王健 王飛

華電電力科學(xué)研究院有限公司東北分公司 遼寧沈陽(yáng) 110168

1 在線化學(xué)儀表配置

1.1 在線化學(xué)儀表配置必要性

目前，隨著我國(guó)發(fā)電機(jī)組參數(shù)與容量的不斷提升，水汽質(zhì)量的要求也隨之提升。水汽系統(tǒng)測(cè)量的可靠性和數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)也成為發(fā)電企業(yè)不容忽視的一環(huán)。發(fā)電企業(yè)對(duì)于水汽質(zhì)量的監(jiān)測(cè)主要依靠與人工取樣測(cè)量和在線化學(xué)儀表測(cè)量。人工取樣測(cè)量工作需要人力投入成本，且工作效率低。在一定程度上已經(jīng)不能滿足當(dāng)今發(fā)電企業(yè)水汽監(jiān)測(cè)的要求。人工取樣測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性也會(huì)降低，人為測(cè)量的結(jié)果誤差是不可避免的，測(cè)量精度更是可能達(dá)不到要求；人工取樣的測(cè)量分析具有明顯的滯后性，且無(wú)法對(duì)水汽系統(tǒng)進(jìn)行連續(xù)不間斷的監(jiān)測(cè)，所測(cè)數(shù)據(jù)只能反映局部的狀態(tài)。在線化學(xué)儀表可以實(shí)現(xiàn)集中布置采樣、連續(xù)監(jiān)測(cè)分析的模式。在線化學(xué)儀表是完成水汽指標(biāo)在線化學(xué)監(jiān)督與技術(shù)診斷的主要工具，其測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性，對(duì)發(fā)電機(jī)組的平穩(wěn)運(yùn)行具有重要的意義。

1.2 在線化學(xué)儀表配置原則

在電廠化學(xué)工藝初步設(shè)計(jì)階段，首先明確儀表設(shè)計(jì)的目的，依據(jù)電力規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)要求，充分考慮到電廠在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中需要嚴(yán)格監(jiān)督和重點(diǎn)監(jiān)控的部位以及控制的水質(zhì)指標(biāo)，再根據(jù)電廠所在區(qū)域水質(zhì)狀況，結(jié)合投運(yùn)電廠的反饋信息，盡可能細(xì)化設(shè)計(jì)內(nèi)容。通過(guò)不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，對(duì)水處理設(shè)備的各項(xiàng)出水指標(biāo)，配置相應(yīng)量程的在線監(jiān)測(cè)儀表，從而提高儀表的測(cè)量精密度，進(jìn)而降低儀表的自身測(cè)量誤差，更準(zhǔn)確地反饋水質(zhì)狀況。

2 在線化學(xué)儀表運(yùn)行常見問(wèn)題及解決辦法

2.1 系統(tǒng)泄露影響了檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度

發(fā)電機(jī)組運(yùn)行周期長(zhǎng)，常見的水汽系統(tǒng)泄漏一般表現(xiàn)在泄漏和滲水等多個(gè)方面。減溫緩解時(shí)壓力控制系統(tǒng)中的冷卻水出現(xiàn)滲漏導(dǎo)致冷卻水無(wú)法充滿，也因此大大降低了水樣冷卻的有效性，同時(shí)冷卻水供應(yīng)不到位造成環(huán)境溫度過(guò)高儀表也無(wú)法實(shí)現(xiàn)水溫補(bǔ)償，直接影響了水樣的質(zhì)量，進(jìn)而影響了在線儀表檢測(cè)的準(zhǔn)確度。

