火力发电厂在线化学仪表存在的主要问题分析及改进方向.pdf

仪器仪表用户 d o i 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 6 7 1 1 0 4 1 ． 2 0 1 0 ． 0 6 ． 0 0 2 口综述口 火力发 电厂在线化学仪表存在 的主要 问题 分析及改进方 向 孙勇 。张春雷 ， 王冰 1 ．郑州易科 电力技术有限责任公司 。 郑州 4 5 0 0 5 2； 2 ．河南电力试验研究院环化所 ，郑州 4 5 0 0 5 2 摘要 介绍 了火力发电厂水汽循环 系统在线化学仪表的主要类别 。 并分 析了各类仪表测量误差的常见原 因。通过对各电厂在线化 学仪表 的检 测。 指 出各电厂在 线化学仪表计量管理工作中存在的主 要问题 。 并提 出 了在线化学仪表管理工作的改进方 向。 关键词 在线化学仪表 ； 水汽循环 系统 ； 计量 管理 中图分类号 T M6 2 1 ． 8 文献标志码 A Ana l y s i s o f ma i n p r o b l e m a nd i mp r o v i ng d i r e c t i o n o f o n ． 1 i n e c h e mi c a l i n s t r u me n t s i n f 0 s s i l f ue l p o we r pl a n ts S UN Yo n g ，Z HANG Ch u n - l e i ，W ANG b i n g 1 ．Z h e n g z h o u Y i k e E l e c t c T e c h n o l o g y C o ． 。 Lt d ． 。 Z h e n g z h o u 4 5 0 0 5 2， Ch i n a； 2． He n a n El e c t r i c P o we r Re s e a r c h I n s t i t ut e。 Z h e n g z h o u 4 5 0 0 5 2 ， Ch i n a Ab s t r a c t Th is a r t ic l e in t r o du c e s main c a t e g or y o f o n’ l i n e ch e mic a l in s t r u men t s o f b o i ler c i r c u it in f os s il f u e l p o we r p l a n t s。a n d p r el imin ar y an a ly s i s c o m mon er r o r an d c au s e o f k ind s o f in s t r u m e n t s i n me a su i n g p r o c e s s ． By me a n s of d e c t e c t ion t o o n l ine c h e mic alin s t r u men t s in v a r iou s p o we r p l a n t s。 p o i n t e s o u t main p rob l e m of on - li n e c h e mic a l i n s t r u me n t s in me t rol o g i c a l ma n a ge men t of v a r iou s po wer p lan t s， an d prop o s e s t h e impr o v i n g dir ec t ion of s u p ewis i o n wo r k t o t h e o n l i n e c h emic al jn s t r u m e n t s． Ke y wordso n - li n e c h e mi c al i n s t r u me n t s； b o i l e r c ircu i t ； me t rolog ica l ma n a g e me n t 0 引言 水汽循环系统的水汽质量控制是保证火力发电厂发电机 组安全经济运行的关键因素之一 ， 而化学监督与技术诊断是 水汽质量监测的必要手段。