淺析火力發電廠汽水系統在線pH測量的影響因素

侯賢琴

（中國水電崇信發電有限責任公司,甘肅 平涼 744200）

火力發電廠汽水系統的化學監督是保障機組安全經濟運行的重要手段，特別是現今機組的容量、參數越來越高，對在線化學儀表測量的精確性也要求也日益提高。連續準確的測量控制汽水系統的pH值，是防止火力發電機組汽水系統金屬腐蝕的主要手段之一。pH過高或者過低，都會造成銅質設備或者鋼制設備的腐蝕溶解。因此提高汽水監督水平，提高在線儀表測量的準確性，使機組在最佳水汽品質工況下運行，是保證汽水系統防腐蝕、防結垢、防積鹽的重要措施，是機組安全經濟運行的重要保障。

1 pH測量原理

一個氫離子選擇性電極和一個參比電極同時浸入在某一溶液中組成原電池（參比電極電位恒定且已知），在一定得溫度下產生一個電動勢，這個電動勢羽絨業的氫離子活度有關，而與其他粒子的存在關系很小。符合能特方程：

E＝E0+2.303（RT/nF）*log（cH+）

電極斜率：2.303（RT/nF）

E0＝標準電極電位

R＝理想氣體常數（8.314J-1.Kmol-1）

T＝樣水的絕對溫度

n＝被測離子的價態（氫離子為+1價）

F＝法拉第常數（96490C/mol）

2 pH電極組成

參比電極：參比電極會產生一個恒定電位，不隨被測溶液濃度的變化而變化。

圖1 PH測量系統組成及原理圖

測量電極：測量電極頂部是一個特殊的對有敏感響應的球形玻璃膜，可透過玻璃膜進入電極，但其他離子無法進入。由于玻璃膜兩側溶液中離子濃度的差異，以及玻璃膜水化凝膠層內離子擴散的影響，就逐漸在膜外側和膜內側兩個相界面之間建立起一個相對穩定的電勢差，稱為膜電勢。其電極電位是活度的函數，所以原電池的電動勢與的活度有一一對應的關系。因此，原電池的作用是把難以直接測量的化學量（離子活度）轉換成容易測量的電能，即測量電池的電動勢。

變送器：其作用是監測測量電池的電動勢并能直接顯示被測溶液的pH值，如圖1所示。

3 低電導率水樣pH在線測量影響因素及相關措施

3.1 污染

低電導率的高純水水樣在生產現場容易被現場環境污染，這些污染來自大氣（尤其是空氣中所含溶于水中）、取樣管路長期運行的沉積物（氧化鐵和其他金屬腐蝕產物以及灰塵顆粒）、高電導率的標準緩沖液污染、不正確的取樣系統以及參比電極滲出液。

解決方法是在測量池前加裝專用濾芯，并定期更換，避免水樣管路中的沉積物污染電極。定期檢查水樣管路，比如有可能老化會破裂的浮子流量計部分，緊固有可能松動漏氣的金屬取樣管接頭部分。

3.2 流動電位

玻璃電極的電位與水樣中的氫離子活度的對數成比例，反映水樣的真實pH值。而低電導率水樣在流動過程中，額外產生的變化電位，該點位疊加到玻璃電極上，使玻璃電極的電位發生變化而造成pH的測量誤差，并且該誤差變化不定。

解決方法是使用導電的流通池、對稱PH復合電極和減少電極表面流速來減少流動電位對電導率水樣pH在線測量的影響。

3.3 液接電位

液接電位在低電導率水樣中最為明顯，是參比電極的電位發生變化，從而改變了玻璃電極和參比電極的電位差，造成pH測量誤差。

解決方法是在pH儀表整機校準時，應保證液接電位的穩定。在低電導率水樣中進行在線校準，或使用與被測水樣電導率相近的標準水樣進行校準。

3.4 溫度

在測量低電導率水樣pH時，流動水樣的溫度變化，以及補償到25℃所用的溫度補償系數，對pH測量的準確性有較大的影響。

解決方法是儀表自動溫度補償，因為系數F/（2.3RT）和參比電極的電極電位受溫度的影響是成規律性的變化，這樣就可以通過儀表的溫度補償校正加以消除。

添加系統水樣恒溫裝置，隨時保持水樣溫度在25℃±1℃范圍內。水樣的離子平衡雖然和溫度的變化有關，但是和水中不同物質的離子組成也有變化，且復雜無規律。對水樣本身pH受溫度變化的影響無法進行補償和消除，而我們的自己水汽指標是25℃時的pH值，所以解決第三種溫度的影響的措施就是嚴格控制水樣的25℃±1℃范圍內。

3.5 流速

應控制流經pH測量流通池的水樣流速在一定范圍內，才能使測量結果穩定準確。解決方法是增加浮子流量計，并定期檢查更換。

結語

綜上，pH作為汽水指標的核心參數之一，pH的準確控制和機組的安全經濟性息息相關。這要求我們熱控人員具備扎實的專業知識，以達到針對pH儀表的檢測能從從整個測量系統上全面的分析和檢測。

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