汽系统的运行情况，也能有效减少运行人员的工作量。目前，国内大多数电厂水汽检测的结果合格率很高，但水汽系统内部腐蚀结垢和积盐的现象也较明显。发电机组水汽系统的异常就像慢性病，通常是间接的，不易于被发现，也不易检查诊断，但是对机组的危害往往是持续的，甚至严重的，如果累积到一定程度时，会产生严重的安全事故。我们通过对在线化学仪表日常维修管理办法的研究，以强化企业科学管理，并培训专门的相关技术人员，以提高发电厂对在线化工仪表的准确度，充分发挥其优势，保证发电机组安全运行，降低发电成本，提高机组长期安全运行的效率。

综上所述，对电力企业和电站机组来说，在线化学仪表保护工作的开展，是保证发电机组安全运行和仪表检测准确度的主要保证。所以，每天做好巡检工作、定时进行检查校验工作，是目前所有维护检修工作人员所要面对的重点工作内容。而唯有做到持续提升维护检修人员工作的能力，减少技术缺陷，才能更好地发挥出节能降耗的重要作用。