山西省在線化學(xué)儀表存在問題和解決方法

郝樹宏,郭錦龍,尚玉珍

(山西電力科學(xué)研究院,山西太原 030001)

0 引言

在線化學(xué)儀表是判斷和控制熱力系統(tǒng)腐蝕結(jié)垢的依據(jù)。純水在線測量時(shí),(氫)電導(dǎo)率表、pH表、鈉表和溶解氧表會(huì)受到許多特殊環(huán)境的干擾,測量回路的許多因素也會(huì)影響測量結(jié)果的準(zhǔn)確性[1]。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,國內(nèi)原有的標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法不能檢驗(yàn)在線因素和純水因素造成的誤差。因此,電廠儀表維護(hù)人員嚴(yán)格按照原國內(nèi)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)準(zhǔn)確的在線化學(xué)儀表,卻可能存在較大誤差,而電廠儀表維護(hù)人員沒有手段發(fā)現(xiàn)這些誤差。由于上述原因,國內(nèi)火力發(fā)電廠水汽系統(tǒng)在線化學(xué)儀表普遍存在用標(biāo)準(zhǔn)方法檢驗(yàn)儀表的基本誤差和二次儀表的性能均合格,但實(shí)際的測量誤差 (即工作誤差)卻很大,滿足不了化學(xué)監(jiān)督和控制的要求,導(dǎo)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) “合格率很高”,卻仍然出現(xiàn)嚴(yán)重的腐蝕、結(jié)垢和積鹽等問題的主要原因。

1 新舊標(biāo)準(zhǔn)主要不同點(diǎn)對照

新的 《發(fā)電廠在線化學(xué)儀表檢驗(yàn)規(guī)程》(DL677—2009)于2009年12月1日實(shí)施,雖然仍沿用DL677標(biāo)準(zhǔn)編號,但在檢驗(yàn)方法、誤差計(jì)算方法、合格標(biāo)準(zhǔn)等方面都進(jìn)行了全面修訂,是一個(gè)全新的標(biāo)準(zhǔn),對于規(guī)范和提高電廠在線化學(xué)儀表運(yùn)行和儀表準(zhǔn)確性方面有重要意義。

2 手工測量與在線測量的區(qū)別

現(xiàn)場工作人員經(jīng)常使用手工取樣測量的方法與在線儀表測量值進(jìn)行比對,來判斷在線儀表的準(zhǔn)確性。實(shí)際上,手工分析方法無法準(zhǔn)確測量純水的氫電導(dǎo)率與直接電導(dǎo)率、pH值、鈉含量及溶解氧,原因如下。

a)手工取樣測量 (氫)電導(dǎo)率:取樣過程中水樣會(huì)迅速吸收空氣中的二氧化碳,使水樣的電導(dǎo)率增加0.2 μ S/cm以上,而水汽系統(tǒng) (氫)電導(dǎo)率一般在0.1 μ S/cm左右,因此手工取樣無法準(zhǔn)確測量純水的 (氫)電導(dǎo)率。

b)手工取樣測量純水pH值:取樣過程中水樣會(huì)迅速吸收空氣中的二氧化碳,使水樣的pH值降低0.2以上;取樣測量還受液接電位、純水溫度補(bǔ)償?shù)扔绊?因此手工取樣無法準(zhǔn)確測量純水 (凝結(jié)水、給水、爐水等)的pH值。

c)手工取樣測量純水Na含量:取樣過程中水樣會(huì)受空氣中灰塵的污染、取樣瓶的污染,測量過程還受液接電位、參比電極污染、玻璃電極溶解Na等影響,因此手工取樣無法準(zhǔn)確測量純水 (凝結(jié)水、給水、蒸汽等)水樣的Na含量 (μ g/L級)。

d)手工取樣測量低濃度溶解氧,其測量精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于在線溶解氧表的測量精度,也無法標(biāo)定在線溶解氧表的準(zhǔn)確性。

e)手工取樣測量是間斷性的,不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)隨機(jī)出現(xiàn)的水質(zhì)異常情況。如蒸汽間斷性帶水、精處理系統(tǒng)間斷釋放陰離子、水汽系統(tǒng)間斷性污染等等。

總之,手工取樣測量方法的準(zhǔn)確性和精度較低,不能判斷在線純水 (氫)電導(dǎo)率儀、pH計(jì)、鈉表和溶解氧表的測量準(zhǔn)確性,而上述在線儀表是水汽系統(tǒng)化學(xué)監(jiān)督最重要的儀表。

表1 新舊《發(fā)電廠在線化學(xué)儀表檢驗(yàn)規(guī)程》主要不同點(diǎn)對照

3 目前山西省化學(xué)儀表運(yùn)行狀況

按照新標(biāo)準(zhǔn)對山西省6個(gè)電廠 19臺機(jī)組的368臺在線化學(xué)儀表進(jìn)行了檢驗(yàn),結(jié)果顯示配備率、投入率較好,但合格率低:全廠合格率在20%～60%之間,pH表和電導(dǎo)率表總體合格率不到40%,很多儀表誤差達(dá)到30%以上,嚴(yán)重影響運(yùn)行控制和化學(xué)監(jiān)督,見圖1和圖2。

