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摘要:文章针对大唐辽源发电厂2台330 MW机组的给水加氨系统,通过长时间的总结和实验,对氢电导率表生产测量准确性进行评价,讨论了氢电导率表的测量原理和对生产的重要意义,找出了氢电导率表普遍偏高的原因,并给出了控制氢电导率表准确性的方案。
关键词:给水加氨;氢电导率;准确性
中图分类号:TM621.8 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2012)26-0179-02
大唐辽源发电厂2台330 MW机组都采用给水加氨系统,氢电导率表对水质监督起了至关重要的作用,氢电导率可随时反映热力系统中的有害杂质的总量,是化学监测的重要途径。但由于维护不当或者使用方法将导致氢电导表失去准确性,将不能及时反映水中杂质情况,造成水质恶化的假象甚至影响化学设备的经济安全运行,因此对氢电导率表准确性进行控制是必要的,通过对影响氢电导率测量准确性的一些因素进行分析和实验,总结出保证电厂氢电导率表测量准确的途径。
1 氢电导率反应水质恶化的原理
电厂各种用水水质中的各种带电离子都具有导电的能力,通常用电导率来表示其导电的能力。火力发电厂热力管路系统中为了延缓金属发生腐蚀,多数采用补给水加氨进行碱化处理。氨具有挥发的物理特性,除了与碳酸中和掉一部分外大多数留在热力系统水汽循环中,汽水中氨含量维持在1.1~3.2 mg/L。而在机组正常运行时,在除盐水、凝结水、蒸汽中的其他杂质成份含量基本上是微克级,这微量的氨使电导率检测无法反映出有害阴离子含量,但是经过阳离子交换树脂柱后可将铵根消耗掉,检测电导率就能准确地反映热力系统中阴离子的总量。
所谓氢电导率,就是将检测试样先通过一个阳离子交换树脂柱,水中的阳离子被树脂中的氢离子置换掉,经过上述处理后检测电导率。
2 水汽中氢电导率表的重要作用
当水汽中阴离子如: 氯离子、乙酸根、硫酸根等的含量发生变化时,电导率能直接迅速地反映出来。而这些阴离子也正是水汽监督的对象。
①氢电导率能准确反映凝汽器是否泄漏。一般凝汽器冷却水水质很差,凝汽器发生微量的短时的泄漏,其他在线仪表还没有反映,而氢电导却有明显的变化。
②机组启动阶段的水质监控。火力发电机组启动时,水质杂质复杂,热力系统的水汽质量难以控制,各种杂质成份多而杂,在线仪表难以检测全面,运行人员检测困难,实验室分析耗时长,达不到启动各阶段的时市控制。然而,通过分析氢电导率和常见杂质的数据分析,可直接反映水汽品质,运行人员可以从氢电导率表的数据波动,判断水汽质量的变化,很好的起到对机组启动过程进行水质监督。
③能灵敏反映锅炉水的氯根的变化。当凝结水精除盐混床树脂失效后,漏出的微量氯离子会引起氢电导率急剧变化。
④能直接反映蒸汽中少量有机酸的变化。当破碎的精除盐树脂进入锅炉水系统,或含油疏水进入水系统等原因,使热力系统中含有一定的有机酸,当其他杂质合格的情况下,氢电导率能直接判断有机酸的含量。
氢电导率的任何变化,都可能有潜在的原因,在化学监督中要引起足够重视,并通过其他检测手段加以确认。
3 氢电导率表校验方法讨论
①标准溶液法确定电极常数。一般用标准氯化钾溶液进行校验,对于仪器检测范围经常在0~1μs/cm时,标准溶液的电导率最好落在这个范围内,但是这么小浓度的标准溶液,按国标方法在配置过程中,配置纯水难免接触空气,标准溶液的实际电导率值已经不是标准值,造成校验会产生实验误差。所以这种方法难以保证足够高的精度。
4 影响氢电导率表稳定性的因素
