周少玲，許乃媛，侯亞琴，李貴海,于振

（1.國網(wǎng)山東省電力公司電力科學研究院，濟南250003；2.國網(wǎng)山東省電力公司，濟南250001；3.山東中實易通集團有限公司,濟南250003；4.國網(wǎng)山東省電力公司濟南供電公司，濟南250012）

山東在線化學儀表運行狀況分析及改進

周少玲1，許乃媛2，侯亞琴3，李貴海3,于振4

（1.國網(wǎng)山東省電力公司電力科學研究院，濟南250003；2.國網(wǎng)山東省電力公司，濟南250001；3.山東中實易通集團有限公司,濟南250003；4.國網(wǎng)山東省電力公司濟南供電公司，濟南250012）

通過山東在線化學儀表的現(xiàn)場檢驗及在線硅表的統(tǒng)檢工作，分析在線儀表存在的問題，并附以典型案例分析。針對存在的問題，提出建議和改進措施，為以后提高在線化學儀表的準確性提供借鑒。

在線化學儀表；運行狀況；改進途徑

0 引言

電廠在線化學儀表在電廠水質(zhì)監(jiān)督方面起到重要作用，采用在線化學儀表跟蹤水、汽質(zhì)量變化情況，及時發(fā)現(xiàn)和消除與化學指標有關(guān)的設備隱患，防止事故的發(fā)生，保障發(fā)電機組安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行。

在線化學儀表的準確性備受關(guān)注。DL／T 677—1999《火力發(fā)電廠在線工業(yè)化學儀表檢驗規(guī)程》［1］只能檢驗儀表在標準溶液中的基本誤差和二次儀表的性能，忽略了在線儀表在純水介質(zhì)中許多干擾因素的影響，導致按舊標準檢驗準確的儀表，在實際測量中誤差（即工作誤差）卻很大，嚴重影響運行控制和化學監(jiān)督，導致水汽系統(tǒng)汽水品質(zhì)的控制出現(xiàn)較大偏差，這也是許多電廠水汽品質(zhì)“準確率很高”，卻仍然出現(xiàn)嚴重的腐蝕、結(jié)垢和積鹽等問題的主要原因［2］。隨著科學技術(shù)的進步，在線化學儀表檢驗方法推出了新標準DL／T 677—2009《發(fā)電廠在線化學儀表檢驗規(guī)程》，充分考慮了儀表所處的純水介質(zhì)影響，能夠檢驗儀表的工作誤差，確保在線化學儀表的準確性［3］。國網(wǎng)山東省電力公司電力科學研究院（以下簡稱山東電科院）依據(jù)該標準，運用移動式在線化學儀表檢驗裝置，首次完成山東8個電廠326臺在線化學儀表的檢驗，結(jié)果見表1、表2，完成14個電廠67臺在線硅表的二氧化硅統(tǒng)檢工作，結(jié)果見表4、表5。

表1 2013年山東在線化學儀表檢驗臺數(shù)統(tǒng)計

1 目前山東在線化學儀表運行狀況

通過對8個電廠326臺在線pH表、pNa表、電導率表、溶氧表現(xiàn)場檢驗，結(jié)果顯示各電廠儀表配備率、投入率高，但是準確率較低，被檢電廠儀表準確率平均在58.6%，電導率表準確率61.4%，pH表準確率57.7%，pNa表準確率43.8%。有的電廠儀表誤差很大，總體準確率僅為8.3%，遠遠不能滿足化學監(jiān)督和控制的要求。

表2 2013年山東省在線化學儀表檢驗準確率統(tǒng)計

2 在線儀表存在問題分析

通過8個電廠在線化學儀表檢驗，結(jié)果表明在線化學儀表的維護工作很重要，準確性高的儀表其維護工作做得很好，反之，即使是同一個電廠、同一品牌的儀表，由于儀表維護不到位，儀表數(shù)據(jù)顯示誤差很大。

2.1 水樣流路

某電廠3號、4號機組整體水樣流量控制不穩(wěn)定，水樣流量時大時小，有的儀表流路中無水樣，如4號再熱出口電極池內(nèi)無水樣流動，而電導率表仍然顯示電導率值為0.193 μS／cm，它不能真正反映水質(zhì)電導率，失去了在線化學儀表檢測的必要性。所以在機組運行過程中，應加強機組在線儀表流量監(jiān)督，發(fā)現(xiàn)儀表流量異常時，及時調(diào)整樣水流量，保證流量滿足儀表正常運行要求。

