电厂在线化学仪表与化学监督

1、电厂在线化学仪表与化学监督第一章 电厂在线化学仪表在化学监督中的重要作用一、电厂在线化学仪表在化学监督中的重要作用电厂化学仪表是电力生产中进行水汽品质监督、开展热力设备技术诊断、建立“专家系统”的主要技术手段。电厂在线化学仪表作为机组热力系统水汽品质的眼睛，其测量的准确性和可靠性对于确保机组安全经济运行具有重要作用。1电厂在线化学仪表在水汽品质监督中的重要作用机组水汽系统配置的在线化学仪表承担着直接监督水汽品质、监控化学加药量和设备运行状况、直接监视腐蚀速率等任务，以达到监控给水、凝结水、炉水、蒸汽、冷却水的品质，防止结垢、积盐，减缓热力系统中金属部件的腐蚀，保证系统的安全经济运行，延长热力设

2、备的检修周期和使用寿命的目的。近年来，随着高参数、大容量火力发电机组的不断投入运行，对电厂热力系统水汽品质要求越来越高。如600MW机组蒸汽钠含量的标准控制范围要求小于3.0g/Kg，期望值为小于1.0g/Kg，以预防汽轮机发生积盐现象。高精度的在线化学仪表是实现全密闭式、高精度、痕量级的及时、快速和自动的监测水汽品质的唯一手段。电厂在线化学仪表的准确性决定化学水汽品质监督的有效性。许多电厂水汽品质合格率很高，但腐蚀结垢和积盐问题却很严重，其根本原因是在线化学仪表测量不准确，未能及时发现问题，造成了巨大的经济损失。例如某电厂炉水pH值监测仪表测量值一直在9.29.8的范围，却发生严重的腐蚀；手

3、工分析酚酞碱度经常为零，说明pH测量仪表测量值偏高，实际炉水pH值偏低。例如国内某电厂两台600MW亚临界机组2004年底相继底投产，由于汽包汽水分离装置缺陷，使饱和蒸汽中大量带水。由于饱和蒸汽在线钠表和电导率表测量不可靠，一直未能及时发现该问题，导致汽轮机高压缸严重积盐，汽轮机效率降低。机组满负荷运行时的蒸汽流量从投产初期的1790t/h（额定蒸发量），增加到1900t/h以上，两台机组每年多烧煤140000t，按每吨200元计算，每年损失2800万元。例如国内某电厂凝汽器管为黄铜管，给水pH值控制指标为8.89.3。由于在线pH表测量的pH值偏低问题未得到及时发现，显示的测量值是在合格范围

4、内，而实际给水pH值经常超过9.5，导致凝汽器铜管汽侧发生严重的氨腐蚀，不仅造成更换凝汽器管的直接损失，还造成汽轮机高压缸积铜垢，降低了汽轮机效率，造成巨大损失。例如国内某电厂300MW汽包炉，在线pH表测量值偏高，测量显示pH值始终大于9.0（合格），运行两年后割管检查发现大量水冷壁管发生酸性腐蚀，造成重大损失。经过调查发现，炉水pH值经常低于8.3，炉水酚酞碱度为零。某电厂凝结水在线溶解氧表测量偏低，凝结水溶解氧长期超标问题未及时发现，造成凝汽器和低加铜管腐蚀严重。类似的实例非常多，主要原因是在线化学监测仪表测量不准确导致化学水汽品质监督失去作用。由此可见，提高电厂在线化学仪表测量准确性和

5、可靠性，提高化学监督的有效性，及时发现水汽品质控制上的问题并加以解决，对发电厂的安全经济运行具有重要的意义。2手工取样测量不能取代在线化学仪表在电厂化学监督中的重要位置传统的手工取样测量已经不能准确测量纯水的氢电导率、pH值、溶解氧、钠浓度等指标。取样测量是间断性测量，不能及时发现水样间断期间出现的水质异常情况，如蒸汽间断性带水、精处理系统间断释放阴离子、水汽系统间断性污染等等。对于滨海电厂，由于空气湿度大、含盐分较高，更不能用手工取样分析方法进行水汽中痕量离子的测定。所以，传统的手工取样测量因操作方式、实验条件等不能满足对纯水系统水汽指标的准确及时监控，只能作为一种辅助检测手段进行一些对实验

6、条件、测量精度要求一般的检测项目的定量检测，无法取代在线化学仪表的位置。3水汽指标监督在线仪表化已成为必然的发展趋势随着机组参数容量的不断增大，电厂在线化学仪表的配置在数量和规模上不断增多和完善，电厂信息化远程集中控制系统作为一种现代化的技术管理方法，已经在电厂得到了广泛应用，使得电厂化学水汽指标监督在线仪表化成为必然发展趋势。传统的人工取样分析已不能满足高参数机组水汽品质高度纯化条件下对分析检测的需求。人工抄表必然要被自动化的数据采集系统所代替，日常的人工生成水汽报表的低效率工作方式必然要被自动化化学监督数据信息管理系统所代替。在这种情况下，在线化学仪表是唯一的适应于高参数机组水汽品质监控和