目前 ， 水汽质量 的监测主要靠手 工取样测量和在线 化 学仪表 测量 两种 手段 ， 而 随着 现代 电力 工业的发展， 高参数大容量发电机组不断投入使用 ， 其对水汽 质量的要求更加严格， 手工取样测量方法已经完全不能满足 高品质水汽分析的要求， 其原因如下 1 部分水质指标无法通过手工取样测量 由于取样过程 中空气以及取样器皿等的污染 ， 导致手工取样不能准确测量 纯水条件下汽水的电导率、 p H值、 钠含量、 溶解氧等指标； 2 取样过程中的人为污染和手工分析中的人为因素降低 了测量结果的可靠性 ； 3 取样测量数据具有滞后性 由于取样过程和手工分析 测量需要一定的时间才能完成， 因此不能及时监测水质的突 变等异常情况； 4 取样测量不能连续监测， 不能随时发现间断出现的水 质异常情况， 如间断性溶氧超标、 精处理系统间断释放阴离 子、 水汽系统间断性污染等。 综上所述原因， 必须对水汽质量进行在线不间断的监测， 才能充分保证发电机组的安全运行。在线化学监测仪表就是 完成在线化学监督与技术诊断的主要工具。因此， 在线化学 仪表测量准确性和可靠性， 对电厂的安全经济运行具有至关 重要 的意 义。 竺 豳 f 删试 I 图 2测试性仿真验证与评估系统框图 4结束 语 由于我国电子设备的测试性研究起步比较晚， 测试性技术 发展相对落后于装备可靠性、 维修性的研究， 与美国相比也存 在较大的差距。本文在阅读大量相关文献的基础上， 对当前国 际国内应用比较广泛的测试性技术做了较详细的梳理研究， 对 从事系统测试性相关研究工作的人员具有一定的借鉴意义， 对 普及测试性技术和知识具有参考价值。在未来的测试性技术 发展上， 并行测试技术、 合成仪器技术 、 T P S可移植与互操作技 术、 智能测试诊断技术及测试诊断信息的表达等关键技术将成 为研究的重点。口 参考文献 [ 1 ]吕晓明， 黄考利， 连光耀， 等． 装备测试性设计辅助决策系统 欢迎订 阅 欢迎撰稿 欢迎发布产 品广告信息 关键技术研究[ J ] ． 计算机测量与控制， 2 0 0 8 ， 1 6 1 1 1 3 1 5 ． [ 2]D E B S ， P A T F T P A T I K R， R A GH A V AN V， e t a 1 ． M u lt i s i g n a l fl o w g r a p h s A n o v e l a p p r o a c h f o r s y s t e m t e s t a b i l i t y a na l y s i s a n d f a u l t d i a gno s e l J 1 ． I E E E A E S S y s t e m Ma g a z i n e ， 1 9 9 5， 5 1 2 1 4 - 2 5 ． [ 3 ]陈世杰 ， 连可 ， 王厚军 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在线化学监测装置的结构组成 1 ． 1 概念 在线化学仪表是指用于火力发电厂生产过程中化学监督 专用的在线工业流程式成分分析仪表。在电力行业中， 为了区 别电测仪表与热工仪表而称化学分析仪表 ， 简称在线化学 仪表。 1 ． 2 在 线化 学监 测装 置组成 在线化学监测装置由以下几部分组成 1 高温高压取样架 一次冷却所取水汽样品， 将样品送入 监测取样装置 。 2 手工取样盘 用于手工取样 比对分析 ， 确保在线化学仪 表的准确运行 。 3 仪表盘 在线仪表测量与分析部分。 4 样水温度和压力的控制保护系统 二次冷却并稳定所取 水样温度及流量， 保证仪表的测量条件。 5 计算机系统 数据输出和控制监控系统。 2 在线化学仪表的类别及测量不准确的主要原因 火力发电厂水汽循环系统对水汽质量要求极为严格， 在线 化学仪表监测水样接近纯水 ， 而纯水测量要求的仪器环境条件 也较为严格 ， _ 2 因此， 在线化学仪表的监测结果极易受测量系 统和环境条件的影响。影响各类仪表测量各主要因素如下。 2 ． 