2.2 電極維護與清洗

隨著機組參數(shù)的提高，水質(zhì)質(zhì)量要求越來越高，水汽中雜質(zhì)離子含量越來越少，儀表檢測工作中不但要求儀表本身質(zhì)量可靠，而且要求檢測的水樣有代表性。由于機組運行過程中啟動頻繁，水樣流路及電極杯內(nèi)的污泥、鐵屑造成水樣污染，導致儀表檢測的數(shù)據(jù)不能代表當時水汽質(zhì)量品質(zhì)，儀表測定誤差增大。某廠在線儀表電極取出后，發(fā)現(xiàn)2號機組軸承冷卻水在線電導率表電極表面附著一層黑色物質(zhì)；3號閉式冷卻水電極杯及電極表面含有油污，1號機組省煤器入口pH表玻璃電極表面附著一層黃色物質(zhì)等等，導致在線儀表測定誤差增大。其中1號機組省煤器入口pH表經(jīng)處理后，儀表顯示數(shù)據(jù)接近標準表數(shù)據(jù)，如表3所示。

表3 電極及電極杯清洗前后pH比較

2.3 電極更換問題

有的電廠更換新的pH電極、pNa電極時，未經(jīng)浸泡和處理，直接投入在線運行。由于玻璃電極在活化后測試數(shù)據(jù)才準確，未經(jīng)浸泡和活化處理的電極投入運行不可避免地帶來測量誤差。

pH表定位時，儀表校驗人員用pH=6.86的緩沖溶液定位后，未用除鹽水充分沖洗電極杯及電極，而直接用pH=9.2的緩沖溶液定位，由于緩沖溶液具有緩沖作用，兩種緩沖溶液在更換過程中易產(chǎn)生交叉污染，造成儀表定位時不準確，因而產(chǎn)生儀表示值誤差。

更換pNa電極時，儀表人員將電極在氫氟酸中微微搖動，清洗后未用水沖洗直接用pNa定位液定位，導致樣品測定數(shù)據(jù)偏低，3號過熱蒸汽鈉離子質(zhì)量濃度標準值為2.83 μg／L，而實測值為1.86 μg／L，誤差為-9.6%。其原因是pNa電極玻璃膜中含有鈉元素成分，它被氫氟酸清洗后，沾附在玻璃膜表面的鈉離子濃度較高，如果不及時用水沖洗，它易污染鈉離子定位液，造成儀表顯示值錯誤，不能及時發(fā)現(xiàn)水質(zhì)惡化情況。該廠5號機組大修時汽輪機葉片積鹽嚴重，不排除在線化學儀表測量不準確是引起該問題的重要原因之一。

2.4 水樣溫度

電位式儀表的測定數(shù)值受溫度影響，在線化學儀表在檢測過程中涉及到溫度補償難題，如果水樣冷卻效果不好，水樣溫度較高，儀表的溫度補償難度較大，影響儀表測定的準確性。某廠3號機組由于水汽冷卻裝置損壞，水樣溫度在60℃左右，盡管采用了進口儀表，經(jīng)檢驗3號機組電導率表、pH表準確率幾乎為0，對化學監(jiān)督工作起到誤導作用，潛在設備積鹽、腐蝕危害，導致爆管事故發(fā)生。

3 典型案例分析

2013年11月，某廠1號機組水壓試驗時，水冷壁管段因腐蝕發(fā)生泄漏，經(jīng)分析該腐蝕呈潰瘍狀，腐蝕產(chǎn)物表面為紅褐色、內(nèi)部為黑褐色，原因是介質(zhì)流動速度較慢使得介質(zhì)中的鹽分富集，發(fā)生電化學腐蝕造成管子泄漏。

為了查找原因，對該廠在線化學儀表進行檢驗，本廠兩臺機組24臺儀表總體準確率為8.3%，水汽監(jiān)督幾乎處于失控狀態(tài)，危害機組的安全運行。

1）關(guān)口表質(zhì)量差。該廠在線pH表準確率為0。國家標準GB／T 12145—2008《火力發(fā)電機組及蒸汽動力設備水汽質(zhì)量》［4］要求給水pH值控制在8.8～9.3，由于該廠在線pH表測量值低于實際值，導致給水實際pH值經(jīng)常超過9.5，不但造成汽輪機葉片積鹽、結(jié)垢，而且易導致水冷壁管發(fā)生堿性腐蝕甚至爆管事故，影響機組的安全運行。