圖1 全廠在線化學(xué)儀表合格率統(tǒng)計(jì)

圖2 四類在線化學(xué)儀表合格率統(tǒng)計(jì)

4 定期檢驗(yàn)和正確維護(hù)

按照新標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行定期檢驗(yàn),發(fā)現(xiàn)存在問題,有針對性地進(jìn)行正確維護(hù),可以使在線化學(xué)儀表合格率明顯提高。例如某電廠2臺600 MW機(jī)組,通過檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)儀表誤差和產(chǎn)生原因,進(jìn)行處理重新檢驗(yàn),合格率由原來31.9%提高到85.1%,其余不合格表計(jì)是因缺乏配件導(dǎo)致。

4.1 定期檢驗(yàn)是判定儀表準(zhǔn)確性的唯一方法

實(shí)驗(yàn)室儀表、便攜表、定位液、標(biāo)準(zhǔn)溶液不能用于在線化學(xué)儀表準(zhǔn)確性檢驗(yàn),因測量條件差別巨大,會(huì)產(chǎn)生很大誤差,也不符合DL677—2009要求。應(yīng)采用符合標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場動(dòng)態(tài)檢驗(yàn)裝置進(jìn)行定期檢驗(yàn),可以準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)問題。

如某廠給水在線pH表顯示9.05,運(yùn)行人員取樣用實(shí)驗(yàn)室表測定pH為9.08,認(rèn)為表計(jì)準(zhǔn)確,并以此來調(diào)整加氨量。但給水氨含量2.68 mg/L,對應(yīng) pH應(yīng)在9.5以上,經(jīng)檢驗(yàn),當(dāng)時(shí)pH值為9.58。產(chǎn)生較大誤差原因是:在線表、實(shí)驗(yàn)室表已長時(shí)間沒有更換,實(shí)驗(yàn)室表放入水樣需5 min以上才能基本穩(wěn)定,取樣溫度在35℃左右,實(shí)驗(yàn)室表響應(yīng)慢導(dǎo)致CO2溶入和水樣溫度高是實(shí)驗(yàn)室表測量嚴(yán)重偏低的原因,在線表電極老化是其測量誤差大的原因。而這兩個(gè)表用定位液標(biāo)定都沒有問題,原因是,給水電導(dǎo)率在幾μ S/cm,定位液含鹽量非常大,是給水的幾千倍,而且是靜態(tài)標(biāo)定,測量條件差別非常大。Na表、溶氧表和電導(dǎo)率表也存在類似問題。

儀表經(jīng)過更換交換柱樹脂、更換電極、標(biāo)定和清洗等日常維護(hù),以及長時(shí)間運(yùn)行后,誤差會(huì)發(fā)生改變,需要經(jīng)過定期檢驗(yàn)來確定準(zhǔn)確性和誤差來源。

4.2 正確維護(hù)減小誤差

電導(dǎo)率表氫交換柱是誤差的主要來源,處理方法:首先,保證樹脂再生度,目前絕大部分電廠都不具備交換柱樹脂動(dòng)態(tài)逆流再生條件,靜態(tài)再生度不高,使氫電導(dǎo)率表測量結(jié)果偏低,再生時(shí)應(yīng)用分析純鹽酸,再生時(shí)酸高出樹脂面20 cm以上,先用5%鹽酸清洗浸泡樹脂2 h以上,倒去酸液,再用5%鹽酸浸泡再生,沖洗合格后使用,中間注意間歇攪拌?；蛘呤褂靡淮涡詺湫蜆渲?不進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室再生。其次,樹脂保存過程中嚴(yán)格防止脫水和防凍,更換時(shí)要沖洗干凈交換柱內(nèi)失效樹脂。另外,電極常數(shù)檢驗(yàn)和標(biāo)定要用動(dòng)態(tài)法。

pH表電極更換不及時(shí)是誤差的主要來源,電極正常使用期限一年 (從出廠日期開始計(jì)算),大部分情況用不到一年,應(yīng)按時(shí)更換,用定位液不能發(fā)現(xiàn)電極老化。

Na表和溶氧表:Na表及時(shí)更換電極 (Na表電極同pH表一樣)和定期標(biāo)定,溶氧表按要求更換滲透膜、添加電解液和定期標(biāo)定。

5 結(jié)論

目前山西省電廠在線化學(xué)儀表存在較大誤差,不能滿足 《發(fā)電廠在線化學(xué)儀表檢驗(yàn)規(guī)程》(DL677—2009)要求,給化學(xué)監(jiān)督造成嚴(yán)重影響。通過正確方法檢驗(yàn),發(fā)現(xiàn)問題,有針對性地進(jìn)行正確維護(hù),可以使在線化學(xué)儀表合格率明顯提高。

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