火电厂在线化学仪表运行现状分析及维护建议

衡世权，李 良，王 飞

火电厂在线化学仪表运行现状分析及维护建议

衡世权，李 良，王 飞

（华电电力科学研究院，浙江 杭州 310030）

为了摸清火力发电厂化学仪表运行及维护现状，并提高在线化学仪表的准确度和化学监督的技术水平。通过对中国华电集团18家电厂在线化学仪表的管理模式、维护人员的技能水平、在线化学仪表校正前后合格率的对比等多方面进行了实地调查，并针对调查中发现的问题给出了相应管理、维护建议。总之，在线化学仪表存在测量准确度不高的问题，不能满足运行控制和化学监督的要求。

在线化学仪表； 维护； 现状； 化学监督

0 引言

火力发电厂中四类关键在线化学仪表是：在线（氢）电导率表、pH表、钠表和溶解氧表。确保这四类在线化学仪表测量准确，并控制其测量值在GB/T 12145-2016《火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量标准》[1]、DL/T 561-2013《火力发电厂水汽化学监督导则》[2]等相关的国标、行标规定的合格范围内，就可以有效控制热力设备的腐蚀、结垢和积盐问题，从而达到安全、经济运行以及节能降耗的目的。

1 四类关键在线化学仪表现状

经过对中国华电集团18家电厂58台机组（其单机容量的分布情况如图1所示）的四类在线化学仪表，在维护、运行现状等多方面进行调查分析。

图1 机组容量分布

1.1 维护现状

1.1.1 热工仪表班维护在线化学仪表

11家电厂的在线化学仪表的管理及维护归属热工仪表班。电厂按照管理热工仪表及要求热工仪表维护人员的方式去认识在线化学仪表和管理化学仪表及维护人员，在管理理念与管理方法上存在偏差[3]。

1.1.2 化学仪表班维护在线化学仪表

3家老厂仍然沿用化学分场的管理模式。但是现在化学仪表班不仅要对汽水循环系统、锅炉补给水系统，而且也要对各废水系统、脱硫系统以及烟气系统的CMES等表计进行管理与维护，往往后者的工作量远远大于前者。这样一来造成化学仪表班的人员不够，对汽水循环系统的在线表计管理、维护工作相对减弱。

1.1.3 外委仪表厂家维护在线化学仪表

4家电厂的在线化学仪表直接外委给某仪器仪表厂家进行管理、维护。虽然仪器仪表厂家对在线仪表的本身熟悉，但是对在线仪表所测量的对象或使用的环境不了解，对电厂水汽系统不了解。因此对在线化学仪表所反映的机组状态不清楚。

1.2 运行现状

按照DL/T 677-2009《发电厂在线化学仪表检验规程》[4]要求，使用YHJ-V型移动式在线化学仪表检验装置，对18家电厂四类关键在线化学仪表共1127台进行了现场检验，且对部分电厂四类在线仪表的误差进行了现场校正。其中518台整机误差在DL/T 677-2009规定的误差范围内，609台整机误差超出了的误差范围，平均合格率约46.0%。其结果如图2所示。

图2 在线仪表合格率统计

从图中数据可知，在线化学仪表合格率最高才63.9%、最低仅19.2%，整体偏低，影响了运行控制及化学监督工作的开展，严重威胁了机组的安全经济运行。

1.2.1 在线pH表

18家电厂共有在线pH表258台，整机合格率情况如图3所示。

图3 在线pH表合格率

上述数据可知，在线pH表合格率最高的70%、最低的0%，整体合格率低，且各厂间的合格率相差较大。

对部分电厂的在线pH表进行了现场校正，主要采取了对纯水/普通水等参数设置纠正，温度补偿检测、电极的冲洗/清洗、电解液的添加、斜率标定、在线动态标定等措施。校正后对整机误差进行检验，合格率均有不同程度的提高。其结果如图4所示。

