如何做好电厂化学分析仪表工作之基础篇.docx

1、如何做好电厂化学分析仪表工作之基础篇如何做好电厂化学分析仪表工作之基础篇一、分析仪表简单介绍电厂化学在线分析仪表是在电厂中对各种水、蒸汽、烟气等介质，进行化学物质定量分析的一种过程分析仪，是监督水质指标及系统设备运行状态的一只眼睛。随着大机组对安全运行、设备状态监督、经济性、环保等各方面的要求和认知的不断提高，分析仪表的重要性也再随之提高。电厂常见的在线分析仪表有：CEMS、氨逃逸、溶氧、pH、硅、钠、磷、电导、漏氢、纯氢、ORP、SDI、TOC、溶氢、余氯、联氨、浊度、酸碱浓度、湿度等。二、分析仪表行业现状及技术困难电厂化学分析仪表作为一个小专业、边缘专业，在大多火电厂中并没有得到充分的重视

2、，主要原因有以下几点：1、水质参数异常对机组的影响相对来说像是“慢性病”，并不如电气、热工保护那样动辄停机，那些相对来说像是“急性病”，所以可能就容易被觉得“超点也没事”。2、水质控制指标参数小，控制范围相对大，大多都在合理区间内运行，不容易被外专业人知道，也就是在电厂“没有上头条的命”。3、分析仪表又叫过程分析仪，经过一系列的预处理、分析、转换、计算过程得到最终测量值，相比较其他专业的仪表，其重现性和稳定性相对算是比较差的，时常会因为一个细节故障或维护问题，就导致数值偏差或失去有效性，也容易让人觉得不可信。我个人简单总结下分析仪表专业的特点是：基础维护多、故障难排查、消耗花费高、正常无人问、

3、故障惹人烦、行业乱遭遭。下面逐一简单介绍下：a、基础维护多：样品预处理、温度、流量、过滤器、试剂、仪表工作状态、消耗品、硬件等都是要经常检查和更换的，仪表的定期校验也较其他专业频繁。b、故障难排查：过程测量步续多、结构复杂加上测量值小，使得故障原因不可能直观判断，需要逐步排查。比如钠表从水样控制、碱化、空气混合、检测、计算、补偿等其中一个步序中的一个相关部件出了问题都会影响测量结果。c、消耗花费高：以一台钠表为例每年大概消耗：碱化剂24L、电极一组（不同品牌电极数量不一）、扩散管46根、参比液0.5L1L、标定液与活化液0.2L4L（不同表相差较大）、一次性移液管100多支，另O型圈、过滤器、

4、过滤器垫圈、空气泵组件等为不定期更换，还有其它非易损件等。硅表光药品一年也要4-8套。d、正常无人问、故障惹人烦：机组设备健康、稳定运行时，水质变化很小，监盘人员不会一直关注水质参数。很多水质参数报警，是由维护工作及仪表问题造成的占多数，水质超标一般也不会立刻影响安全运行，所以很多情况下，运行认为水质参数报警是比较烦人的事情。多个水质参数的组合变化不光可以相互佐证仪表的准确性，还可以帮助集控人员和仪表维护人员判断设备的健康状况。例如：主凝水一般主要监测钠离子、溶解氧、氢电导、全电导：1、如此4项均出现大幅上涨则一般为凝汽器泄露，可由集控人员视情况，判断是否申请停机；2、如果只有钠离子、氢电导、

5、溶解氧小幅度超标，则可能是凝汽器存在微漏或有疏水污染，可凝混床全处理继续运行，但要加强凝混床的监督，并对泄露进行查找并处理；3、如果只有溶解氧和氢电导上涨明显，则可能是真空下降或是取样管路有局部虹吸进气情况；4、如果只有氢电导超标，其他均正常，则可能是阳离子交换柱失效；5、如果只有全电导上涨，则可能是自动加氨控制系统故障，加氨量偏高；6、如果只有钠离子、溶解氧单项超标，则可能是负荷或样水压力波动较大，也可能是仪表自身问题。e、行业乱遭遭：行业技术不成熟、不统一，测量元件的质量和寿命参差不齐，国内仿冒备品泛滥等。例如：不同品牌的进口pH电极，寿命从几个月到2或3年都是有的，相差数倍。三、想做好分

