火电厂水质分析仪器与计量管理修改.docx

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火电厂水质分析仪器与计量管理修改

火电厂水质分析仪器

与计量管理

编撰、主讲：

王二福

目录

第一部分基础知识

1、电厂水质分析仪器2、计量3、计量学4、计量管理5、计量工作内容

6、测量7、法制计量8、计量监督9、法定计量单位10、法定计量机构

一、名词术语定义┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈1

二、电厂水质分析仪器为什么必须纳入计量管理┈┈┈┈┈┈┈┈3

1、电力建设发展2、我国发电设备装机情况3、电力发展现状4、经济改革与火电发展5、火电装机情况6、电力发展至2010年规划

（一）现代电力发展需要水质分析仪器提供技术支持┈┈┈┈┈3

（二）当代科技进步需要电厂水质分析仪器专业发展┈┈┈┈┈11

1、分析仪器专业中亟待解决的问题2、化学仪表现状与未来3、水质分析仪器的作用4、火电厂水质分析仪器的质量保证体系5、电厂水质分析仪器的计量管理

（三）电厂水质分析仪器现状已不能满足电力发展与生产的实际需要┈┈14

（四）电厂水质分析仪器属于计量器具┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈22

第二部分计量管理

一、我国计量管理法律、法规与现行制度┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈23

二、我国实验室认可组织管理系统┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈24

三、电力行业计量管理体系┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈25

四、电力改革新体制水质分析仪器专业归口管理┈┈┈┈┈┈┈┈26

五、工业计量┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈27

（一）工业计量管理┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈27

（二）工业计量管理的实施要求┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈28

（三）开展“计量确认”工作的基本要求┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈29

（四）工业计量原则┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈31

六、法制计量管理与工业计量管理对照┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈32

七、计量认证、计量确认实验室认可对照┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈33

八、电厂水质分析仪器计量管理┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈36

（一）电厂水质分析仪器应用特点┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈36

（二）标准物质┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈37

（三）标准仪器设备与校准物质┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈39

第三部分量值传递与量值溯源

一、量值传递┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈40

1、定义2、规定

二、量值溯源┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈40

（一）术语定义┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈40

1、量值2、溯源性3、测量4、计量基准5、国际计量基准6、国家计量基准

（二）量值溯源的基（标）准┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈41

（三）量值溯源的途径┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈41

（四）溯源链┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈42

（五）量值溯源政策┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈43

（六）关键词┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈43

附件图（表）：

1、电力行业电厂水质分析仪器（三级）量值传递体系

2、电力行业水质分析仪器量值溯源图

3、电力行业分析仪器量值传递、溯源对照

4、量值溯源与量值传递

第四部分数据处理与测量误差

一、数据处理┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈48

1、为什么要进行数据处理2、数据处理的作用3、有效数字及位数

1、定义2、测量误差的量化指标3、电厂水质分析仪器测量误差的来源

二、测量误差┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈49

1、绝对误差2、相对误差

