摘要：随着我国社会经济的不断发展，人们对于电力资源的需求在不断加大。而随着发电厂机组容量及参数越来越高，水汽质量的监督和控制也越来越重要。而在线化学仪表因其实时在线性、准确性等优势成为电厂水汽质量检测的必要手段。为了及时准确的反映水汽参数，防止热力系统结垢、积盐，保证系统的安全经济运行，火电厂水汽循环系统中在线化学仪表的配置及日常使用维护问题就显得尤为重要。 本文以新疆某电厂300MW机组为例，分析电厂化学在线分析仪表的配置问题，并就仪表的日常维护及计量校准问题提出几点建议。
关键词：电厂;在线化学仪表;配置;维护
Absrtact: With the continuous development of social economy in China, people's demand for power resources is increasing. And with the increasing capacity and parameters ,the supervision and control on the quality of water vapor is becoming more and more important.Due to its advantages of real-time testing and accuracy，on-line chemical instrument has become a necessary means of water vapor quality detection in power plants. In order to reflect water vapor parameters timely and accurately, prevent scaling and salt accumulation in thermal system, and ensure the safe and economical operation of the system, the configuration and maintenance of on-line chemical instruments in power plants become particularly important.The writer will take a 300-MW unit of a power plant in Xinjiang as an example to analyse the configuration of on-line chemical analyzer in power plant, and put forward some suggestions on the daily maintenance and calibration of the analyzer.
Key words: power plant; on-line chemical instrument; configuration; maintenance
一、火力发电机组配置化学在线分析仪表的重要性
随着火力发电机组不断向高参数、大容量发展，热力系统对水汽质量的要求也越来越严格。水汽质量差是机组热力系统发生结垢、腐蚀、积盐甚至爆管的直接原因，因此，能够及时、准确掌握水汽质量重要参数一直是一项重要的研究课题。传统的水汽质量监督方法是工作人员按照规定周期对水汽质量主要参数进行人工取样、化验。很明显，传统方法在水汽质量监督方面存在着明显的弊端：①工作量巨大。随着电厂自动化水平的提高，电厂运行人员数量明显减少，难以完成如此大量的化验工作；②人工取样化验，所取样品易受取样器皿与环境的污染而不具有代表性，影响运行人员对水汽参数的判断；③化验结果受人员操作水平、责任心等因素影响明显，可能导致化验结果忽高忽低，难以作为系统运行调整的依据；④最重要的一点是，工作人员按照周期（如每2h）进行化验，不能及时掌握参数的变化趋势与变化幅度，运行调整严重滞后甚至缺失，对机组的安全和经济运行埋下隐患。
对比传统监督方法，化学在线仪表具有着明显的优势。在线化学仪表的使用，使得水汽质量的实时、连续监督成为可能。同时，在线化学仪表本身的精密度普遍优于实验室仪表，检测介质不会受到取样器皿及环境的污染，能够更准确地反映水质参数。 鉴于在线化学仪表的重要性，在电厂设计阶段，应根据机组的型式、参数等级、水处理工艺等充分考虑在线化学仪表的配置问题，在《DL/T246 化学监督导则》中，对新建机组的在线化学仪表配置有明确的要求。同时，在仪表的选型和质量把关方面，电厂专业负责人员也应严格按照相关标准的要求进行。本文就以新疆某电厂300MW机组为例，结合相关的标准、导则，对在线化学仪表的配置及维护方面进行分享，希望能以此为电厂设计和运行人员提供一些参考。
二、火力发电厂在线化学仪表的配置和选型原则