測(cè)量池、離子交換柱、流量計(jì)等部位均出現(xiàn)水泄漏，造成在低流量時(shí)暢通池內(nèi)的水樣無(wú)法填滿，因此在暢通池上部產(chǎn)生大量室內(nèi)空氣。則高電導(dǎo)率前的離子交換柱樹脂運(yùn)行期限縮短了。而漏氣漏水等現(xiàn)象也會(huì)嚴(yán)重影響在線化學(xué)儀器高壓電極測(cè)試的穩(wěn)定性，從而影響儀器檢測(cè)的準(zhǔn)確性。水樣純度受影響，或在檢測(cè)系統(tǒng)中產(chǎn)生泡沫，黏附在電極等檢測(cè)組件上，水樣若和氣體接觸，則可導(dǎo)致水中已電離的物質(zhì)溢出或水解，從而使水樣電導(dǎo)性改變。所以，要保護(hù)電導(dǎo)流通池的上游管道的緊密度。

為了克服系統(tǒng)泄露的問(wèn)題，可將流動(dòng)池的后排水管路改進(jìn)設(shè)計(jì)，使排氣液位標(biāo)高超過(guò)流動(dòng)池，進(jìn)而使流動(dòng)池中完全布滿了水樣，而無(wú)廢氣產(chǎn)生。改進(jìn)后的表計(jì)法解決了從表計(jì)流通池進(jìn)空氣的問(wèn)題。該辦法目前僅應(yīng)用于閉式流通池。另外，管道設(shè)計(jì)不合理，接頭密封環(huán)使用不合理，過(guò)濾器設(shè)置不齊全、安裝不合理等均可以導(dǎo)致取樣系統(tǒng)出現(xiàn)滲漏問(wèn)題。

2.2 測(cè)量流通池水樣溫度不合格的解決辦法

增加對(duì)減溫減壓設(shè)備的保護(hù)，并在水樣質(zhì)量不符合要求時(shí)投運(yùn)水樣自動(dòng)恒溫裝置。水樣減溫減壓裝置由減壓閥、減溫水管、給水調(diào)節(jié)閥、安全閥、自動(dòng)恒溫裝置等組成。造成水樣溫度過(guò)高的原因通常為冷卻系統(tǒng)和自動(dòng)恒溫裝置的冷卻效果達(dá)不到要求。某家發(fā)電企業(yè)流入儀表水樣安裝有恒溫系統(tǒng)裝置，手工取樣點(diǎn)未安裝恒溫系統(tǒng)裝置。排除其他干擾因素，采用YHJ-V型移動(dòng)式在線化學(xué)儀表檢驗(yàn)裝置對(duì)兩側(cè)水樣進(jìn)行檢測(cè)對(duì)比，數(shù)據(jù)結(jié)果見表1。

表1 人工取樣點(diǎn)與儀表流入水樣誤差檢驗(yàn)結(jié)果

結(jié)果表明，恒溫裝置系統(tǒng)制冷效率下降，可能導(dǎo)致在線化學(xué)儀表表計(jì)溫度補(bǔ)償困難由，從而會(huì)對(duì)水樣檢測(cè)結(jié)果造成偏差，影響測(cè)量結(jié)果的可靠性與準(zhǔn)確性。在日常的生產(chǎn)工作中，發(fā)電廠冷卻系統(tǒng)的用水來(lái)源為工業(yè)水，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間工作后在換熱器中就會(huì)形成污垢，影響水樣流速，從而造成制冷效率的降低；自動(dòng)恒溫系統(tǒng)在長(zhǎng)時(shí)間工作后制冷效率也會(huì)隨之降低；所以在工作中，對(duì)閉式冷卻系統(tǒng)的清洗和對(duì)自動(dòng)恒溫系統(tǒng)制冷效率的測(cè)試是保證水樣溫度控制的有效手段。