三、测量误差的一般性表达┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈50

1、绝对误差2、相对误差3、系统误差4、其它误差

四、测量误差的分类┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈51

五、几种误差指标的术语定义┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈52

（一）准确度┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈52

（二）精密度┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈53

（三）正确度┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈53

（四）测量不确定度┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈53

1、误差指标2、绝对误差3、随机误差4、系统误差5、测量不确定度6、器具误差7、方法误差8、零值误差9、回程误差10、粗大误差11、残余误差12、标准偏差

六、电厂水质分析仪器采用的测量误差┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈54

七、测量误差与测量不确定度对照┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈57

第一部分

电厂水质分析仪器与计量

（一）名词术语定义

1、电厂水质分析仪器

以测量物质的化学组成、结构及某些物理特性的仪器称谓成份分析仪器。

在火电厂中用于水汽质量监测的在线式工业化学仪表与离线式实验室仪器统称水质分析仪器。

2、计量

计量是实现单位统一、量值准确可靠的活动。

计量在历史上被称作度、量、衡，中国古代称砝码为“权”，至今人们仍在用“天平”代表法制与法律的公正性，这些都表明计量象征权利和公正。

3、计量学

计量学是研究测量的科学。

它涵盖了研究测量的理论与实践的各个方面，而不管测量的不确定度如何，也不管测量是在哪个领域中进行的。

按照性质分类，计量学有以下六个分支学科：

（1）法制计量学（主要研究计量立法问题）

（2）普通计量学

（3）应用计量学

（4）质量计量学（主要研究质量与工艺测量）

（5）理论计量学（主要研究计量工作的理论问题）

（6）工业计量学（主要研究涉及工业过程中的测量问题）

4、计量管理

计量管理工作是为经济而有效地满足社会对测量的需要而进行的一项法制、技术和管理三个方面的有组织的活动。

5、计量工作内容

（1）贯彻法制计量与单位制（法制计量单位）

（2）计量器具（或测量设备）包括实现或复现计量单位的计量基准（或标准），以及一切工作计量器具的应用。

（3）进行量值传递与量值溯源，包括检定、校准、测试、检验与检测。

（4）物理常量材料与物质特性的测定。

（5）测量不确定度、数据处理与测量理论及测量方法的确定。

（6）计量管理，包括计量保证与计量监督等。

6、测量

以确定量值为目的的一组操作。

（清注意：

现场就地在线仪表的作用是测量，确定仪表技术性能指标的操作为计量，二者有着本质上的区别。

）

7、法制计量

计量的一部分，即与法定计量机构所执行工作有关的部分，涉及到对计量单位,测量方法，测量设备和测量实验室的法定要求。

8、计量监督

为核查计量器具是否依照计量法律、法规正确使用和诚信使用，而对计量器具制造、安装、修理或使用进行控制的程序。

9、法定计量单位

由国家法律承认，具有法定地位的计量单位。

《计量法》规定，国家采用国际单位制计量单位和国家选定的其它计量单位为国家法定计量单位。

国家法定计量单位的名称、符号由国务院公布。

10、法定计量机构

负责在法制计量领域实施法律和法规的机构。

注：

法定计量机构可以是政府机构，也可以是国家授权的其它机构，其主要任务是执行计量控制。

（二）电厂水质分析仪器为什么必须纳入计量管理

①.现代电力发展需要水质分析仪器提供技术支持；

②.当代科技进步需要电厂水质分析仪器专业发展；

③.电厂水质分析仪器现状表明，已经不能满足电力技术发展与生产建设的实际需要；

④.按照计量管理规定，电厂水质分析仪器属于计量器具，按照我国计量管理法律法规的规定理应纳入计量管理范畴。

1、现代电力发展需要水质分析仪器提供技术支持

电力发展与大电机时代——原电力工业部史大桢部长指出：

我国的发电设备已进入大电机时代，电厂化学监督与质量控制已成为火电厂安全运行的重要标志。

再不着手解决化学水处理与化学监督问题，电厂将无宁日！

下面介绍现代电力发展概况之前，首先介绍什么是大电机时代，再讲述进入大电机时代与中小机组时期究竟有什么不同，这样两个问题。

目的是帮助大家打破传统观念，树立大电机（大机组）理念。

重新站在"大电机时代"的高度，回过头来再去审视电厂化学仪表专业工作就会发现一些问题……

大容量

高参数

工作介质

热焓不同

水汽质量

标准不同

1.超高压机组锅炉容量：

700T/h（主力机组200MW）

2.亚临界机组锅炉容量：

1029T/h（主力机组300MW）

3.超临界机组锅炉容量：

1900T/h（主力机组600MW）

1.超高压力机组

2.亚临界压力机组

3.超临界压力机组

4.超超临界压力机组

热焓---单位质量的物质所含的全部热能。

不同类型机组的工作介质热焓不同。

机组越大，蒸汽中的热焓值就越高

水汽质量标准不同，电厂化学工作的性质也有所不同（由一般性监督）上升为大机组安全、稳定运行的把关作用）

节能降耗、

高能输出型

工作介质的热焓量大，水汽质量对热力设备的缓冲性能降低，电厂化学水处理与监督，就由“慢性病“转变为“急症”