为了对机组运行调整提供准确依据，在线化学仪表的配置必须要涵盖所有水汽质量主要参数。而为了能够实时、准确掌握水汽质量主要参数，我们必须保证电厂在线化学仪表能够长期的、稳定的、有效的运行。
在化学在线仪表的配置方面，电厂专业负责人员应以相关的国家标准、行业标准为依据，结合电厂所在区域水质状况，投运电厂的反馈信息等实际情况制定配置方案。如新疆某电厂300MW机组，机组为国产亚临界空冷燃煤发电机组，该厂300MW机组配置的在线化学仪表包括：凝结水泵出口：pH表、电导率表、氢电导率表、溶解氧表、钠表；锅炉给水配置了pH表、电导率表、氢电导率表、溶解氧表、硅酸根表；蒸汽配置了氢电导率表、硅酸根表、钠表，均符合《DL/T246-2015 化学监督导则》中亚临界机组的相关要求；而炉水则配置了pH表、电导率表、氢电导率表、硅酸根表，由于该机组采用低磷酸盐处理方式，按照要求应配置在线磷酸根表，但该机组未配置在线磷酸根表。
在仪表的选型方面，电厂专业负责人员必须要从仪表的性能方面着手，要求仪表的性能如量程、分辨率等必须满足使用要求，同时要严把质量关。随着机组自动化水平的提高，要求机组所配置的在线化学仪表要具备数据远程传送功能，以便机组DCS控制系统即时显示并生成监督记录。该机组溶解氧表、硅酸根表、钠表等均采用由国外某公司生产的进口仪表，仪表精度、量程等各方面参数均符合使用要求；pH表、电导率表（包括氢电导率表） 采用国内某厂仪表，亦能够满足现场使用需求。该机组所配置的所有在线化学仪表均能够实现数据远程传送功能。
三、在线化学仪表的日常维护
1、在线化学仪表的主要误差来源
目前，火电厂所使用的的在线化学仪表主要为电极法测量仪表如pH表、钠表等、比色法测量仪表如在线硅酸根表、磷酸根表等。
电极法测量仪表的主要误差：目前，火电厂所使用的电极法测量仪表主要包括：pH表、钠表、电导率表等。电极法测量仪表易受到取样系统密封性、电极污染、电解液填充不及时以及温度变化等干扰因素的影响。由于火电厂热力系统对水汽质量要求极为严格，给水、凝结水、蒸汽等都接近纯水指标，也因此导致电极法仪表也会收到介质流速影响。
比色法测量仪表的主要误差来源：比色法测量仪表主要包括在线硅酸根表、磷酸根表等。此类仪表的主要误差来源有：取样系统的密封性、取样管路的污染、光源变化、显色试剂纯度、试剂加入量、反应池温度等因素的影响。
除此之外，在线化学仪表的主要误差还来自于标准溶液准确性等带来的标定误差。
2、在线化学仪表的日常维护要求
为了提高在线化学仪表的准确性，要求仪表维护人员针对各项误差来源，做好维护工作。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆可从以下几个方面开展维护工作：①应保证测量介质的温度稳定，这一点可通过配置温度稳定装置解决；②保证监测介质的流速稳定；③保证取样系统密封性良好，对于在线溶解氧表，若测量值异常，可调整介质流速进行检查，若溶解氧值随介质流速加快明显上升，则可确定取样系统存在泄漏点，应立即予以消除；④保持电极、流通池洁净，定期按照规定方法清洗；⑤保证仪表所用试剂浓度准确，质量稳定，防止因试剂原因引入测量误差；⑥加强对仪表部件的检查，发现部件老化如比色法仪表光源、仪表电极等明显老化，应及时更换部件。对于pH测量电极，建议定期更换；⑦加强对在线化学仪表准确性标定，标定过程中应保证标准溶液浓度准确。标定可分为定期标定和不定期标定两种。对于水汽质量关键指标，除定期标定外，还应使用标准溶液进行不定期验证。
四、在线化学仪表的检定
在线化学仪表监测系统由于经常接触被测物质，经过长时间的使用后会出现仪表老化，测量失准等现象，不能为机组的运行调整提供准确依据，严重时导致机组热力系统结垢、积盐、腐蚀甚至爆管事故的发生。因此，在线化学仪表的检定工作非常重要。
为保证在线化学仪表的检定工作的规范性和在线化学仪表的准确性，在线化学仪表的检定工作应以《DL/T 677-2009 发电厂在线化学仪表检定规程》为依据，规范开展各项检定工作。但是，在在线化学仪表的实际检验工作中，很难完全按照规程要求进行。而大部分电厂所使用的标定方法仍然存在很多问题，主要包括：
①在线化学仪表日常检定是使用由邻苯二甲酸氢钾与磷酸盐以及各种实验室药品配制的pH缓冲溶液、标准溶液进行标定的，因此，试剂的纯度、配制人的业务水平等直接影响着标定的准确性；②由于电厂热力系统对水汽质量的高要求，水汽质量接近纯水，而所配制标准溶液的浓度无法与测量值保持很接近的范围，如标定在线电导率仪，给水电导率值仅仅几个μS/cm，而定位液电导率值为132.9μS/cm和1274μS/cm（20℃），其值是给水电导率的几千倍，两者差别巨大，势必引起不同程度的测量误差。③在线化学仪表的日常标定是在静态下进行的，但是在线化学仪表的监测介质为流动样品，二者存在一定的误差，这一点对于电极法测量仪表尤为明显，也就是说，即使在静态下能够准确地校准，也依然不能保证在动态测量时的准确性。
