化学仪表pH测量

1、第二部分第二部分. pH测量测量 准确测量准确测量pH值的意义值的意义pH测量原理测量原理纯水纯水pH测量的特殊问题测量的特殊问题 温度的影响温度的影响 .校正校正pH计时的影响计时的影响 pH测量准确性检验测量准确性检验国外国外pH标准介绍标准介绍1.准确测量准确测量pH值的意义值的意义 火力发电机组水汽系统的水质纯度很高，火力发电机组水汽系统的水质纯度很高，一般不允许添加一般的缓蚀剂，主要靠一般不允许添加一般的缓蚀剂，主要靠加氨调节水的加氨调节水的pH值，辅助加少量的除氧值，辅助加少量的除氧剂（如联胺）或氧（加氧处理），以达剂（如联胺）或氧（加氧处理），以达到防止水汽系统金属腐蚀的目的。为

2、了到防止水汽系统金属腐蚀的目的。为了同时防止水汽系统钢和铜的腐蚀，一般同时防止水汽系统钢和铜的腐蚀，一般要求将水的要求将水的pH值控制在严格的范围内，值控制在严格的范围内，否则将发生腐蚀。而严格控制否则将发生腐蚀。而严格控制 pH值的前值的前提是准确测量水样的提是准确测量水样的pH值。值。 例如，对于水汽系统有铜合金的系统，例如，对于水汽系统有铜合金的系统，要求控制水样的要求控制水样的pH值范围是值范围是8.89.3。如果测量出现误差，实际水样的如果测量出现误差，实际水样的pH值超值超过过9.3，而测量小于，而测量小于9.3，这样长期运行下，这样长期运行下去，会造成铜加热器（如铜制低压加热去，

3、会造成铜加热器（如铜制低压加热器、轴封加热器）和铜管凝汽器的腐蚀器、轴封加热器）和铜管凝汽器的腐蚀溶解，腐蚀产物进入蒸汽系统会加剧汽溶解，腐蚀产物进入蒸汽系统会加剧汽轮机的积盐，造成汽轮机出力和效率的轮机的积盐，造成汽轮机出力和效率的降低；降低；pH值过高还会造成凝汽器空抽区值过高还会造成凝汽器空抽区附近铜管的氨腐蚀，使凝汽器发生泄漏。附近铜管的氨腐蚀，使凝汽器发生泄漏。 反之，如果测量出现误差，实际水样的反之，如果测量出现误差，实际水样的pH值小于值小于8.8，而测量大于，而测量大于8.8，这样长，这样长期运行下去，会造成给水系统钢设备和期运行下去，会造成给水系统钢设备和管道的腐蚀溶解加剧，

4、其腐蚀产物进入管道的腐蚀溶解加剧，其腐蚀产物进入锅炉会加剧水冷壁的沉积和腐蚀，并可锅炉会加剧水冷壁的沉积和腐蚀，并可能造成流动加速腐蚀（能造成流动加速腐蚀（FAC），造成管），造成管道损坏，甚至出现严重事故。道损坏，甚至出现严重事故。 、pH测量原理测量原理pH计 pH=pHs-(E-Es)F/(2.3026RT) 返回玻璃电极玻璃电极银银氯化银氯化银内缓冲溶液内缓冲溶液玻璃敏感膜玻璃敏感膜玻璃电极玻璃敏感膜玻璃电极玻璃敏感膜HNaHHHNaNaNa外表面外表面内缓冲溶液内缓冲溶液干玻璃层干玻璃层外水化层外水化层内水化层内水化层玻璃电极的电位玻璃电极的电位 玻璃电极电位由三部分串联组成：玻璃电

5、极电位由三部分串联组成： 、内参比电极电位（、内参比电极电位（Ag/AgCl电极）。当电极）。当参比电极也用相同的参比电极时，两者相参比电极也用相同的参比电极时，两者相互抵消。互抵消。 、内水化层产生的电极电位。因为内充、内水化层产生的电极电位。因为内充缓冲溶液，该电位恒定不变。缓冲溶液，该电位恒定不变。 、外水化层产生的电极电位，该电位与、外水化层产生的电极电位，该电位与水溶液的氢离子活度的对数成正比。外水水溶液的氢离子活度的对数成正比。外水化层产生的电极电位与内水化层产生的电化层产生的电极电位与内水化层产生的电极电位方向相反。极电位方向相反。不对称电位不对称电位 外水化层产生的电极电位与内

