鄭日桂

（福建華電可門發(fā)電有限公司，福州 350512）

水汽系統(tǒng)在線化學儀表測量誤差的分析及改進措施

鄭日桂

（福建華電可門發(fā)電有限公司，福州 350512）

介紹了火力發(fā)電廠水汽系統(tǒng)在線化學儀表測量過程中出現(xiàn)的誤差，分析了測量誤差產(chǎn)生的原因，提出了減少測量誤差的改進措施。改進措施在某電廠＃1機組實施后，提高了電廠在線化學儀表測量的準確性，保障了水汽化學監(jiān)督的可靠性。

在線化學儀表；準確性；檢驗；化學監(jiān)督

0 引言

隨著火力發(fā)電廠機組容量和參數(shù)的日益大型化，熱力系統(tǒng)對水汽品質(zhì)的要求也越來越高，越來越多的電廠應用水汽系統(tǒng)在線化學儀表監(jiān)測水汽品質(zhì)，水汽品質(zhì)的準確監(jiān)測是保證機組安全、經(jīng)濟運行的必要手段。水汽系統(tǒng)在線化學儀表具有準確、靈敏、及時、連續(xù)的優(yōu)點，它的投入節(jié)省了人力、物力，減輕了工人的勞動強度。但國內(nèi)很多電廠在水汽品質(zhì)監(jiān)測合格率很高的同時，卻出現(xiàn)水汽系統(tǒng)熱力設備腐蝕、結垢和積鹽速率也很高（亦稱“兩高”）的現(xiàn)象。隨著科學技術的不斷發(fā)展和進步，行業(yè)內(nèi)已確認“兩高”現(xiàn)象主要是由于在線化學儀表測量不準確造成的，即儀表測量值不能準確反映水汽品質(zhì)，使電廠儀表維護人員無法及時發(fā)現(xiàn)水汽品質(zhì)惡化并采取相應措施。因此，為了保證化學監(jiān)督的準確可靠，及時發(fā)現(xiàn)水汽品質(zhì)控制上的問題并加以解決，確保發(fā)電機組的安全、經(jīng)濟運行，應將提高在線化學儀表測量的準確性和可靠性作為化學監(jiān)督業(yè)務的首要和核心工作常抓不懈，并持續(xù)改進。

1 在線化學儀表出現(xiàn)測量誤差的原因

目前國內(nèi)電廠用于水汽監(jiān)督的在線化學儀表主要有在線（H）電導率表、pH表、Na表和溶解氧表（DO表），這些在線儀表產(chǎn)生測量誤差的主要原因如下。

1.1 在線（H）電導率表測量誤差原因分析

水汽系統(tǒng)在線（H）電導率表的測量準確性容易受到一系列純水干擾因素和在線干擾因素的影響。純水干擾因素產(chǎn)生的測量誤差主要包括電極常數(shù)標定誤差、溫度補償附加誤差等；在線干擾因素產(chǎn)生的測量誤差主要包括交換柱附加誤差、電極污染、測量回路漏氣等。目前，國內(nèi)大部分電廠使用的電導率表檢驗方法是采用KCl標準溶液（檢驗溶液不是純水溶液）進行離線檢驗（檢驗條件不是在線檢驗），脫離了上述純水和在線干擾因素，用標準溶液檢驗準確的電導率表并不能保證實際在線測量時的準確性。

1.2 在線pH表測量誤差原因分析

水汽系統(tǒng)在線pH表的測量準確性容易受到一系列純水干擾因素和在線干擾因素的影響。純水干擾因素產(chǎn)生的測量誤差主要包括溫度補償附加誤差、電極標定誤差等；在線干擾因素產(chǎn)生的測量誤差主要包括流速附加誤差、地回路等。目前國內(nèi)大部分電廠使用的pH表檢驗方法是采用標準緩沖溶液（緩沖溶液不是純水溶液）進行離線標定（標定條件不是在線標定），脫離了上述純水和在線干擾因素，用標準緩沖溶液檢驗準確的pH表并不能保證實際在線測量時的準確性。

1.3 在線Na表測量誤差來源分析

在線Na表與pH表同屬電位式測量儀表，其準確性容易受到類似干擾因素的影響。純水因素產(chǎn)生的測量誤差主要包括電極選擇性誤差、電極標定誤差等；在線因素產(chǎn)生的測量誤差主要包括地回路、水樣堿化等。目前，國內(nèi)大部分電廠使用的Na表檢驗方法是采用高Na濃度的標準溶液（標準溶液不是低Na濃度溶液）進行離線標定（標定條件不是在線標定），用高濃度Na標準溶液檢驗準確的Na表并不能保證實際在線測量低Na濃度水樣時的準確性。