6、析仪表工作，需从基建到运行维护中的每个环节全面入手按各环节简单介绍下注意点及处理不当将会引起的影响：1、取样点及加药点的选取位置要合理：易引起加药及pH控制不稳定，加氨后pH和烟气参数测量值有偏差2、管路长度控制：过长监测值响应会滞后，导致加药调节信号跟不上，造成pH或烟气参数波动幅度大3、密闭性、接头及材质：会影响溶解氧、氢电导、pH、烟气参数的测量准确性4、取样架设计：影响维护及检修工作的便利性5、样品冷却：影响测量数值的准确性及部分一次元件的寿命6、流量控制及分配：分配不当在机组负荷变化时会严重影响测量的数据稳定性，流量大小控制也影响药品消耗及部分仪表的测量准确7、加药控制：pH控制不稳

7、定将加速管路及设备的腐蚀速率8、仪表选型：市面仪表种类很多，但每种仪表测量的准确性、稳定性、经济性都有很大差别9、备品及药品的品质监督和管理：国内备件仿冒较多，如何甄别，电极、试剂等均有使用有效期限，合理统计并安排备件、试剂计划。10、人员技术培训：分析仪表的维护工作费时、费脑，一个微小的细节问题就能导致数值不准，因此对人员的分析判断能力要求高，特别需要有责任心、耐心和细心。尤其是责任心，水质正常未必准确，水质异常未必不准。虽然工作很难、很累、又没人了解，但我们依然不能放弃我们的责任。11、仪表运行维护及校验：大多仪表应严格按要求对仪表进行定期校验，以抵消一次元件测量特性漂移带来的准确性偏差，

8、而有些仪表在故障状态下是不能对仪表进行校验的，尤其是光学式仪表，例如硅表和烟气分析仪。这些仪表的斜率相对是稳定的，而故障状态下强行校验并不能解决问题，还会让原本的问题更加复杂化。12、数据分析及故障处理：日常巡检时，正常的仪表数据并不一定代表工作状态没有问题，如何判断，就需要在化学知识、测量原理、步序、仪表结构及功能、数据分析等有足够的认识，才知道从何下手去组合分析判断。对仪表数据及故障原因分析处理是分析仪表工作中最难的一项。下面我列举几个实例如下：某电厂由于基建时仪表选型很好，但取样点、管路材质、样水分配、接头等方面存在很多设计和用料问题，导致仪表经常受到工况变化、接头漏气、流量分配不均等影

9、响，缺陷频出。某电厂投运初期因自动加氨控制系统的取样点位置、控制信号选取、加药点位置不太合理，导致一段时期内给水pH不稳定，波动幅度较大，而该厂那段时间内锅炉爆管事故次数较老电厂高出数倍。某电厂扩建机组因仪表选型不当，过度价低优先的原则，导致投产不到半年，陆续出现测量不准确、药品堵塞严重、配件故障率高、分析过程不能完成等问题。地域问题也是需要注意的地方，北方地区脱硫CEMS系统特别需要注意保温，防止取样管路局部冷凝吸收了烟气中的SO2，而南方地区也应注意防止样水温度过高，导致的温度补偿有偏差的问题。还有高温高湿度对仪表的寿命影响也较大。四、分析仪表应向数字化、智能化、简约化发展1、数字化数字化

10、是分析仪表所必须的发展方向。由于分析仪表所检测的一次信号都非常微弱，现在的指标控制还在逐步严格，比如溶解氧、溶解氢正常的实际检测电流都在0.3nA以下。pH和钠表正常值到报警值之间的电位差也就十几毫伏，因此对二次表阻抗、电缆的长度、屏蔽效果都有很高要求，而二次表的输入阻抗已达极限。因此传统的模拟信号电极，已经严重制约分析仪表行业的发展。只有将一次元件的测量信号，就地转化为数字信号在进行传输，才能使测量下限和稳定性进一步提升。传感器数字化在欧美多年前就已起步，但由于受到成本、电极尺寸、技术融合等多方面的影响，目前只有少数公司有数字技术产品面世。利用数字化技术除了能解决传输距离和干扰问题，还对数据