水汽质量与电厂化学工作已成为制约大机组发展的瓶颈。

应用当代科学技术，加强水质分析仪器工作，开展技术诊断，建立专家系统是稳定大机组安全生产的关键。

发电方面：

技术含量高、煤耗低、热效率高、环保性能好的特点。

（2008年我国煤耗已降为347克，美国为360克）

供电方面：

改善电网结构、提高电网可靠性、有利于提升我国电力工业整体技术水平。

大机组特点

大电机时代与中小型机组时期的比对区别

三千五百多亿千瓦时

二百八十二万八千多亿千瓦时

1980年（全国）

26年

后

装机容量：

6000多万千瓦发电量：

3500多亿千瓦时

2006年（全国）

装机容量：

6.2亿千瓦发电量：

2828000多亿千瓦时

消耗

降低

大机组、自动化、新技术、新材料、新工艺是降耗关键

供电煤耗

从1978年的522克/千瓦时，到2008降至347克/千瓦时，19年来我国的发电煤耗下降了175克/千瓦时

线损率

从8.93%降至7.08%（输电由高压向超高压过渡）

高电压、跨地区、大电网组件、优化中调、降耗措施，500KV-1000KV

汇总概谈

20多年来，在发电设备方面，我国从上世纪七十年代开始引进30万、60万千瓦亚临界机组成套设备，并进行消化吸收。

目前已全部实现国产化，全面掌握设计制造与控制技术。

超临界正在进行中。

超超临界机组已经启步。

电力建设发展

我国发电装机位于世界第2位

至2005年底全国发电装机总容量：

5.1亿千瓦（51718.48万千瓦）

全国百万电厂共：

129座

装机容量：

1.9亿千瓦（19293万千瓦），发电总量约37.3%

水电

火电

核电

发电量：

1557.15亿千万时/年，百万电厂占全部水电发电量的39.28%

发电量：

8427亿千万时/年，百万电厂发电量占全部火电发电量的41.23%

发电量：

507.33亿千万时/年，百万核电发电量占全部核电发电量的95.56%

水电厂之最

火电厂之最

核电厂之最

最大的水电厂：

长江三峡电厂。

总装机：

960万千瓦

年发电：

500亿千瓦时

最大火电厂（装机容量）

内蒙托克托发电公司

福建华阳后石电厂

总装机均为；360万千瓦

最大核电站：

广东岭澳核电站

总装机：

198万千瓦

单机容量最大，参数最高

浙江华能玉环电厂：

超超临界，单机100万千瓦

华电国际邹县发电厂超超临界单机100万千瓦

2005年我国发电设备装机情况

2005年

全国电力装机总量5.1亿

标志着我国电力工业技术装备水平和制造能力进入新的发展阶段。

同比增长20.3%

2006年底

同比增长13.5%

发电装机容量：

6亿2千2百万千瓦

全国发电量：

28344亿千瓦时

水电发电量

占总发电量

14.7%

核电发电量

占总发电量

1.92%

火力发电量

占总发电量

83.17%

发电量同比增长超过20%省份6个

内蒙古青海贵州云南浙江江苏

2006年全社会用电量已达到28248亿千瓦时，同比增长14%

电力供需矛盾进一步缓和

与国际发展比较

2006年度新增装机超过1亿万千瓦

占世界第2位（美国装机容量约10亿万千瓦，中国6.22亿万千瓦）

存在的问题：

当前中国电力工业结构调整和产业升级任务较重，电力调整方式落后，没有考虑到节能与环保要求，电网建设相对落后，不适应形式发展需求，电力建设质量和安全隐患不容忽视。

2006年电力发展情况

2005年全国电力工业发展统计年报显示

火力发电厂产业特点

投资相对少，建设周期短。

为此，近期火电装机增速加快

火电装机容量

至2005年底已达3.9亿千瓦（39137.56万千瓦）

火电装机占全部装机

总容量的：

76.6%

趋势

火电方向

超超临界（百万千瓦/单机）是国际上火电机组发展方向，具有技术含量高，煤耗低、热效率高，环保性能好的特点。

发展百万机组不仅有助于改善我国电网结构，提高电网可靠性。

而且有利于提升我国电力工业的整体技术水平

经济改革与火电发展

目前主力机组

300MW、600MW已成为主流机组

600MW及以上机组投产情况：

已在我国16个省、自治区、直辖市投产

火电装机容量3.9亿千瓦

占全部发电容量的：

76.67%

火电装机概况

2007年度与2006年度发展对照

2006年度装机容量同比增长20.3％，发电量同比增长13.5％

2006年度装机容量同比增长20.3％，发电量同比增长13.5％

6MW及以上机组发电设备利用率