图4 部分电厂在线pH表校正前后合格率对比

图5 在线电导率合格率

1.2.2 在线电导率表

18家电厂共有在线电导率表660台，整机合格率情况如图5所示。

从以上数据可知，在线电导率表合格率最高的77.3%、最低的11.8%，整体合格率在四类关键在线化学仪表中算较好的，且各厂间的合格率相差较大。

对部分电厂的在线电导率表进行了现场校正，主要采取了温度补偿设置及回路检测、二次仪表引用误差的查找及消除、氢交换柱的处理以及在线动态标定等措施。校正后对整机误差进行检验，合格率均有不同程度的提高。其结果如图6所示。

图6 部分电厂在线电导率表计校正前后合格率对比

1.2.3 钠表

17家电厂共有在线钠表124台，整机合格率情况如图7所示。

从以上数据可知，在线钠表合格率最高的71.4%、最低的0%，整体合格率合格率低，且个别电厂在线钠表长期未投运、无保养、电极损坏，基本处于瘫痪状态。

对部分电厂的在线钠表进行了现场的校正，主要采取了标准液的更换、电解液的添加、二次仪表引用误差的查找及消除、在线动态标定等措施。校正后对整机误差进行检验，合格率均有不同程度的提高。其结果如图8所示。

图7 在线钠表合格率

图8 部分电厂在线钠表计校正前后合格率对比

1.2.4 氧表

11家电厂共有在线氧表85台，整机合格率情况如图9所示。

图9 在线氧表的合格率统计

从以上数据可知，在线氧表合格率最高的100%、最低的0%，各厂间的合格率相差较大。

对部分电厂的在线氧表进行了现场校正，主要采取了空气校正、电解液添加、氧渗透膜更换等措施。校正后对整机误差进行检验，合格率均有不同程度的提高。其结果如图10所示。

图10 部分电厂在线氧表计校正前后合格率对比

此外，通过对部分电厂在线表计现场校正，部分表计校正后合格率变化很小或没变化，主要原因：1）极个别表计的合格率100%；2）部分表计电极存在物理损坏或严重老化以致无法按照测量原理形成测量电池。

2 原因分析及建议

2.1 原因分析

（1）热工仪表班管理、维护四类关键在线化学仪表。虽然热工人员可以处理化学仪表二次表头方面的技术问题，但是缺乏解决在线化学仪表分析测量方面问题的能力。

（2）化学仪表班管理、维护四类关键在线化学仪表。电厂普遍化学仪表重视不足，出现专业技术人员减少，但需要维护的仪表数量在增加，且烟气CMES表以及部分环保局重点关注的在线监测仪表又是日常工作的重心。因此大部分水汽品质监测的在线仪表缺乏专责人员及时维护，造成在线仪表准确率降低。

（3）仪器仪表厂家管理、维护四类关键在线化学仪表。虽然厂家人员对在线化学仪表本身比较熟悉，但是对热力系统流程及水汽理化原理、化学分析方法、水汽监督指标不熟悉、不了解，对监督数据不敏感，不会从化学专业角度判断仪表数据正常与否。

（4）个别化学监督人员对外委维护人员的管理、监督、考核不严格，造成外委人员对表计数据作假的现象。

（5）该次检验的1127台在线化学仪表，首检整机合格率普遍偏低。

（6）对8家企业的在线化学仪表采取了参数设置的纠正、电解液的填充与处理、标准溶液的更换、二次仪表的校验、温补传感器检测、氢离子交换树脂的彻底再生以及两点标定、在线动态标定等措施后，再对四类关键化学仪表的整机合格率进行复检，发现整机合格率在不同程度都有提高，个别仪表的整机合格率能提高的100%。

（7）四类关键在线化学仪表中，pH表和钠表是检验的四种在线仪表中合格率最低的。在运行过程中，维护人员一般只进行两点标定，但二次仪表误差、电极电解液是否充足且有效、电极外表面的污染等问题均无维护或清洗。

采用标准溶液进行两点定位只是对仪表进行了检查性校验，校正斜率，适合新更换电极、机组检修后仪表再投运。由于电极老化损坏、水样温度、静电荷及液接电位等在线因素影响[5]，检查性校验并不能保证低电导率样水pH值的准确性。