2.3 電極常見問(wèn)題及解決方法

在發(fā)電廠日常生產(chǎn)中，在線化學(xué)儀表檢測(cè)裝置的檢測(cè)是接連不斷的，電極的反應(yīng)過(guò)程中和流通池在水樣長(zhǎng)期作用下，會(huì)形成結(jié)垢堆積，在長(zhǎng)期工作后，會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生影響；而被測(cè)量水樣中的污染物附著于測(cè)試池中或與電極反應(yīng)過(guò)的敏感層表面，使得電極反應(yīng)速度逐漸降低甚至完全不能反應(yīng)。標(biāo)準(zhǔn)溶液、電解液、參比液等在配制使用的過(guò)程中發(fā)生損壞或由于泄漏而造成溶液缺失，降低了電極準(zhǔn)確度和檢測(cè)精度；另外，電極反應(yīng)過(guò)程中由于長(zhǎng)期儲(chǔ)存或長(zhǎng)時(shí)間使用接近失效而不按規(guī)定對(duì)電極進(jìn)行活化處置，所引起的高壓電極反應(yīng)降低，測(cè)量精度也降低。

工作中，電極污染較為常見，為防止此類問(wèn)題的發(fā)生，需要電廠工作人員對(duì)電極進(jìn)行定期的沖洗和活化處理，防止電極受到污染從而導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確。電極的清洗需格外小心其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，防止因?yàn)橥饬Χ蛊湓獾狡茐?。?duì)于電極的日常保養(yǎng)工作，具體操作應(yīng)當(dāng)按照相關(guān)操作規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作。對(duì)于進(jìn)行清潔、活性處理作業(yè)后反應(yīng)速度和檢測(cè)準(zhǔn)確度還未能恢復(fù)的電極必須及時(shí)替換。如果需要投入使用新的電極，需要對(duì)電極做好活性處理。

另外，由于樹脂的粒度非常小，氫型陽(yáng)離子交換柱會(huì)出現(xiàn)樹脂走漏的情況，走漏的樹脂通常會(huì)在電極之間被卡住，造成電導(dǎo)率的數(shù)值不準(zhǔn)確。要保證交換住樹脂捕捉裝置有效工作，并定期檢查和清除電極內(nèi)部的顆粒。如果選用電極長(zhǎng)度超過(guò)1mm的電極，就可大大減少在電極反應(yīng)過(guò)程中卡樹脂的機(jī)會(huì)。

2.4 樹脂常見問(wèn)題及解決方法

通過(guò)定期更新樹脂，可以提高樹脂的可靠性。目前許多的電力生產(chǎn)公司所采用的在線氫電導(dǎo)表中，均安裝了氫型陽(yáng)離子交換柱，其目的主要是為了避免因樹脂用量突然失效而所形成的計(jì)算誤差，因?yàn)槭褂脷湫碗x子交換柱能夠有效去除測(cè)量物質(zhì)中的陽(yáng)離子，使被測(cè)物質(zhì)剩余陰離子和氫離子。當(dāng)樹脂進(jìn)行較長(zhǎng)期的穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，自身的能力也將隨之減弱，這時(shí)產(chǎn)生的陽(yáng)離子泄漏就需要根據(jù)樹脂用量加以再生。樹脂失效也可能會(huì)造成環(huán)境檢測(cè)結(jié)果的偏差，與實(shí)際數(shù)據(jù)相對(duì)比，此時(shí)的檢測(cè)值偏低，使環(huán)境異常的問(wèn)題難以得到及時(shí)發(fā)現(xiàn)，同時(shí)對(duì)于水質(zhì)超標(biāo)的忽略也有可能引發(fā)安全事故問(wèn)題，所以有效監(jiān)測(cè)樹脂的變化狀況，并及時(shí)定期地進(jìn)行樹脂再生是日常生產(chǎn)工作中的關(guān)鍵任務(wù)之一。在某家電廠采用YHJ-V型移動(dòng)式在線化學(xué)儀表檢驗(yàn)裝置對(duì)電導(dǎo)率表校準(zhǔn)，數(shù)據(jù)結(jié)果見表2。