利用小时：

5011小时，同比下降187％

火电

利用小时：

5316

同比下降：

－296％

核电

利用小时：

7737

同比下降：

－69％

水电

利用小时：

3532

同比增长：

139％

发电设备装机容量增速超过20％省

广西（48.6％）、安徽（39.8％）、内蒙古（38.9％）

发电量超过20％（同比增长）的省

广西（29.4％）、内蒙古（28.6％）、福建（26.7％）、云南（22.2％）、重庆（21.0％）、湖南（20.3％）

2007年度电力发展现状

我国发电设备总容量位于世界第二位

至2007年底全国发电设备装机容量为：

71329万亿千瓦

（7.1亿）

同比增长：

14.36％

风电

装机总量：

403万千瓦

约占总容量的：

0.56％

同比增长：

94.4％

核电

装机总量：

885万千瓦

约占总容量的：

1.24％

同比增长：

29.2％

火电

装机总量：

55442万千瓦

约占总容量的：

77.73％

同比增长：

14.59％

水电

装机总量：

14526万千瓦

约占总容量的：

20.36％

同比增长：

11.49％

全口径发电量

32559亿千瓦时

同比增长：

14.4％

核电

发电量：

626亿千瓦时

占总发电量的：

1.92％

同比增长：

14.1％

火电

发电量：

26980亿千瓦时

占总发电量的：

82.86％

同比增长：

13.8％

风电

发电量：

56亿千瓦时

占总发电量的：

0.17％

同比增长：

95.2％

水电

发电量：

4867亿千瓦时

占总发电量的：

14.9％

同比增长：

17.6％

至2007年底我国发电设备装机情况

2008年度水电装机

长江三峡电站

五台机组投产（5台×70万=350万）

年底前新投产350万千瓦

云南军洪水电站

一期工程结束3台机组共105万千瓦年底前投产

广西龙滩水电站

一期工程结束（4台×70万=280万）

年底前投产4台280万千瓦

云南军洪水电站

总装机：

总容量：

截至20xx年底（广西龙滩水电站）

总装机：

7台机组

总容量：

420万千瓦

截至2008年底（三峡水电站）

总装机：

26台机组

总容量：

1820万千瓦

三大主力水电站装机容量2345万千瓦

2008年发电生产能力继续提高电源结构调整后水电发展

火电继续向大容量、高参数、节水环保方向发展

江苏泰州电厂一台百万千瓦机组于2008年年底前投产

至2008年底上海外高桥电厂两台百万千瓦机组相继投产

至2008年底全国在运的百万千瓦超超临界机组达到十台

世界首台百万千瓦超超临界空冷机组也已于2008年底在宁夏开加建设

2008年电源结构调整火电发展情况

核电与风电2008年度发展统计

风电

趋势：

风电翻倍增长。

全年基建新增风电设备466万千瓦。

其中内蒙继去年（2007年）风电装机突破100万千瓦，2008年逼近300万千瓦。

风电总装机容量：

894万千瓦

核电

趋势：

加快立项与建设速度，全年共核准核电项目有：

浙江秦山、福建宁德、福建福清、广东阳江，，共批准4家，建设规模：

1512万千瓦

2008年电源结构调整核电与风电发展情况

《中国电力工业最新发展规划》2007.1.30发布

2010年

全国发电装机将达到8.4亿

我国发电结构调整为：

和谐电力

资源节约型，环境友好型

生物质发电装机将达到——

550万千瓦

煤电装机总容量将达到——

5.93亿

天然气发电装机容量将达到——3600万千瓦

风电装机容量将达到——

500万千瓦

核电装机容量将达到——

1000万千瓦

水电装机容量将达到—1.9亿千瓦

电力发展至2010年规划

2008年加大了全国电源结构调整力度

加快水电建设步伐

·三峡电站已有21台机组投产，发电能力达到1480万千瓦

·龙滩、小弯、构皮滩、瀑布沟、锦屏、拉西瓦、向家垻、溪洛渡一批大型水电站相继开工建设，其中已有部分项目工程已投产发电。

核电方面

随着田湾核电站两台核电机组投产，全国核电装机容量已达885万千瓦。

红沿河核电项目已经开始启动。

风电取得突破性进展

·国电公司，大唐集团公司风电装机容量相继超过百万千瓦。

·内蒙古成为全国首个风电装机突破百万千瓦的省份。

·11月8日我国首个海上风站在渤海油田顺利投产，拉开了我国有效利用海上风能的序幕。

节能减排型电站已经启动

