贵州黔东电厂钠离子分析仪测量值偏低问题分析及处理

2022-09-12

贵州黔东电厂2*600MW机组自2009年投产以来两台机组汽水品质相对稳定, 但自2013年来我们通过对过热蒸汽和凝结水钠离子分析仪采集数据的分析发现频繁出现测量值异常偏低的现象, 出现该现象时钠离子分析仪所测量钠离子基本在0.01ppb, 导致测量数据的准确度较低。鉴于过热蒸汽和凝结水在火电厂热力循环中的重要性, 我厂热控专业对这一现象的原因进行了分析、处理。

1 过热蒸汽和凝结水钠离子偏低情况

自2013年来我厂热工人员和化学人员巡检时多次发现#1、#2机组过热蒸汽或凝结水钠离子分析仪测量值偏低为0.01ppb的现象, 在此期间机组负荷未明显波动, 其他汽水品质均正常, 化学未进行重大操作, 每次均经标定后恢复正常。

2 过热蒸汽和凝结水钠离子偏低原因分析

2.1 p H对测量值的影响

钠离子分析仪测量过程中其玻璃电极对水蒸气中的离子具有一定的选择性, 即水蒸气中的H+和K+离子会影响Na+测量值的大小, 造成Na+的测量值偏低。一般情况下, 玻璃电极对离子的选择性为Ag+>H+>Na+>Li+>K+>NH4+, 所以对于钠离子浓度分析仪而言, 准确测量钠离子浓度的前提是尽可能避免、降低其它阳离子的干扰, 对于电厂应用过程而言, H+, K+, NH4+作为最常见的干扰离子如何降低其对测量过程的干扰对于精确测量钠离子浓度尤为重要, 干扰程度取决于离子种类和离子浓度 (活度) 。根据能斯特方程E=E0+2.3 (RT/nF) log[Na]我们可以知道, 理论上, 钠离子浓度的对数和钠电极测量电势成线性。因此, 几乎所有的钠离子分析仪都采用添加碱化剂的方式增加测量介质的p H值从而有效降低H+对Na+浓度测量的影响。但是, 如果只考虑H+对Na+测量的影响, 只要p H值>9.5就可以 (相对误差在5%左右) 。

2.2 温度对测量值的影响

温度是影响钠离子分析仪测量值的另一个因素, 当水蒸气温度偏离25°C时会对钠离子分析仪测量值产生较大的影响。通常情况下, 钠离子分析仪采用了不同的温度补偿措施对电位温度和能斯特温度进行补偿, 但是却无法对容易温度系数进行补偿, 它受溶液中Na+活度的影响较大。

2.3 流速对测量值的影响

我厂水蒸气的导电率一般都小于10u S/cm, 我们可以将其看成绝缘体。由于水蒸气是绝缘的, 无法将产生的静电荷快速导出, 使其在电极表面不断积累, 导致玻璃电极和参比电极之间的电位差发生改变, 影响钠离子分析仪测量结果的准确性。

2.4 液接电位对测量值的影响

液接电位一般产生在两种不同组分或者组分相同浓度不同的溶液接触的地方, 二个液面内外侧的离子扩散速率不同形成一定的电位差。火电厂中汽水中的水质比较纯, 其离子强度跟电极中溶液的离子强度存在的差别较大。

3 针对以上的分析采取的具体解决策略

3.1 p H值的调节

为了降低p H对钠离子分析仪测量结果的影响, 我厂采用加二异丙胺处理方法, 将其汽水系统水样的p H调节到9.0以上。但是在实际应用过程中, 加入过量的碱化剂会导致NH4+对测量结果的影响, 碱化剂加药不足将导致H+对测量结果的干扰, 因此, 将通过碱化剂加药系统将测量介质的p H值控制在10.5-11..0之间 (相对误差<3%) , 从而最大限度降低干扰离子对在线钠离子分析仪测量结果准确性的影响。

3.2 温度补偿措施

为了确保钠离子分析仪能够工作在25°C的环境中, 我厂在汽水取样系统中增加恒温装置, 将水蒸气的控制控制在25±1°C的范围内。

3.3 流速的控制

通常情况下, 当水蒸汽的流量超过4L/h时, 钠离子分析仪的测量精确度较差, 其测量误差较大;当水蒸汽的流量为2L/h时, 钠离子分析仪的测量精确度较好, 误差不超过0.4%。因此, 考虑到钠离子分析仪测量结果的同步性和实时性, 我们将水蒸汽的流量控制在2L/h, 并每日巡检控制仪表水样流量。

3.4 钠离子分析仪的保养

我们制定了定期的钠离子分析仪维护和保养措施, 在日常工作中定期对其进行检查, 定期对老化的取样管路进行更换, 并及时发现其测量中存在的问题, 及时进行纠正。

4 结语

由于我厂钠离子分析仪测量值不准确, 导致热力系统中设备的腐蚀和损坏情况较严重。除了跟钠例子分析仪在测量过程中采用的计算方法有关外, 还跟钠例子中分析仪所处环境中的p H值、温度、水蒸汽流速、液接电位差以及维护和保养情况有关。

摘要：本文介绍了贵州黔东电厂2*600MW机组自2013年来过热蒸汽和凝结水钠离子分析仪频繁出现测量值异常偏低的现象, 结合影响钠离子测量的各因素进行了研究、分析, 并按照可能引起此现象的原因提出来整改措施, 取得了较好的效果。本文主要对影响钠离子分析仪测量精度的因素进行分析, 并且给出相应的处理措施, 希望能够为钠离子分析仪测量精度的提高提供参考依据。

关键词：钠离子分析仪,测量值,偏低