在大容量机组水汽检测中,氢电导表检测一般要求不大于1 μs/cm,电导率越小越容易受到外界因素的影响,如:温度变化、测量杯密闭性不好或检测池被污染、水样流量不稳或偏流、阳离子交换树脂的再生度低等,使用中应注意这几个方面,可保证氢电导率保证检测结果的稳定性。
5 氢电导率表准确性控制途径
5.2 测量杯和流量的控制
氢电导率表的测量必须隔绝空气,保证水质的纯净,取样管路,交换柱、流量计、阀门的渗漏,直接影响测定数据,尤其是离子交换柱,要防止外漏或内漏,这种漏入的二氧化碳并不代表水样实际的二氧化碳含量,使测量结果偏大,造成水质恶化的假象。
此处,可以采取压力检测,用手将电极杯出口堵住,查看是否有渗漏的地方采取相应措施即可,同时注意定期清洗电极。
注意控制水样流量,流量太小检测数据偏小,水样流量太大检测数据偏大。水流变化一般人为可控,注意实时调节,在鉴定仪表时一定要调制仪表要求的流量、温度范围内,保证准确性。
5.3 树脂再生程度控制
5.4 树脂失效终点的判断
在氢型阳离子交换树脂完全置换之前,通过离子柱的样水中的阳离子只有氢离子。在交换树脂完全置换失效之后,有铵根离子流经离子柱进入电导电极杯。通常火力电厂补给水采用泵加氨水调pH,最先穿透离子柱的阳离子是铵根(NH4+),它会对氢电导率检测产生影响,形成测量误差。在阳离子刚刚流出时,离子柱产品水中含有少量铵根离子,水中氢离子相应变少,单阳离子总数总体不变,样水的检测pH值会升高,电导率显示值会降低。这是因为同样等量氢离子的电导率比同样的铵根离子的电导率小。由此,在离子柱穿透前期,汽水品质恶化难以发现,就是因为氢电导率表的检测值变小的原因。如果,采用带有颜色变化的树脂,这样树脂失效就可以通过颜色判断出来。
6 结 语
氢电导率表是实现在线化学监督最基本的检测工具,应严格控制氢电导率表的准确性,通过在线检测装置改进,保证了氢电导率表的稳定性和准确性。
参考文献:
[1] 李元培.火力发电厂水处理及水质控制[M].北京:中国电力出版社,2008.
[2] 承慰才.电厂化学仪表[M].北京:中国电力出版社,1998.
关键词:给水加氨;氢电导率;准确性
中图分类号:TM621.8 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2012)26-0179-02
大唐辽源发电厂2台330 MW机组都采用给水加氨系统,氢电导率表对水质监督起了至关重要的作用,氢电导率可随时反映热力系统中的有害杂质的总量,是化学监测的重要途径。但由于维护不当或者使用方法将导致氢电导表失去准确性,将不能及时反映水中杂质情况,造成水质恶化的假象甚至影响化学设备的经济安全运行,因此对氢电导率表准确性进行控制是必要的,通过对影响氢电导率测量准确性的一些因素进行分析和实验,总结出保证电厂氢电导率表测量准确的途径。
1 氢电导率反应水质恶化的原理
电厂各种用水水质中的各种带电离子都具有导电的能力,通常用电导率来表示其导电的能力。火力发电厂热力管路系统中为了延缓金属发生腐蚀,多数采用补给水加氨进行碱化处理。氨具有挥发的物理特性,除了与碳酸中和掉一部分外大多数留在热力系统水汽循环中,汽水中氨含量维持在1.1~3.2 mg/L。而在机组正常运行时,在除盐水、凝结水、蒸汽中的其他杂质成份含量基本上是微克级,这微量的氨使电导率检测无法反映出有害阴离子含量,但是经过阳离子交换树脂柱后可将铵根消耗掉,检测电导率就能准确地反映热力系统中阴离子的总量。
所谓氢电导率,就是将检测试样先通过一个阳离子交换树脂柱,水中的阳离子被树脂中的氢离子置换掉,经过上述处理后检测电导率。
2 水汽中氢电导率表的重要作用