6、水化层产外水化层产生的电极电位与内水化层产生的电极电位方向相反，如果内外层所生的电极电位方向相反，如果内外层所处的溶液相同，则两者的和为零。如果处的溶液相同，则两者的和为零。如果不为零，这个电位称为不为零，这个电位称为不对称电位不对称电位。 不对称电位产生的原因：玻璃组成差异、不对称电位产生的原因：玻璃组成差异、水化时间不同、内外渗透压、内表面沉水化时间不同、内外渗透压、内表面沉积。积。 不对称电位大会造成温度系数变化大，不对称电位大会造成温度系数变化大，测量结果不稳定。测量结果不稳定。参比电极参比电极Ag-AgCl铂丝铂丝KCl溶液溶液多孔陶瓷多孔陶瓷（液界）（液界）液界电位液界电位 1、不

7、同溶液之间离子扩散速率不同产生、不同溶液之间离子扩散速率不同产生的液界电位。的液界电位。H+K+ + + + +-HClKCl液界电位液界电位 2、界面两侧同种溶液不同浓度扩散产生、界面两侧同种溶液不同浓度扩散产生的液界电位的液界电位。H+ + + + +- - - - - -0.1mol/LHClCl0.01mol/LHClRiRinsCUintUmiUmoRmUjUrefUgU1影响测量的因素汇总影响测量的因素汇总 玻璃电极的影响玻璃电极的影响.doc 参比电极的影响参比电极的影响 溶液的影响溶液的影响.纯水纯水pH测量的特殊问题测量的特殊问题 电导率小于电导率小于5 S/cm的水样接近于

8、绝缘体，水样流的水样接近于绝缘体，水样流动与电极表面摩擦类似于绝缘体之间摩擦可产生动与电极表面摩擦类似于绝缘体之间摩擦可产生静电荷（见下图），由于纯水的高电阻和仪表的静电荷（见下图），由于纯水的高电阻和仪表的高输入阻抗，静电荷不能及时流走而在玻璃电极高输入阻抗，静电荷不能及时流走而在玻璃电极表面积累。该静电荷的作用使玻璃电极的电极电表面积累。该静电荷的作用使玻璃电极的电极电位位Eg发生变化，从而使发生变化，从而使pH计测量的电位差（计测量的电位差（EgEr）发生变化，造成）发生变化，造成pH测量误差。这种净电荷测量误差。这种净电荷造成的电位差（造成的电位差（EgEr）每变化）每变化5.9mV，

9、就可造，就可造成成0.1pH测量误差。如果不加以注意，电荷可造测量误差。如果不加以注意，电荷可造成的电位差（成的电位差（EgEr）变化几十毫伏，造成很大）变化几十毫伏，造成很大的的pH测量误差。测量误差。液面液面测量池测量池参比电极参比电极玻璃电极摩擦产生的静电荷摩擦产生的静电荷电极表面原有电荷电极表面原有电荷EgEr解决办法解决办法(1)使用不锈钢制的测量池，并将测量池可使用不锈钢制的测量池，并将测量池可靠地接地。这样可将摩擦产生的部分静靠地接地。这样可将摩擦产生的部分静电荷通过地线排走，可减少摩擦静电产电荷通过地线排走，可减少摩擦静电产生的误差。但应特别注意的是接地线必生的误差。但应特别注

10、意的是接地线必须可靠，最好用专门的接地桩和地线，须可靠，最好用专门的接地桩和地线，否则与其他公共接地线公用，一旦公共否则与其他公共接地线公用，一旦公共接地线上有较大的电流流动或出现故障，接地线上有较大的电流流动或出现故障，将会产生更大的测量误差。将会产生更大的测量误差。解决办法解决办法(2)保持流经测量池的水样流速尽量低并且保持流经测量池的水样流速尽量低并且流速稳定。因为不锈钢测量池主要减少流速稳定。因为不锈钢测量池主要减少水样与测量池进出口摩擦产生的净电荷水样与测量池进出口摩擦产生的净电荷和与测量池摩擦产生的净电荷的影响，和与测量池摩擦产生的净电荷的影响，不能充分减少电极表面摩擦静电荷的影不能充分减少电极表面摩擦静电荷的影响，只有靠低流速尽量减少电极表面摩响，只有靠低流速尽量减少电极表面摩擦静电荷的影响。可采用图擦静电荷的影响。可采用图2所示的溢所示的溢流稳压装置保持进入测量池的水样流速流稳压装置保持进入测量池的水样流速稳定和低流速。稳定和低流速。溢流稳压装置溢流稳压装置（返回）测量池测量池液面液面水样进口水样进口水样出水样出口口溢流稳压溢流稳压池池溢流口溢流口水样来水水样来水解决办法解决办法(3) 增加水的电导率；即向水中添加中性盐，增加水的电导率；即向水中添加中性盐，如