2.2 管理建议

（1）加强人员培训，提高仪表维护人员的知识水平。由于在线化学仪表测量原理涉及电子电路、仪器分析、物理化学、分析化学等多学科领域，对专业维护人员知识结构及技术水平要求较高。同时维护人员要熟悉热力系统流程、汽水监督指标、化学分析方法，学会从化学专业判断在线仪表示值正常与否。因此，培养出合格的维护人员是提高在线化学仪表准确率的保证。

（2）建立健全规章制度，并严格执行。化学监督人员事先要求外委维护人员具备相应的技术水平、维护经验，在仪表维护过程中制定相应的管理、考核制度，并要严格执行。

（3）制定相应的激励制度，引导主动维护。在“人员少、仪表多”的新常态下，缺乏有效的激励制度刺激维护人员主动改变“在线化学仪表的整体合格率较低”的现状。

（4）二级企业相关专业主管应该重视对三级企业在线化学仪表的管理。不仅要重视环保方面的在线仪表要重视，而且也要重视化学监督方面的在线化学仪表。提高在线仪表的整体合格率，减少机组的结垢、腐蚀风险，从而带来机组经济运行、寿命延长。

2.3 维护建议

（1）建立电子巡查系统。在“设备多，问题多，费用少，人员少”的常态下，开发电子巡检系统，对各参数实时监控，发现异常及时到场排除，最大限度的保证了仪表的安全稳定运行。

（2）利用废旧设备进行技术比武、培训活动。收集损坏、废旧的设备，结合日常工作中常见的检修处理过程开展常规培训，并不定期进行技术比武。通过这种形式，提高了培训效果，修复的设备做为备品备件。

（3）确保电气部分误差在合格范围内。使用交流电阻箱、电位差计等对二次仪表进行电气校正，确保二次仪表误差在合格范围内；使用万用表检查温度电极是否存在故障。

（4）确保电解液充足、有效。检查电极内的电解液是否受到污染、量少，同时观察电解液是否正常渗出、是否按照测量原理形成相应的电解液层或测量电池。

（5）尽可能的降低外部环境引起的误差。及时或定期清洗、维护电极表面、测量池内壁，尽可能地减少污染物引起的误差。

3 结语

通过对18家电厂在线化学仪表的检验，发现部分在线化学仪表存在测量准确度不高的问题，不能满足运行控制和化学监督的要求。日常应进行正确的维护与使用、提高标准仪表的配置、增加专业技术人员力量，及时有效的做好在线仪表的基础维护工作，使得仪表能真正为运行控制和化学监督提供真实、可靠数据。

[1]GB/T 12145-2016,火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量[S].

[2]DL/T 561-2013，火力发电厂水汽化学监督导则[S].2013.

[3]武哲，张庆阳，纪盛超，等.辽宁及蒙东地区电厂在线化学仪表管理现状及解决对策[J].东北电力技术，2014，35（11）:34-37.

[4]DL/T 677-2009，发电厂在线化学仪表检验规程[S].

[5]曹杰玉，宋敬霞.火电厂水汽化学监督的技术关键及其对节能降耗的影响[J].中国电力，2011，44（7）：61-65.

Operation Status Analysis and Maintenance Suggestion of On-line Chemical Instrument in Thermal Power Plant

HENG Shi-quan， LI Liang， WANG Fei
（Huadian Electric Power Research Institute，Hangzhou 310030，China）

In order to find out the operation and maintenance status of chemical instrument in thermal power plant,and improve the accuracy of on-line chemical instruments and the technical level of chemical supervision.The field investigation is carried out on the management model of online chemical instruments,the skill level of maintenance personnel and the comparison of qualification rates before and after correction of on-line chemical instruments in 18 power plants of China Huadian Corporation,the corresponding management and maintenance suggestions are given against the problems found in the investigation.In conclusion,the on-line chemical instruments have the problem of low measurement accuracy and they can not meet the requirements of operation control and chemical supervision.

on-line chemical instruments； maintenance； present situation； chemical supervision

10.3969/J.ISSN.2095-3429.2017.04.010

TM621.8

B

2095-3429（2017）04-0043-04

衡世权（1978-），男，四川蓬溪人，硕士，高级工程师，主要从事电厂化学监督、在线化学仪表应用等研究。

2017-06-22

修回日期：2017-07-18