当水汽中阴离子如: 氯离子、乙酸根、硫酸根等的含量发生变化时,电导率能直接迅速地反映出来。而这些阴离子也正是水汽监督的对象。
①氢电导率能准确反映凝汽器是否泄漏。一般凝汽器冷却水水质很差,凝汽器发生微量的短时的泄漏,其他在线仪表还没有反映,而氢电导却有明显的变化。
②机组启动阶段的水质监控。火力发电机组启动时,水质杂质复杂,热力系统的水汽质量难以控制,各种杂质成份多而杂,在线仪表难以检测全面,运行人员检测困难,实验室分析耗时长,达不到启动各阶段的时市控制。然而,通过分析氢电导率和常见杂质的数据分析,可直接反映水汽品质,运行人员可以从氢电导率表的数据波动,判断水汽质量的变化,很好的起到对机组启动过程进行水质监督。
③能灵敏反映锅炉水的氯根的变化。当凝结水精除盐混床树脂失效后,漏出的微量氯离子会引起氢电导率急剧变化。
④能直接反映蒸汽中少量有机酸的变化。当破碎的精除盐树脂进入锅炉水系统,或含油疏水进入水系统等原因,使热力系统中含有一定的有机酸,当其他杂质合格的情况下,氢电导率能直接判断有机酸的含量。
氢电导率的任何变化,都可能有潜在的原因,在化学监督中要引起足够重视,并通过其他检测手段加以确认。
3 氢电导率表校验方法讨论
①标准溶液法确定电极常数。一般用标准氯化钾溶液进行校验,对于仪器检测范围经常在0~1μs/cm时,标准溶液的电导率最好落在这个范围内,但是这么小浓度的标准溶液,按国标方法在配置过程中,配置纯水难免接触空气,标准溶液的实际电导率值已经不是标准值,造成校验会产生实验误差。所以这种方法难以保证足够高的精度。
4 影响氢电导率表稳定性的因素
在大容量机组水汽检测中,氢电导表检测一般要求不大于1 μs/cm,电导率越小越容易受到外界因素的影响,如:温度变化、测量杯密闭性不好或检测池被污染、水样流量不稳或偏流、阳离子交换树脂的再生度低等,使用中应注意这几个方面,可保证氢电导率保证检测结果的稳定性。
5 氢电导率表准确性控制途径
5.2 测量杯和流量的控制
氢电导率表的测量必须隔绝空气,保证水质的纯净,取样管路,交换柱、流量计、阀门的渗漏,直接影响测定数据,尤其是离子交换柱,要防止外漏或内漏,这种漏入的二氧化碳并不代表水样实际的二氧化碳含量,使测量结果偏大,造成水质恶化的假象。
此处,可以采取压力检测,用手将电极杯出口堵住,查看是否有渗漏的地方采取相应措施即可,同时注意定期清洗电极。
注意控制水样流量,流量太小检测数据偏小,水样流量太大检测数据偏大。水流变化一般人为可控,注意实时调节,在鉴定仪表时一定要调制仪表要求的流量、温度范围内,保证准确性。
5.3 树脂再生程度控制
5.4 树脂失效终点的判断
在氢型阳离子交换树脂完全置换之前,通过离子柱的样水中的阳离子只有氢离子。在交换树脂完全置换失效之后,有铵根离子流经离子柱进入电导电极杯。通常火力电厂补给水采用泵加氨水调pH,最先穿透离子柱的阳离子是铵根(NH4+),它会对氢电导率检测产生影响,形成测量误差。在阳离子刚刚流出时,离子柱产品水中含有少量铵根离子,水中氢离子相应变少,单阳离子总数总体不变,样水的检测pH值会升高,电导率显示值会降低。这是因为同样等量氢离子的电导率比同样的铵根离子的电导率小。由此,在离子柱穿透前期,汽水品质恶化难以发现,就是因为氢电导率表的检测值变小的原因。如果,采用带有颜色变化的树脂,这样树脂失效就可以通过颜色判断出来。
6 结 语
氢电导率表是实现在线化学监督最基本的检测工具,应严格控制氢电导率表的准确性,通过在线检测装置改进,保证了氢电导率表的稳定性和准确性。
参考文献:
[1] 李元培.火力发电厂水处理及水质控制[M].北京:中国电力出版社,2008.
[2] 承慰才.电厂化学仪表[M].北京:中国电力出版社,1998.