貴州黔東電廠鈉離子分析儀測量值偏低問題分析及處理

王萬紅 嚴西楊（貴州黔東電力有限公司，貴州 凱里 557701）

貴州黔東電廠2*600MW機組自2009年投產(chǎn)以來兩臺機組汽水品質相對穩(wěn)定，但自2013年來我們通過對過熱蒸汽和凝結水鈉離子分析儀采集數(shù)據(jù)的分析發(fā)現(xiàn)頻繁出現(xiàn)測量值異常偏低的現(xiàn)象，出現(xiàn)該現(xiàn)象時鈉離子分析儀所測量鈉離子基本在0.01ppb，導致測量數(shù)據(jù)的準確度較低。鑒于過熱蒸汽和凝結水在火電廠熱力循環(huán)中的重要性，我廠熱控專業(yè)對這一現(xiàn)象的原因進行了分析、處理。

1 過熱蒸汽和凝結水鈉離子偏低情況

自2013年來我廠熱工人員和化學人員巡檢時多次發(fā)現(xiàn)#1、#2機組過熱蒸汽或凝結水鈉離子分析儀測量值偏低為0.01ppb的現(xiàn)象，在此期間機組負荷未明顯波動，其他汽水品質均正常，化學未進行重大操作，每次均經(jīng)標定后恢復正常。

2 過熱蒸汽和凝結水鈉離子偏低原因分析

2.1 pH對測量值的影響

鈉離子分析儀測量過程中其玻璃電極對水蒸氣中的離子具有一定的選擇性，即水蒸氣中的H+和K+離子會影響Na+測量值的大小，造成Na+的測量值偏低。一般情況下，玻璃電極對離子的選擇性為Ag+>H+>Na+>Li+>K+>NH4+，所以對于鈉離子濃度分析儀而言，準確測量鈉離子濃度的前提是盡可能避免、降低其它陽離子的干擾，對于電廠應用過程而言，H+，K+，NH4+作為最常見的干擾離子如何降低其對測量過程的干擾對于精確測量鈉離子濃度尤為重要，干擾程度取決于離子種類和離子濃度（活度）。根據(jù)能斯特方程E=E0+2.3(RT/nF)log[Na]我們可以知道，理論上，鈉離子濃度的對數(shù)和鈉電極測量電勢成線性。因此，幾乎所有的鈉離子分析儀都采用添加堿化劑的方式增加測量介質的pH值從而有效降低H+對Na+濃度測量的影響。但是，如果只考慮H+對Na+測量的影響，只要pH值>9.5就可以（相對誤差在5%左右）。

2.2 溫度對測量值的影響

溫度是影響鈉離子分析儀測量值的另一個因素，當水蒸氣溫度偏離25°C時會對鈉離子分析儀測量值產(chǎn)生較大的影響。通常情況下，鈉離子分析儀采用了不同的溫度補償措施對電位溫度和能斯特溫度進行補償，但是卻無法對容易溫度系數(shù)進行補償，它受溶液中Na+活度的影響較大。

2.3 流速對測量值的影響

我廠水蒸氣的導電率一般都小于10uS/cm，我們可以將其看成絕緣體。由于水蒸氣是絕緣的，無法將產(chǎn)生的靜電荷快速導出，使其在電極表面不斷積累，導致玻璃電極和參比電極之間的電位差發(fā)生改變，影響鈉離子分析儀測量結果的準確性。

2.4 液接電位對測量值的影響

液接電位一般產(chǎn)生在兩種不同組分或者組分相同濃度不同的溶液接觸的地方，二個液面內(nèi)外側的離子擴散速率不同形成一定的電位差。火電廠中汽水中的水質比較純，其離子強度跟電極中溶液的離子強度存在的差別較大。

3 針對以上的分析采取的具體解決策略

3.1 pH值的調(diào)節(jié)

為了降低pH對鈉離子分析儀測量結果的影響，我廠采用加二異丙胺處理方法，將其汽水系統(tǒng)水樣的pH調(diào)節(jié)到9.0以上。但是在實際應用過程中，加入過量的堿化劑會導致NH4+對測量結果的影響，堿化劑加藥不足將導致H+對測量結果的干擾，因此，將通過堿化劑加藥系統(tǒng)將測量介質的pH值控制在10.5-11..0之間（相對誤差<3%），從而最大限度降低干擾離子對在線鈉離子分析儀測量結果準確性的影響。

3.2 溫度補償措施

為了確保鈉離子分析儀能夠工作在25°C的環(huán)境中，我廠在汽水取樣系統(tǒng)中增加恒溫裝置，將水蒸氣的控制控制在25±1°C的范圍內(nèi)。

3.3 流速的控制

通常情況下，當水蒸汽的流量超過4L/h時，鈉離子分析儀的測量精確度較差，其測量誤差較大；當水蒸汽的流量為2L/h時，鈉離子分析儀的測量精確度較好，誤差不超過0.4%。因此，考慮到鈉離子分析儀測量結果的同步性和實時性，我們將水蒸汽的流量控制在2L/h，并每日巡檢控制儀表水樣流量。

3.4 鈉離子分析儀的保養(yǎng)

我們制定了定期的鈉離子分析儀維護和保養(yǎng)措施，在日常工作中定期對其進行檢查，定期對老化的取樣管路進行更換，并及時發(fā)現(xiàn)其測量中存在的問題，及時進行糾正。

4 結語

由于我廠鈉離子分析儀測量值不準確，導致熱力系統(tǒng)中設備的腐蝕和損壞情況較嚴重。除了跟鈉例子分析儀在測量過程中采用的計算方法有關外，還跟鈉例子中分析儀所處環(huán)境中的pH值、溫度、水蒸汽流速、液接電位差以及維護和保養(yǎng)情況有關。

[1]盧國華,周永言.電廠化學儀表計量管理存在問題及改進措施[J].中國計量2006(4):17-18.

[2]李志成,王應高.在線氫電導率表測量值與離子交換柱附加誤差關系的研究[J].熱力發(fā)電,2011(3):20-23.

[3]王濤英,徐軍鋒,郭包生等.600MW汽輪機在首次大修中的積鹽檢查[J].華北電力技術，2009，增刊（I）.