1 电导率表 在线电导率表测量主要受取样系统不严密、 电极污染 、 介 质流速以及温度补偿等纯水中特有的干扰因素影响， 氢电导率 还受树脂交换柱的影响。另外， 电导率表本身的温度补偿功 能、 工作频率等也会影响测量结果 见图 1 。 图 1 在线 电导率表测量常见影响因素 2 ． 2 p H 表 在线 p H表测量主要受液接电位、 介质流速、 电极污染、 标 定误差等因素的影响， 另外温度补偿 、 地回路、 静电荷等在线纯 水测量仪表的特有的干扰因素， 也会引起较大的测量误差 见 图 2 。 骨电荷 图 2 在线 p H 表、 N o表测量常见影响因素 2 ． 3 钠表 在线钠表与 p H表类似 ， 受液接电位、 介质流速、 电极污染、 标定误差、 温度补偿、 地回路、 静电荷等干扰因素的影响， 另外 被测量介质的p H、 碱化剂的质量以及电极的选择性是影响在 线钠表测量准确性的重要因素L．3 J 见图2 。 8 El C VO 1 ． 1 7 2 01 0 N o． 6 仪器仪表用户 2 ． 4 溶解氧表 在线溶解氧表主要受取样系统不严密、 被测介质温度、 被 测介质流量等因素的影响。溶解氧表电极的标定误差， 渗透膜 污染 、 电解液填充不及时是溶解氧表产生较大测量误差的最主 要原因。目前 ， 多数仪表厂家的在线溶解氧表电极的设计缺陷 是造成溶解氧测量不准确的重要原因之一_ 4 见图3 。 图 3 在线溶解氧表测量 常见影响 因素 2 ． 5 硅表 在线硅表测量主要受取样系统管路污染泄露、 比色池污 染、 光源设备老化、 药剂及标准溶液的污染等因素影响 见 图 4 。 图 4 在线硅表测量常见 影响因素 3 在线化学仪表管理工作中存在的主要问题 目前， 火力发电厂在线化学仪表配备率和投运率都保持在 较高水平， 但准确率却不尽人意。按照 火力发电厂在线工业 化学仪表检验规程 制订的合格标准， 大多数电厂的在线化学 仪表合格率较低 “ 。针对在线化学仪表测量不准确的主要 原因， 并总结对各电厂在线化学仪表的检测结果 ， 在线化学仪 表管理工作中主要存在以下几方面问题。 3 ． 1 在线化学仪表监测系统安装及运行标准执行不规范 1 电厂化学仪表种类繁多， 形式各样。不同型号、 不同性 能参数的产品， 虽然测量原理相近， 测量对象相同， 但其设计回 路 、 通讯接口、 配套电极形式各异， 没有统一的标准， 致使被测 介质在测量池内流量、 流速等条件不统一， 有些不能达到测量 要求， 导致较大测量误差。特别是在线化学仪表， 对测量介质 的流速 、 温度等条件要求较为严格， 设计的不规范更不能保证 测量数据的准确性。 2 取样系统安装方式没有统一的标准。样水阀门开关、 流 量计、 过滤器等元件安装流程和顺序应有统一的规范． 部分电 厂安装方法不规范， 导致系统元件损坏， 无法保证测量条件。 如流量计和过滤器顺序倒置 ， 导致流量计污染严重， 影响流量 控制， 过滤器或流量器前没有流量调节阀门， 无法有效控制取 样流量等。 3 对被测介质的各项指标控制不严格。在线化学仪表测 量时需要被测介质的温度、 流量保持在一定范围内， 部分电厂 的取样流量达不到测量要求 ， 温度不能控制在仪表正常工作 要求的温度变化范 围之内。这是直接导致测量误差 的主要 原 因。 欢迎光临本干 U 网站 h t t p ． ／ ／ v w v ． e J c ． 0 o re． o n 仪器仪表用户 3 ． 2 对仪表的质量监督工作不到位 多数电厂没有建立对新购置化学仪表的质量监督工作规 范标准， 导致对所购置设备的质量检查工作不到位 ， 使一些测 量准确度差、 误差大， 功能没有达到设计要求的仪表投入运行， 直接导致了在线化学监测数据的可靠性降低。还有些仪表的 配套说明书过于简略， 仪表运行中出现问题， 在产品说明书上 找不到解决方案。此外 ， ～些进口仪器的英文说明书更给现场 维护人员的检修带来了很大困难。 3 ． 3 在 线化 学仪 表维 护工作归属部门以及分 工不明确 电厂在线化学仪表维护工作的归属问题在各个 电厂不尽 相同， 每个厂都归属不同的部门， 并且分工不明确， 管理很不规 范， 没有专门的化学仪表实验室， 维护人员不足且没有稳定的 专业化队伍。