7、实现化学监督自动化、信息化的一种化学监督手段，是电厂建立“专家系统”的主要技术手段。二、电厂在线化学仪表监测点的配置及作用1 机组水汽系统在线化学仪表监测点配置及作用汽包过热器高加给水泵除氧器低加精处理凝泵凝汽器发电机冷却塔汽轮机再热器省煤器图1-1 大型汽包机组水汽循环系统示意图机组水汽系统在线化学仪表监测点配置要求，根据机组容量的不同而略有不同。按照发电厂化学设计规程的要求，不同形式机组在线化学仪表的基本配置情况见表1-1和表1-2。表1-1 汽包锅炉机组在线化学仪表配置项 目应设置的取样点位置超高压机组亚临界机组配置仪表凝结水凝结水泵出口CC；O2 CC；O2；SC 给水除氧器出口O2

8、O2 省煤器入口CC；pH CC；SC；pH 炉水汽包炉水左侧SC；pHSC；pH；SiO2汽包炉水右侧饱和蒸汽饱和蒸汽左侧CCCC；Na饱和蒸汽右侧过热蒸汽过热蒸汽左侧CCCC；SiO2；Na过热蒸汽右侧再热蒸汽再热蒸汽出口左侧/CC再热蒸汽出口右侧疏水高压加热器/低压加热器/暖风器/冷却水取样冷却装置冷却水/闭式冷却水/SC；pH 发电机冷却水/SC；pH 生产回水返回水管或返回水箱出口/凝汽器检漏装置凝汽器CC 注1: CC氢电导率仪；O2溶氧表；pHpH表；SiO2硅表； Na钠表；SC比电导仪； 注2:每个监测项目的样品流量根据仪表制造商要求确定；注3:硅表可选择多通道仪表，但炉水不

9、得与给水或蒸汽共用1块硅表。表1-2 直流炉机组水汽取样点及在线仪表配置项目取样点名称配置仪表凝结水凝结水泵出口CC；SC；O2；Na 给水除氧器入口CC；SC；pH；O2 除氧器出口O2 省煤器入口CC；SC；pH；O2；SiO2 蒸汽主蒸汽左侧CC；SC；pH；Na；SiO2 主蒸汽右侧再热蒸汽左侧CC 再热蒸汽右侧疏水高压加热器SC 低压加热器冷却水发电机冷却水SC；pH 取样冷却装置冷却水/闭式冷却水SC；pH 启动分离器排水启动分离器排水CC 凝汽器检漏装置凝汽器CC注1: CC一氢电导率仪；O2一溶氧表；pH一pH表；SiO2一硅表；Na一钠度计；SC一比电导率表； 注2:每个监测

10、项目的样品流量为300500ml/min，或根据仪表制造商要求；注3:硅表可选择多通道仪表；注4：对于超超临界机组，主蒸汽样点可设置氢表。 机组水汽循环系统各化学监测点的主要作用见下表。表1-3 机组水汽循环系统化学监测点及作用采样点部位测定参数主要作用凝汽器热井电导率监测凝汽器泄漏凝结水泵出口电导率溶氧pH值钠、二氧化硅监测凝汽器泄漏监视热井除气装置的运行和空气泄漏情况监测给水和凝结水加氨量 监测凝汽器泄漏情况凝结水精处理出口氢电导率、钠、二氧化硅、pH值监控凝结水精处理处理设备的运行工况和出口水水质除氧器入口电导率、pH值、溶氧监测水质，监测凝结水系统的密封性。除氧器出口溶氧监控除氧器的除

11、氧效果省煤器入口（高压加热器出口）电导率、pH值、二氧化硅、联氨监测给水水质、加NH3剂量监控加N2H4剂量汽包下部（炉水）电导率二氧化硅pH值磷酸根监视炉水含盐量、决定排污。保证蒸汽品质控制炉水pH值，防腐蚀。保证磷酸盐处理条件，监控加药量。汽包上部（饱和蒸汽）氢电导率钠离子、二氧化硅监督蒸汽对炉水中盐类的携带情况主蒸汽管氢电导率钠离子、pH值、二氧化硅 氢监督蒸汽品质指示锅炉腐蚀速度高压加热器疏水出口电导率监测高加疏水水质，监控高加汽测的腐蚀情况。低压加热器疏水出口电导率监测低加疏水水质。发电机冷却水入口电导率、pH值监测内冷水水质，防止内冷水系统腐蚀。循环冷却水pH值监控循环水碱度，监控

12、循环水加酸量，防止系统腐蚀结垢。除盐水箱出口电导率或钠、二氧化硅监测锅炉补给水水质。2水处理系统化学仪表配置 表1-4 化学水处理系统监测点及作用序号仪表名称规范测点位置作用1氢电导率表01s/cm010s/cm凝结水精处理进出水母管；凝结水精处理混床出口、粉末树脂覆盖过滤器出口及阴床出口。监控精处理系统运行状况，监控凝汽器泄漏2pH表014中和池出水口凝结水精处理系统氨型混床出水母管；反渗透进口；循环水处理系统弱酸离子交换器出口母管监控废水处理系统运行状况；监控精处理系统运行状况；监控反渗透系统进水酸碱度，以防膜损坏；监控循环水弱酸床失效状况。3（比）电导率表0100s/cm除盐系统阴床和混床出口；反渗透出口；凝结水精处理系统氨型混床出水母管；凝结水精处理阴床出口监控阴床、混床、反渗透出水水质，监视失效终点；监视精处理系统失效终点。4钠表0.15000g/L除盐系统阳床出口凝结水精处理系统阳床出口和混床出口监视阳床失效终点；监视精处理系统失效终点，监视凝汽器泄漏。5硅表0200g/L除盐系统阴床出口、混床出口EDI出口凝结水精处理系统混床出口、粉末树脂覆盖过滤器出口、阴床出口及出口母管。监视阴床、混床失效终点；监视EDI失效终