·一批生物质发电厂建成投产

·光伏发电和煤层气开发积极推进

2008年开始进行电源建设结构调整

本节主题

更新观念，树立大电机时代、大工业体系和现代化思维和理念，重新认识电厂水质分析仪器专业发展。

电监会总监谭荣尧于2007年3月28日讲话指出：

电力行业目前存在的四大问题。

1.效率底。

电力工业"高投入、高消耗、低效率"方面问题较为突出

2.电源结构不合理。

电力发展与资源、环境的矛盾日趋突出。

3.电网发展滞后于电源建设和用电需求。

与国外比较，供电设施装备水平较低，供电可靠性不高，服务质量差。

4.发电机构没有理顺。

电力法律、法规建设滞后，行业规划和产业政策薄弱，电力供应与经济社会发展需求不够协调。

上述问题是中国电力市场化程度底，导致电力行业的结构与机制不协调。

企业改革不到位，国企改革至今尚未取得突破性进展。

要使电力行业绩效提高，必须尽快在市场化、企业改革和建立现代监管三个方面取得实质性进展。

电力改革中发现的问题

电力产业环境、产业政策与体制改革

（2008.1.18）

国务院新闻办公室2007年12月26日发布了《中国能源状况与政策》白皮书。

这是中国首次以国家名义发布的能源文件，说明中国的能源问题已引起政府的关注。

全国电力装机最新情况

2007年12月29日，随着国电泰州百万电厂超超临界机组投产，中国国电发电集团公司的装机容量已经突破6000万千瓦。

中国华电发电集团公司也宣布其装机容量“跨过6000万千瓦关口”，至2007年底，中国五大发电集团公司中已经有四家装机容量已经突破6000万千瓦。

至2007年底，全国发电设备新增装机容量为8500万千瓦，据统计，全国电力装机总容量已经突破七亿千瓦。

至2008年底，全国总装机容量7.9253亿万千瓦，仍位居世界第二位，其中火电的总装机容量为6.0132亿万千瓦。

2008年，全国发电设备新增装机容量为7924万千瓦，比去年新增装机减少576万千瓦。

电力发展形势分析

通过几年来连续高速的电源建设，一度出现的全国性“电荒”形势已被彻底扭转，中国电力装机近几年来连续突破4亿千瓦、五亿千瓦、6亿千瓦、7亿千瓦四个标志性关口，这5年中（2003年～2007年，即电力改革后的五年中）全国新增加的装机接近前52年的总合。

仅以国电集团为例，装机容量从2002年组建时的2213万千瓦，迅速跃升至6006万千瓦（截至2007年底）。

值得注意的是，在装机容量快速增长的同时，中国电源建设中“快中求变”的特征非常明显。

在备受关注的火电领域，在对高耗、高排的小火电机组实施“铁腕关停”的同时，一批清洁高效的大机组纷纷重装上阵。

我国电力工业已经加速迈向大机组时代（以前称：

“大电机时代”）。

目前，30万、60万机组已成为主力机组，并逐步向100万千瓦/单机级发展，火电机组参数逐步向超临界、超超临界方向发展。

至2007年11月底，国电集团30万以上机组比例已达73％，这个数字比五年前提高了33个百分点。

随着华能玉环电厂、华电趋县电厂、国电泰州电厂百万千瓦超超临界机组的相继投产，标志着我国已经成功掌握了世界上先进的火力发电技术。

存在的问题

在中国电力装机快速增长的同时，中国电源点内部结构不尽合理，火电比例过高等问题尚未获得明显的改善，亟需可再生能源发电，新能源建设等方面加大力度。

中国能源资源特点可概括为：

“总量较大，人均较低，分布不均，开发较难”，与世界能源资源开发条件相比较。

中国煤炭资源的地质开采条件较差，大部分贮量需要井工开采极少量的可供露天开采。

石油、天然气资源的地质条件复杂，埋藏深，勘探开发技术要求高，在此项技术方面与发达国家相比还存在一定的差距。

电力发展预测

根据预测，随着国民经济继续保持较快发展，预计2007年～2010年全社会用电量年均增长10％左右，到2010年将达到9亿千瓦（全国装机总容量），电力供需“基本平衡”的态势，不会改变。

按照重新调整计划近3年来每年新增装机容量为6000多万千瓦。

（二）当代科技进步需要电厂水质分析仪器专业发展

“科技进步”、“信息”与“水质分析仪器”之间的关系：

科学仪器是为人类各项领域的需求提供准确、可靠、及时的信息，为检测、传输、处理和应用服务。

完成相关的监测、控制任务是信息时代和社会现代化的基础。

电厂水质分析仪器是获取电力生产过程中水汽质量监控信息的主要技术手段。

准确的分析采集，可靠的预测量信息是大机组安全稳定运行的屏障，是实现电厂化学现代化的重要标志和基础。

充分利用当代科学技术高速发展机遇，应用现代科学仪器与信息技术手段，发展电厂水质