大多数维护人员没有经过专业化的技术培训 ， 在 日常的维护工作中， 只是做一些常规的仪表标定工作， 对仪表 的性能及运行状况不能及时准确地做出判断， 致使有些仪表出 现故障后， 不能查出原因并及时找到处理方法， 继续用于监测 水汽品质， 给机组安全经济运行埋下隐患。 3 ． 4 设备陈 旧， 超过使用 寿命 的配件及试剂 不能及时更新 在线化学仪表需要将化学参数转变为易测得的物理参数 ， 影响因素多， 测量过程复杂。又由于在线化学仪表需要进行连 续不间断的测量， 因此工作量很大， 加之部分部件本身寿命短， 老化失效很快， 需要及时更新。而大部分电厂由于管理、 资金 和维护人员的问题 ， 过期失效配件得不到及时更新 ， 造成仪表 的测量准确度无法保证。 另外 ， 部分在线化学监测仪表运行需要借助化学标准试 剂， 而试剂的准确性直接影响测量结果。因此试剂的配制和及 时更新也尤为重要， 但相当一部分电厂由于没有专门的化学仪 表实验室和专业人员， 都存在使用失效试剂和受污染较严重试 剂的情况， 直接影响了测量结果和仪表的反应灵敏性， 造成水 质的异常变化不能及时发现， 造成安全隐患。 3 ． 5 对在线化学仪表管理工作重视不够 由于化学仪表监测获取的是一个长期 的抽象的化学过程 数据， 其对机组安全经济运行的影响也是一个长期的过程， 不 像其它热工仪表可以直观的反应机组运行状况。因此， 多数电 厂对其重要性缺乏足够的认识 ， 使在线化学监测仪表与机组的 安全经济运行未建立直接联系。这些原因造成多数电厂的管 理人员对在线化学仪表不够重视 ， 也间接导致了设备的陈旧及 管理 的混乱 。 ， 4 在线化学仪表管理工作的改进方向 1 建立电厂在线化学仪表的量值溯源体系， 推行在线化学 仪表的检测工作 由于电厂 自身的维护人 员对 仪表 的性 能及运行 状况 很难 做出准确地判断 ， 日常也 只是用手 工分 析方 法 比对在线 仪表 的 监测数据， 无法检验在线仪表测量数据的准确性 ， 导致在线化 学仪表没有完整的量值溯源体系。因此 ， 建立电厂在线化学仪 表的量值溯源体系， 设立专业的检验／ 校准实验室， 配备检验、 校准的专业人员、 标准仪器设备和标准物质 ， 建立长期的在线 化学仪表定期检测机制， 针对电厂推广在线化学仪表的检测技 术服务工作， 是保证在线化学仪表准确运行的必要措施。 2 建立对新进装置和仪表的质量监督工作规范标准 在线化学仪表监测系统安装及新购置仪表的质量监督不 规范， 是导致在线化学仪表不能满足化学监督要求的主要原 因。因此， 必须建立对监测系统安装和新购置化学仪表的质量 监督工作规范标准， 成立专业的实验室对监测系统安装和新购 置化学仪表的质量和功能进行检测。 欢迎订阅 欢 迎撰稿 欢迎发布产品广告信息 口综述 口 3 建立专业的在线化学仪表维护机构 大多数电厂没有稳定的专业化在线化学仪表维护队伍， 也 很难在短时问内建立起来完整的在线化学仪表维护管理体系。 因此， 成立专业的在线化学仪表维护机构， 针对电厂提供在线 化学仪表的维护服务， 必将成为在线化学仪表维护工作的主要 方式 和发展方 向。 4 根据化学仪表技术的发展， 及时更新在线化学仪表工作 标准 建立仪表生产厂家、 电厂、 研究机构等技术部门的沟通渠 道， 制订在线化学仪表的生产设计和安装的统一规范， 并根据 电厂在线化学仪表技术的发展情况 ， 及时完善原有的标准规 程， 增订新的标准， 并保证新标准的贯彻落实。 5 加强对化学仪表所用标准物质和试剂的检验 标准物质和试剂的准确性直接影响到化学仪表测量数据， 因此必须加强对化学仪表所用标准物质和试剂的检验 ， 保证仪 表测量数据的准确性。 5结束语 电厂在线化学仪表管理工作的改进应以使仪表测量结果 具有溯源性， 使管理工作标准化和制度化， 使在线化学仪表的 设计规范化、 构造模块化和检测智能化为 目标 ， 最终使电厂在 线化学仪表的测量结果准确可靠， 为电厂的安全经济运行提供 可靠的保障。口 参考文献 [ 1 ]曹杰玉 ， 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