1.4 在線DO表測量誤差原因分析

水汽系統(tǒng)在線DO表的測量準確性容易受到測量管路泄漏、電極斜率變化及標定誤差的影響。國內(nèi)原有的DO表檢驗方法直接采用空氣（非低濃度氧溶液）進行離線校準（無法檢驗管路嚴密性），不能保證實際在線測量低濃度氧水樣時的準確性。

綜上所述，目前國內(nèi)大部分電廠使用的標準檢驗方法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。但是水汽系統(tǒng)中，在線測量因素和純水因素造成的誤差更大、出現(xiàn)的概率更高，如果電廠儀表維護人員仍按照國內(nèi)舊有標準檢驗方法進行檢驗，檢驗準確的在線化學儀表在純水條件下實際測量時仍會出現(xiàn)很大誤差。

2 改進措施

保證水汽系統(tǒng)關鍵在線化學儀表測量的準確性是水汽化學監(jiān)督準確、有效的前提，需要從電廠領導、化學專業(yè)主管到儀表維護人員自上而下共同努力。針對影響在線化學儀表測量準確性的實際問題，提出以下幾點改進措施。

2.1 提高認識，突出監(jiān)督重點

大量案例和研究表明，從長遠來看，水汽化學監(jiān)督對電廠安全、經(jīng)濟運行至關重要。此外，在水汽監(jiān)督項目和考核指標日趨完善的同時，關鍵參數(shù)不合格顯示的風險征兆容易被淹沒于全廠水汽合格率的平均值中。因此，電廠領導和化學主管必須充分認識到良好水汽品質(zhì)帶來的豐厚回報，對核心儀表（如在線Na表）測量的準確性、關鍵水質(zhì)的關鍵參數(shù)（如凝結水和蒸汽中Na的濃度）進行重點監(jiān)督。

2.2 提高儀表維護人員的技術水平

重視儀表維護人員的專業(yè)素質(zhì)和維護水平，在線化學儀表運行維護人員必須參加電廠化學儀表（實驗室）計量確認審查委員會組織的電廠化學儀表檢驗校準培訓，并取得檢驗員證書，持證上崗。

2.3 加強監(jiān)測，及時消缺

由于在線化學儀表受到的干擾因素較多，儀表傳感器容易發(fā)生變化，維護、更換傳感器或啟、停機組均會產(chǎn)生新的誤差。電廠應定期檢驗在線化學儀表的工作誤差，及時發(fā)現(xiàn)誤差超標的化學儀表，查清原因并使之恢復準確測量。

2.4 采用科學的檢驗方法

在線化學儀表的測量誤差主要來自純水因素和在線因素的干擾，國內(nèi)電廠目前普遍采用標準溶液檢驗方法（離線檢驗方法），脫離了純水和在線因素，無法發(fā)現(xiàn)實際測量不準確的在線化學儀表。也就是說，用標準溶液檢驗準確的在線化學儀表，實際在線測量時并不一定準確，用標準溶液檢驗法無法發(fā)現(xiàn)測量不準確的在線化學儀表會造成化學監(jiān)督和控制的盲區(qū)，導致熱力設備出現(xiàn)腐蝕、結垢和積鹽。

國外有關在線化學儀表檢驗標準（美國材料與試驗協(xié)會標準、美國電力研究協(xié)會標準等）均要求用在線檢驗的方法檢驗在線化學儀表的準確性，DL／T 677—2009《發(fā)電廠在線化學儀表檢驗規(guī)程》也規(guī)定應采用在線檢驗方法檢驗在線化學儀表的準確性。有關企業(yè)研制了移動式在線化學儀表檢驗裝置，能夠完成電導率表、pH表、Na表和DO表4種主要在線化學儀表的在線檢驗、誤差分析和誤差消除工作。

移動式在線化學儀表檢驗裝置的核心技術包括：（1）裝置中標準電導率表的電極常數(shù)在動態(tài)純水條件下準確標定，二次儀表測量純水時能夠消除分布電容影響產(chǎn)生的誤差，具有準確的純水非線性溫度補償功能；（2）裝置中標準pH表采用電流法測量，避免普通pH表（電位法）在純水在線測量時常見的因靜電荷、液接電位、地回路、溫度補償?shù)犬a(chǎn)生的誤差，確保標準表測量的準確、可靠；（3）對于DO表，采用流動加入法產(chǎn)生準確的低濃度溶解氧標樣進行檢驗；（4）對于Na表，采用流動加入法產(chǎn)生準確的低濃度Na標樣進行檢驗。因此，采用移動式在線化學儀表檢驗裝置檢驗合格的在線化學儀表，能夠保證實際純水在線測量條件下的準確性。

