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浅谈化学分析仪表测量准确性现状与提高途径
发布时间:2018-12-03        浏览次数:15        返回列表

张晶

摘要:我国目前主要发电机组为300MW以上的亚临界机组和超(超)临界机组。近年来高参数大容量机组增加迅猛,电力行业对水汽品质的要求也越来越严格。但是由于电厂化学监管水平的滞后,引起热力设备腐蚀、结垢和积盐问题普遍发生,产生“两高问题”,影响电厂的安全经济运行及节能降耗。

关键词:在线分析仪表;两高问题;准确性;提高途径

中图分类号:O651 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2018)05(b)-0000-00

1前言

一直以来我们说在线化学仪表是化学监督的关键,在新形势下化学监督与控制对在线化学仪表的测量准确性又提出了更高的要求,应该说新的水汽指标和控制标准对化学监督的要求更加严格,对在线化学仪表的准确性也要求更高。

2 水汽品质监督与控制”两高问题”

两高问题是指电厂水汽化学监督合格率(水汽品质合格率)很高,而停机检修时,发现热力设备的腐蚀、结垢和积盐速率也很高的异常现象。由于报表上显示水汽品质合格率高,电厂很难找到问题出在哪。检修完后继续“带病运行”不仅增加了机组能耗,也影响了机组运行安全,蒙受巨大的损失。实际上水汽品质合格率高是一种假象。

3 化学分析仪表测量准确性的现状

西安热工院化学电站研究室对国内35个电厂55台机组的988台在线化学仪表(电导率表、pH表、溶解氧表、钠表和硅表)测量准确性进行检验。在线化学仪表测量准确率显示:电导表检测534台,不合格284台,合格率47%;pH表检测227台,不合格172台,合格率24%;钠表检测91台,不合格70台,合格率23%;溶解氧表检测136台,不合格69台,合格率40%。由此可见,国内大部分电厂的在线分析仪表测量准确性普遍不高。

4水汽品质监督与控制两高问题根源

4.1化学水汽品质监督常用的两种手段及存在的问题

4.1.1 手工取样分析定期测量

手工分析过程中,样品本身会发生变化,取样代表性差(如pH);手工分析过程中,样品容易受到污染(如钠);取样测量过程中,人为随机因素降低可靠性;实验室台式仪表测量精度低于在线表;手工分析测量不连续,不能及时反映水汽品质的变化。这些都会导致手工取样出现问题,最终测量值与真实值有较大误差。

4.1.2 在线化学仪表连续测量

(1)在线(氢)电导率表测量误差:水汽系统在线(氢)电导率表常见的误差来源有氢交换柱阳树脂再生度、树脂性能、树脂裂纹、系统漏气和电极污染等在线干扰因素产生的误差,以及二次仪表的测量频率、电极常数、温度补偿等纯水因素产生的误差。这些误差仅在电导率表投运时出现,离线检验或采用标准溶液检验时无法检出。按离线检验及标准溶液检验准确的在线(氢)电导率表,在电厂纯水条件下实际投运测量时,仍然会出现很大的工作误差。(2)在线pH表测量误差:水汽系统在线pH表常见的误差来源有静电荷和地回路等在线干扰因素产生的误差,以及液接电位和温度补偿等纯水因素产生的误差。这些误差仅在pH表投运时出现,离线检验或采用标准溶液检验时无法检出。电厂在纯水条件下实际投运测量时,仍然会出现很大的工作误差。(3)在线钠表测量误差:水汽系统在线钠表常见的误差来源有静电荷、地回路等在线干扰因素产生的误差,以及液接电位、电极选择性等纯水因素产生的误差。这些误差仅在钠表正常投运时出现,离线检验或采用标准溶液检验时无法检出。(4)在线溶解氧表测量误差:水汽系统在线溶解氧表常见的误差来源有测量管路泄漏等在线干扰因素产生的误差和斜率变化、温度补偿、标定误差等因素产生的误差。按照空气校准或检验方法检验准确的溶解氧表,在测量电厂低浓度的无氧水时,仍然会出现很大的工作误差。