2）水樣冷卻效果差。樣品溫度大多數(shù)在30℃以上，影響了在線儀表測定值的準確性。建議改進水汽冷卻裝置，提高冷卻效果。

3）儀表流路污染嚴重。機組啟動時，水汽樣品中雜質(zhì)含量、鐵含量高，1號機組在線化學儀表流路較臟，流量計嚴重污染，既無法有效地控制流量，又影響在線儀表的準確性和使用壽命。建議在儀表水樣入口處加裝過濾器；機組啟動頻繁時，過濾器能夠很好地保護儀表，為儀表的準確性提供良好的條件；加強儀表流路和電極杯的清理工作，避免電極因污染和鈍化造成儀表測定數(shù)據(jù)不準確。

4 在線硅表統(tǒng)檢情況

二氧化硅含量是電廠水汽指標的一個重要參數(shù)，在線硅表是監(jiān)控水汽中二氧化硅含量的重要手段，DL／T 677—2009《發(fā)電廠在線化學儀表檢驗規(guī)程》包含了5類化學儀表（pH表、pNa表、電導率表、溶氧表、硅表）。其中前4類儀表屬于電位式儀表，可運用移動式在線化學儀表檢驗裝置完成在線檢驗。在線硅表不同于上述4類儀表，它涉及到標準溶液的顯色反應。由于各廠配制標準溶液的水平參差不齊及各廠爐水在線硅表抗磷酸鹽干擾能力不同，造成在線硅表測定值存在偏差。為提高各廠技術(shù)水平，山東電科院在山東各電廠開展在線硅表的統(tǒng)檢工作，14個電廠提交了統(tǒng)檢報告。本次統(tǒng)檢共有4種樣品，由山東電科院統(tǒng)一組織樣品制備、分裝及均勻性、穩(wěn)定性檢驗，編寫作業(yè)指導書、數(shù)據(jù)統(tǒng)計處理和質(zhì)量評估程序，對檢驗結(jié)果準確性進行評估。

4.1 樣品說明

本次統(tǒng)檢的4種樣品，1號樣品為二氧化硅標準物質(zhì)（不含磷酸鹽），2號樣品為添加磷酸鹽的二氧化硅標準物質(zhì)；樣品1號、2號需按照作業(yè)指導書要求稀釋后在同一臺在線硅表上檢測，主要是查看各廠稀釋標準溶液水平和儀表測定的準確性；2號、3號、4號3種樣品主要查看含有爐水的電廠其硅表抗磷酸鹽干擾能力。

4.2 統(tǒng)計和結(jié)果評價

4.2.1 1號樣品

1號樣品統(tǒng)計采用各廠檢測結(jié)果與標準樣品值相對標準偏差

式中：x為電廠檢測結(jié)果；X為標準值；Z為相對標準偏差。

5) 遠程維護：當需要對變電站防誤數(shù)據(jù)進行維護時，無需在變電站進行維護，調(diào)控中心工作站可實現(xiàn)對五防系統(tǒng)內(nèi)任一變電站防誤數(shù)據(jù)遠程維護工作，避免維護滯后性，降低數(shù)據(jù)更新備份工作量。

評價原則：

|Z|≤10%，為滿意結(jié)果；10%＜|Z|＜20%，為可疑結(jié)果；|Z|≥20%，為不滿意結(jié)果。

4.2.2 2號、3號、4號樣品

這3個樣品是對針對含有爐水的電廠，統(tǒng)計采用引用誤差

式中：x為電廠檢測結(jié)果；X為標準值；M為量程范圍最大值，爐水硅表取值1 000。

評價原則：|M|≤1%，為滿意；|M|＞1%，為不滿意。

4.3 統(tǒng)計處理結(jié)果

4.3.1 1號樣品統(tǒng)檢情況

本次統(tǒng)檢共提交了67臺硅表的測試結(jié)果，數(shù)據(jù)如表4及圖1所示，樣品標準值為18.6 μg／L。

可以看出，67臺硅表除1臺硅表測定值離群外，各電廠的測試水平比較接近。測定值為滿意結(jié)果的硅表共27臺占40.3%，可疑結(jié)果的硅表共18臺占26.9%，不滿意結(jié)果的硅表共22臺占32.8%。

表4 1號樣品檢測結(jié)果統(tǒng)計

圖1 1號樣品測定結(jié)果分布

出現(xiàn)離群或可疑結(jié)果原因分析。試驗過程中器皿不干凈，樣品被污染。二氧化硅標準溶液堿性較強，腐蝕玻璃移液管，用玻璃移液管移取二氧化硅標準溶液時，溶液被污染導致測定值偏離標準值，所以在二氧化硅測定過程中避免接觸玻璃器皿；環(huán)境污染，有的電廠在線硅表反應池表面附有塵土，由于塵土的主要成分是二氧化硅，造成數(shù)據(jù)偏高；儀表本身問題，廠家提供的反應試劑及執(zhí)行程序欠佳，導致硅表測定數(shù)據(jù)偏離真值。