3 應用結果

以某電廠水汽系統(tǒng)在線化學儀表測量的工作為例，介紹相關改進措施及取得的效果。

3.1 提升管理水平

電廠領導高度重視化學監(jiān)督工作，從思想上認識到在線化學儀表測量準確性對化學監(jiān)督的重要作用，尤其是電導率表、pH表、Na表和DO表4種關鍵在線化學儀表。安排化學儀表維護人員參加相關專業(yè)培訓和考試，提高維護技術水平。制訂并嚴格執(zhí)行相關作業(yè)規(guī)程，確保在線化學儀表的正常投運和對缺陷的及時處理。

3.2 裝備檢驗手段

2013年8月，某電廠采購了移動式在線化學儀表檢驗裝置，為全廠4臺機組水汽系統(tǒng)、精處理系統(tǒng)及制水系統(tǒng)配備在線化學儀表檢驗裝置。經(jīng)過廠家的理論和操作培訓，電廠儀表維護人員熟練掌握該裝置的使用，并能根據(jù)分析、判斷查找儀表誤差原因并進行消除，直到在線化學儀表測量準確。對該電廠＃1機組水汽系統(tǒng)在線化學儀表進行檢驗，結果如下。

3.2.1 在線（H）電導率表檢驗結果

在線（H）電導率表檢驗結果表明：被檢7臺直接電導率表中，有1臺測量誤差超標；被檢7臺（H）電導率表中，有5臺測量誤差超標。

誤差原因查定結果表明：1臺不合格直接電導率表的誤差原因為二次儀表引用誤差，采用標準交、直流電阻箱對二次儀表校準后，儀表恢復準確測量；5臺不合格（H）電導率表的誤差原因主要為二次儀表溫度補償附加誤差和交換柱附加誤差，選擇正確的溫度補償方式及采用動態(tài)方法徹底再生后的陽樹脂，各儀表均恢復準確測量。

3.2.2 在線pH表檢驗結果

在線pH表檢驗結果表明：被檢5臺pH表中，有2臺測量誤差超標。

誤差原因查定結果表明：造成pH表誤差超標的主要原因是純水標定誤差。采用移動式在線化學儀表檢驗裝置對誤差超標的儀表進行純水動態(tài)在線標定后，儀表恢復準確測量。

3.2.3 在線DO表檢驗結果

在線DO表檢驗結果表明：被檢4臺DO表中，有1臺測量誤差超標。

誤差原因查定結果表明：造成DO表誤差超標的主要原因是未進行電極的定期維護。對誤差超標的DO表進行更換透氧膜、填充電解液并進行空氣校準后，儀表恢復準確測量。

3.2.4 在線Na表檢驗結果

在線Na表檢驗結果表明：被檢的主蒸汽Na表整機引用誤差合格，能夠滿足水汽品質(zhì)監(jiān)督的要求。

3.3 裝置應用效果

采用移動式在線化學儀表檢驗裝置，發(fā)現(xiàn)＃1機組水汽系統(tǒng)存在測量不準確的儀表。通過誤差原因查定和消除工作，儀表均恢復準確測量，提高了在線化學儀表的測量準確率，裝置使用前、后，＃1機組水汽系統(tǒng)在線化學儀表測量合格率對比見表1。

表1 合格率對比

4 結束語

該電廠移動式在線化學儀表檢驗裝置現(xiàn)場驗收及調(diào)試報告表明，火力發(fā)電廠在線化學儀表的準確測量是保障化學監(jiān)督準確可靠的前提。由于在線化學儀表測量過程中受到特殊的純水和在線干擾因素的影響，為提高化學儀表測量的準確性，建議電廠從思想上提高化學監(jiān)督重要性的認識，強化化學儀表維護人員技能培訓，加強化學儀表日常消缺維護，應用新的在線校驗方法，提高在線化學儀表的測量準確性，確保水汽化學監(jiān)督為電廠的安全、經(jīng)濟運行保駕護航。

（本文責編：弋洋）

TM 621.8

：B

：1674-1951（2015）02-0054-03

鄭日桂（1977—），女，福建永定人，工程師，從事電廠化學、脫硫、除灰專業(yè)管理方面的工作（E-mail：zrg7709＠126. com）。

2014-04-17；

2014-11-27