4.2两高问题出现的根源

在线pH表、钠表、电导表和溶氧表是水汽监督的重要仪表,国内电厂称之为关键仪表,由于在线因素和纯水因素的影响,导致这些关键仪表无法准确测量,是出现两高问题的根源所在。

5水汽品质监督与控制存在的误区

5.1采取错误的方式对在线化学仪表进行检验

(1)按照计量检定规程离线检验在线化学仪表:仪表在标准条件下稳定运行并严格校准后,将电极放入标准样品反复测量三次,检验仪表的误差。ASTM D 5128-2009《发电厂低电导率水pH在线测量方法》中明确说明,标准溶液仅用于檢验二次仪表与电极的配套性,不能反映仪表在线投运时的测量准确性。(2)用便携表比对在线化学仪表:便携表精度一般低于在线表;便携表同样受在线因素和纯水因素的影响,仪表本身的功能和限制,在测量纯水的准确性得不到保证。

5.2电厂按照“计量检定规程离线检验”的错误

用标准溶液离线检验在线化学仪表准确性;用标准器具离线检验在线化学仪表准确性;将在线化学仪表拆下来,送往计量院离线检验,以上均不能反应在线因素的影响。

6提高水汽品质监督与控制的途径

6.1 采取正确的检验标准

电力行业标准DL/T 246-2015 《化学监督导则》、DL/T 561-2013 《火力发电厂水汽化学监督导则》规定:在线化学仪表必须按照DL/T 677- 2009《发电厂在线化学仪表检验规程》 进行在线检验,即要求仪表检验条件和实际测量条件一致。 经在线检验准确的仪表,测量的数据可以准确反映水汽品质的真实情况,从而保证水汽化学监督和控制准确可靠。

6.2提升管理方式

(1)工作标准化:细化在线化学仪表的日常维护工作,形成标准化的作业指导书。比如对于仪表参数的设置、阳离子交换树脂的再生更换和高低温取样架压力流量的控制等常规操作都应标准化作业,使仪表维护工作有据可依、有制可循。保证维护人员能够高效、准确的开展工作,新员工通过对作业指导书的学习也能尽快上手。(2)提升人员责任心:在线化学仪表不是普通的热工仪表,其测量方法建立在化学专业基础上。在线化学仪表岗位也比较特殊涉及热工和化学两大专业,需要掌握电厂化学相关的知识,对人员技术水平和责任心要求较高。比如,对于在线化学仪表出现的常见问题,仪表维护人员都会处理,当遇到了罕见棘手的问题时,就需要仪表维护人员静下心来查阅资料、咨询专家、分析解决。(3)建设专业的维护团队:在线化学仪表为化学监督人员提供准确可靠的监督信息,有专业人员来维护,管理上更能引起重视。

6.3组建和完善化学仪表量值溯源体系

配备在线化学检验仪表检验装置是目前国内唯一能够按照DL/T 677-2009 《发电厂在线化学仪表检验规程》检验在线化学仪表测量准确性的标准器具。建立全厂在线化学仪表最高计量器具,统一化学实验室和在线化学仪表最高标准,保障量值溯源有效,降低在线化学仪表的缺陷数量。

7 结语

未经在线检验准确的在线化学仪表,使用时会导致化学监督和控制上出现盲区,这是水汽品质化学监督必须要解决的技术关键。按照DL/T 677-2009《发电厂在线化学仪表检验规程》,对4种关键在线化学仪表进行定期的在线检验,能够提高在线化学仪表准确性,避免两高问题发生并且取得安全生产和节能降耗的长期效益。

参考文献

[1] 崔执应.水分析化学[M].北京:北京大学出版社,2016.

[2] 武汉大学.分析化学实验.4版[M].北京:高等教育出版社,2010.

[3] 西安热工研究院有限公司.电厂化学仪表培训教材[M].北京:中国电力出版社,2017.

[4] 东北电力学院.电厂化学仪表.2版[M].北京:中国电力出版社,1988.