技術(shù)建議。試驗中所用器皿應干凈，尤其初次使用的塑料試劑瓶及移液管應經(jīng)鹽酸、氫氟酸充分洗滌后，再用高純水反復沖洗干凈待用；嚴禁用玻璃移液管移出堿性二氧化硅標準溶液，應用塑料移液管；儀表校驗過程中應保持儀表周圍無灰塵；使用質(zhì)量可靠的儀表。

4.3.2 硅表抗磷酸鹽干擾能力

2號、3號、4號3個樣品針對含有爐水的11個電廠27臺硅表，主要考查爐水硅表抗磷酸鹽干擾能力，從統(tǒng)計結(jié)果來看，抗磷酸鹽干擾能力結(jié)果為滿意的硅表共12臺占44.4%，不滿意的共15臺占55.6%。

表5 2號、3號、4號3種樣品檢測結(jié)果統(tǒng)計

硅表抗磷酸鹽干擾不滿意原因。硅表所用的試劑配方問題，如某電廠爐水在線硅表測定值不穩(wěn)定、指示偏大，且無規(guī)律，多次用二氧化硅標準溶液校正時，在線硅表測定值與標準溶液值吻合，未發(fā)現(xiàn)儀表顯示數(shù)據(jù)異常。但是用在線硅表測定模擬的爐水樣品時，甲站爐水硅表測定值偏離了真值，且隨著磷酸根含量增加，硅表測定值誤差越大，如表6所示。

表6 爐水在線硅表值隨爐水磷酸根含量變化μg／L

由此可見，該廠甲站爐水硅表抗磷酸鹽干擾能力差。通過試驗，采取措施，更換了甲站爐水硅表試劑配方，改進后甲站爐水硅表測定值正常，一般維持在50～70 μg／L范圍，且無較大波動，與二氧化硅標準值及化學試驗班手工校對值吻合。

5 結(jié)語

通過山東326臺在線化學儀表的現(xiàn)場檢驗及67臺在線硅表統(tǒng)檢分析，指出了山東電廠儀表普遍存在的問題。應該加強儀表的維護工作，保持水樣流量穩(wěn)定，流路干凈，提高水樣冷卻效果，儀表定位過程中應注意標準溶液的準確性及避免交叉污染，確保在線化學儀表的準確性，才能更好地發(fā)揮儀表在化學監(jiān)督中的作用。

本次在線硅表統(tǒng)檢樣品采用硅標準溶液和模擬爐水水樣，采用相對標準偏差和引用誤差進行評價，從統(tǒng)檢結(jié)果來看，山東電廠整體在線硅表水平較好，但是爐水在線硅表抗磷酸鹽干擾能力不可忽視，對爐水硅表有問題的電廠應積極查找原因，采取措施進行糾正。

［1］DL／T 677—1999火力發(fā)電廠在線工業(yè)化學儀表檢驗規(guī)程［S］.

［2］曹杰玉，劉瑋，宋敬霞.提高水汽系統(tǒng)化學監(jiān)督與在線化學儀表可靠性的研究［J］.中國電力，2008，41（3）：62-64.

［3］曹杰玉，宋敬霞.火電廠水汽化學監(jiān)督的技術(shù)關(guān)鍵及其對節(jié)能降耗的影響［J］.中國電力，2011，44（7）：61-64.

［4］GB／T 12145—2008火力發(fā)電機組及蒸汽動力設備水汽質(zhì)量［S］.

Operation Analysis and Improvements on On-line Chemical Instruments in Shandong

ZHOU Shaoling1，XU Naiyuan2，HOU Yaqin3，LI Guihai3，YU Zhen4
（1.State Grid Shandong Electric Power Research Institute，Jinan 250003，China；2.State Grid Shandong Electric Power Company，Jinan 250001，China; 3.Shandong Zhongshi Yitong CO.，Ltd.，Jinan 250003，China; 4.State Grid Jinan Power Supply Company,Jinan 250012,China）

Problems of on-line chemical instruments are analyzed by on-site testing and uniform inspection of on-line silicon meters，with the combination of typical case analysis.With the problems in view，suggestions on improvement are proposed，which are believed to lay the foundations for precise analysis of on-line chemical instruments.

on-line chemical instrument；operation status；improvements

TM621

A

1007－9904（2015）08－0008－05

2015-06-30

周少玲（1964），女，高級工程師，主要從事電廠化學分析及在線儀表校驗工作。