表2 氫電導(dǎo)率表交換柱附加誤差檢驗(yàn)結(jié)果

結(jié)果表明，氫交換柱樹脂再生程度不夠，會(huì)導(dǎo)致氫電導(dǎo)數(shù)據(jù)無(wú)法進(jìn)行準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)。因此合理的樹脂再生工作需要合理的再生方式，增加樹脂的再生量，以提高水質(zhì)檢測(cè)任務(wù)的精度與可信度。

3 做好在線化學(xué)儀表日常維護(hù)和管理制度

儀表誤差校驗(yàn)的要求。在線化學(xué)儀表在固定周期或特殊情況需要對(duì)其進(jìn)行校驗(yàn)，許多儀表都必須對(duì)標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行核對(duì)和校準(zhǔn)，從而確認(rèn)該儀器的準(zhǔn)確度，但是在有的情形下，儀表在進(jìn)行了準(zhǔn)確測(cè)量之后，卻并沒(méi)有使用校準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行比對(duì)檢測(cè)，或者采購(gòu)的和使用的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)已經(jīng)產(chǎn)生了失效狀況。而目前應(yīng)用的很多化學(xué)測(cè)量?jī)x器也僅僅適應(yīng)于對(duì)二次儀表的誤差分析，在針對(duì)實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境下該在線化學(xué)儀表的實(shí)際偏差也較難判斷，從而降低了化學(xué)儀器檢測(cè)的可靠性與精度。

確保電解液充足并有效。維護(hù)人員針對(duì)電極內(nèi)電解液有無(wú)產(chǎn)生污垢及量小的問(wèn)題加以檢測(cè)，并仔細(xì)觀察其有無(wú)產(chǎn)生異物滲出等狀況。對(duì)于日常生產(chǎn)時(shí)的化學(xué)儀表保養(yǎng)工作，相關(guān)責(zé)任人須保持每日對(duì)工作的儀表進(jìn)行巡查，相關(guān)化驗(yàn)人員定時(shí)對(duì)儀表進(jìn)行手工試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比。及時(shí)發(fā)現(xiàn)可能引起在線化學(xué)儀表出現(xiàn)數(shù)據(jù)誤差問(wèn)題的情況出現(xiàn)。如觀察冷卻水流量、水溫是否正常，觀察發(fā)送器上有無(wú)氣泡等相關(guān)狀況，查看儀表有無(wú)異常情況，觀察電導(dǎo)率表的交換柱樹脂等。如發(fā)現(xiàn)問(wèn)題需采取相應(yīng)方法處理，從而保障在線化學(xué)儀表數(shù)據(jù)的可靠性與真實(shí)性。

在線化學(xué)儀表需要做好定期維護(hù)，檢驗(yàn)項(xiàng)目和檢驗(yàn)周期可參考《DL/T 677-2018發(fā)電廠在線化學(xué)儀表檢驗(yàn)規(guī)程》，如表3所示。

表3 在線化學(xué)儀表檢驗(yàn)項(xiàng)目、技術(shù)要求與檢驗(yàn)周期

此外，機(jī)組供熱初期、停機(jī)或重啟的特定時(shí)間，儀表的工作情況會(huì)很相對(duì)不穩(wěn)定，由此造成結(jié)果不準(zhǔn)確，甚至給在線化學(xué)儀表造成實(shí)際性的損害。所以，在實(shí)際日常生產(chǎn)中，一些特定時(shí)段的維護(hù)保養(yǎng)工作也應(yīng)得到重視。