基于上述原因，用标准溶液方法检验仪表的基本误差和二次仪表的性能均能达到合格水平，但实际的测量误差却很大，满足不了相应工况下的水质监测要求，导致水汽系统汽水品质的控制出现较大偏差。这也是许多电厂出现“两高”即水汽品质合格率高，结垢、积盐、腐蚀发生率也高的矛盾现象的症结所在。
结合某电厂在线化学仪表维护经验，我认为以上情况所产生的误差可通过三个方面消除或降低：
首先，电厂在线化学仪表维护人员必须加强对仪表的检查维护工作，及时发现和消除仪表部件老化、损坏问题，保证介质流速、温度等满足仪表使用要求，确保取样系统密封性良好，同时要保证取样系统及测量系统的清洁；其次，应该联系有资质的法定检定机构对二次仪表的性能进行定期检验，保证二次仪表测量信号的接收、转换和传输准确；最后，电厂应当配备准确性高的在线化学仪表标准设备，可对在线化学仪表进行在线定期校验和不定期比对。
五、在线化学仪表管理体系的建设
在线化学仪表实时监控水汽质量，及时反映异常的水质状况，其重要性不言而喻。电厂必须建立在线化学仪表的管理体系，保证管理系统运转正常，才有可能从根本上保证在线化学仪表的时刻处在“可控”状态，为机组的运行调整提供可靠的依据。
1、建立生产责任制，确保责任到人
众所周知，电厂热力系统的结垢、积盐、腐蚀等情况是一个缓慢发展的过程，不像其他主要热工参数那样，参数超标可能会导致机组立即跳闸。水质指标变差，并不会立即产生机组跳闸等“非停”事故，这也导致了很对人对在线化学仪表的重要性认识不足，尤其是专业负责人对在线化学仪表的不重视。而正是由于这些不重视，使得仪表测量值长时间不准确、仪表状态“无人问津”，导致仪表资源的闲置和浪费。
因此，必须要建立生产责任制，保证责任到人，明确维护人员、管理人员工作职责，完善规章制度、工作规程、工作周期及相应的奖惩规定，避免违规操作造成的仪表损坏事故。 以新疆某厂为例，该厂对化学在线仪表的维护工作非常重视，建立了一系列的制度、规程及规定，包括：建立了三级管理制度，指定专人进行在线仪表的各级管理工作，制定了《在线化学仪表维护人员岗位责任制》、《在线化学仪表维护定期工作》，修编了《在线化学仪表检修规程》，下发了工作标准、工作记录要求、仪表缺陷管理制度等。通过一系列尝试，该厂的在线化学仪表运行状况得到了很大的改善。
2、加强人员技能培训
众所周知，任何技术工作的核心都是“人”，管理人员和维护人员的技能水平直接决定着设备的健康状况。目前，多数电厂的在线化学仪表维护人员都是热工专业的“边缘人”，在整个热工专业中技术水平较弱。同时，由于在线化学仪表的特殊性，不仅要求维护人员熟练掌握热工技术知识，还要具备化学专业基础，很多电厂的维护人员并不具备这些条件。因此，对在线化学仪表维护人员及技术管理人员进行专项的技能培训是一项必须开展的工作。尤其是近年来，在线化学仪表的发展突飞猛进，新技术、新的研发成果不断得到实践应用，这就要求管理人员和维护人员必须不断加强自身的学习和培训，及时的了解新技术、新方法，积极更新知识结构，尽快的熟悉新兴仪表的构造、特点、运行环境及操作维护，不断的提高专业技能，避免由于操作问题引起的损失。
3、加强在线化学仪表的日常检查和维护
在线化学仪表与常规热工参数仪表不同，常规热工参数仪表的检修工作侧重“修”，即仪表已经发生故障或问题，维护人员再对其进行检查；但在线化学仪表的检修工作侧重于“检”，即通过日常检查和维护，保证仪表不出现故障或问题。因此，在线化学仪表的日常检查和维护应当作为检修人员的重点工作。
首先要建立完整的在线化学仪表台账，梳理不同仪表的日常维护要求；其次是要制定详细的检查项目和检查周期；三是要完善电厂在线化学仪表的检查维护记录。通过完善检修维护记录，汇总仪表及自动装置的不同品牌及型号，并将其零件的使用时间、易损件、上次维护与更换时间等进行详细的记录。在经过一定时间的积累沉淀后，检修人员既可详细的掌握在同一运行环境和同一工艺条件下，各部件的使用寿命、更换时间和更换频次，确定产品质量过硬的品牌厂家。这样在运行一段时间后，根据记录可以预知应该维护和检修的部件，有针对性的进行备品备件储备、仪表维护与保养，从而可以大大减少故障发生机率，提高在线化学仪表投入率和准确率。
结语：
电厂在线化学仪表的管理工作任重道远，只有进行科学的配置和管理，转变观念，不断提高认识和技术水平，培养专业的检修维护人员，才能保证电厂在线化学仪表的测量准确性，为电厂的安全经济运行提供可靠的依据。
参考文献：
[1] 赵素红,王冰.电厂在线化学仪表的监督管理[J] . 中国计量. 2014(11) ： 06.
[2] 《DL/T 246-2015 化学监督导则》
[3] 《DL/T 677-2009 发电厂在线化学仪表检验规程》
论文作者:张彩云
论文发表刊物:《电力设备》2018年第26期
论文发表时间:2019/1/17
标签：在线论文; 仪表论文; 化学论文; 电厂论文; 水汽论文; 机组论文; 电导率论文; 《电力设备》2018年第26期论文;