11、管理、查看、分析、远程控制等提供更好的便利。2、智能化检测手段、微电路的不断发展，和现今维护人员的能力发展已严重失衡，使用者无法及时判断仪表的工作状态，只有依靠智能自动诊断技术，自动向用户通报分析仪的状态和维护管理建议。3、简约化简约化不光指仪表的结构和尺寸，还应包括低维护、长寿命、低成本、高可靠性和检查操作的简便性。五、行业还存在的其他问题分析仪表行业由于技术、资金、渠道门槛过高，大多都是巨型公司旗下的子公司，企业并购经常发生，但从这几年的实际效果来看，结果很不理想。尤其是06年掀起的全球并购潮，导致多家优秀分析仪表公司或部门被整合，许多企业为降低成本、迎合全球化，在整合后也对仪表设计、产地

12、、生产线进行大幅度改动，对不同分析仪使用通用型二次表，导致很多分析仪表公司的产品质量反不如前。具体表现在产品质量及寿命下降、设计不严谨、不合理、故障率高等方面。而电厂内部也有很多问题，我也跑过至少十几家火电厂、水电站、核电站，而大多地方由于专业合并，企业改制等多种因素导致，已经很少有分析仪表的专业班组，很多同行正好借机转向待遇更高工作更容易做的其他专业去了，而这些专业仪表又分配给那些非专业人员在继续在摸索维护。今后我将继续针对单独种类或单独型号仪表，进行技术特点及维护经验的分享，也希望大家相互学习和指正。如有相关的问题可以发送邮件给我，待有空闲时在和大家共同学习提高。水质参数异常对机组的影响相

13、对来说像是“慢性病”，并不如电气、热工保护那样动辄停机，那些相对来说像是“急性病”，所以可能就容易被觉得“超点也没事”电厂在线化学仪表的监督管理大容量机组对水汽品质要求极高， 水汽品质的准确监测是保证机组安全经济运行的必要手段。手工分析方法已经不能满足高品质水汽分析的要求， 必须依靠在线化学仪表进行监督。目前，国内有很多电厂水汽品质监测合格率虽高， 但热力设备水汽系统腐蚀、结垢和积盐现象非常严重，给电厂造成巨大的经济损失。化学仪表在线测量的准确性不高，水汽品质监控失效无疑是发生该现象的主要原因之一。因此，提高电厂在线化学仪表的测量准确性和可靠性， 对发电厂的安全经济运行具有重要意义。一、在线化

14、学仪表检验项目实施与进展1.对在线仪表进行校准及时准确检出不合格仪表，使运行人员第一时间获得准确数据，调整运行工况，使在线监测仪表可信、可控，成为安全运行的得力助手和向导而不是工作负担，真正成为电厂的“眼睛”和“耳朵”。2.统计在线化学仪表的合格率特别是针对不合格仪表，给出不合格原因， 并提出合理化建议。此项目自2009年年初开展以来的3年多时间里，省内电厂的仪表整体合格率稳步提升，人员技术水平不断进步。3.为电厂解决技术难题某电厂凝结水电导率长期不达标，首先对电导率表进行整机误差检验，确认仪表准确性。将标准电导率表和被检电导率表串联，同时测量凝结水出水电导率值，标准电导率表显示水质合格， 被

15、检仪表显示水质超标， 确定问题原因出在仪表本身。然后对二次仪表和电极进行分项检验， 检验后发现电极常数误差偏大导致了整机测量超差。最终找到问题原因，凝结水树脂颗粒由于水压过高被带入电极内部， 因为电极间距很小，刚好能容纳树脂颗粒，卡在两块电极板之间， 使电极常数发生变化。通过在电极入口加装过滤装置，并控制水压和流量，解决了长期困扰该电厂的问题。某电厂二期两台机组给水溶解氧长期不达标， 示值波动较大。首先对溶解氧表进行整机误差检验，确认仪表准确性。对电极进行表面清理、填充电解液后作空气校正，溶解氧表在饱和空气中的理论示值为8.2510-6(25)，再用零样水测其零点误差，接着将标准表和被检表串联，用加氧装置在水样内加入微量溶解氧，比较标准表和被检表的几组数据，得到被检表的整机引用误差。零点误差和整机引用误差均在合格范围内，然后分析可能影响测量数据的诸多因素。化学仪表属于精密计量仪表， 对环境、安装、样水条件、试剂、标准液以及校准标定、定期维护都有严格要求，影响因素较多。流量因素是影响在线仪表测量的普遍原因，检查后发现流量计的安装位置、量程配置、准确性均存在问题。但影响溶解氧的最大因素是取样系统严密性。空气中的氧含量是给水溶解氧的几千倍， 当流量是100mL/min时， 每分钟漏入直径为2mm的