4 做好儀表日常維護(hù)的相關(guān)舉措

強(qiáng)化相關(guān)工作人員，必須經(jīng)過(guò)有關(guān)機(jī)構(gòu)的培訓(xùn)學(xué)習(xí)，并獲得檢測(cè)員資格，持證上崗。做好對(duì)在線化學(xué)儀表的技術(shù)培訓(xùn)，通過(guò)積極參與各類組織的技術(shù)培訓(xùn)活動(dòng)和交流會(huì)，強(qiáng)化自身專業(yè)技能，增強(qiáng)對(duì)設(shè)備的認(rèn)識(shí)，進(jìn)一步提升在線化學(xué)儀表相關(guān)工作人員的自身素養(yǎng)，通過(guò)日常生產(chǎn)中的工作，進(jìn)行溝通和實(shí)踐的分享式培訓(xùn)，就可以比較有效地找到存在的問(wèn)題并解決問(wèn)題。同時(shí)做好對(duì)工作人員的培訓(xùn)考核，以確保化學(xué)儀表相關(guān)技術(shù)人員持證上崗。增加對(duì)在線化學(xué)儀表的關(guān)注度和敏感度。

按照《DL/T 677-2018火電廠在線化學(xué)儀表檢驗(yàn)規(guī)程》《DL/T 246-2015化學(xué)監(jiān)督導(dǎo)則》緊密結(jié)合電廠實(shí)際需求，建立健全完善的相關(guān)規(guī)章制度和質(zhì)量管理體系，以規(guī)范現(xiàn)場(chǎng)儀器管理。

目前，制約進(jìn)口設(shè)備投入速度的重要因素是缺乏備品備件。因?yàn)檫M(jìn)口備品的備件訂貨周期較長(zhǎng)，所以要根據(jù)具體情況準(zhǔn)備需要的備品備件數(shù)量，并考慮儀表設(shè)備的服役期限。完善備品備件的供應(yīng)與管理。

建設(shè)和不斷完善化學(xué)儀表工作臺(tái)賬，主要內(nèi)容包含：儀器購(gòu)置管理臺(tái)賬(包含規(guī)格型號(hào)、儀器廠商、使用數(shù)量等信息)、化學(xué)儀表維修工作管理制度實(shí)施細(xì)則、故障維護(hù)記錄、維修記錄、試驗(yàn)報(bào)告、備品備件工作臺(tái)賬、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)程的配備、人員培訓(xùn)計(jì)劃等。

結(jié)語(yǔ)

發(fā)電廠在線化學(xué)儀表能實(shí)時(shí)有效地反映整個(gè)水汽系統(tǒng)的運(yùn)行情況，也能有效減少運(yùn)行人員的工作量。目前，國(guó)內(nèi)大多數(shù)電廠水汽檢測(cè)的結(jié)果合格率很高，但水汽系統(tǒng)內(nèi)部腐蝕結(jié)垢和積鹽的現(xiàn)象也較明顯。發(fā)電機(jī)組水汽系統(tǒng)的異常就像慢性病，通常是間接的，不易于被發(fā)現(xiàn)，也不易檢查診斷，但是對(duì)機(jī)組的危害往往是持續(xù)的，甚至嚴(yán)重的，如果累積到一定程度時(shí)，會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的安全事故。我們通過(guò)對(duì)在線化學(xué)儀表日常維修管理辦法的研究，以強(qiáng)化企業(yè)科學(xué)管理，并培訓(xùn)專門的相關(guān)技術(shù)人員，以提高發(fā)電廠對(duì)在線化工儀表的準(zhǔn)確度，充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，保證發(fā)電機(jī)組安全運(yùn)行，降低發(fā)電成本，提高機(jī)組長(zhǎng)期安全運(yùn)行的效率。

綜上所述，對(duì)電力企業(yè)和電站機(jī)組來(lái)說(shuō)，在線化學(xué)儀表保護(hù)工作的開展，是保證發(fā)電機(jī)組安全運(yùn)行和儀表檢測(cè)準(zhǔn)確度的主要保證。所以，每天做好巡檢工作、定時(shí)進(jìn)行檢查校驗(yàn)工作，是目前所有維護(hù)檢修工作人員所要面對(duì)的重點(diǎn)工作內(nèi)容。而唯有做到持續(xù)提升維護(hù)檢修人員工作的能力，減少技術(shù)缺陷，才能更好地發(fā)揮出節(jié)能降耗的重要作用。