电厂在线化学仪表知识培训资料

1、电厂在线化学仪表知识培训资料目 录 TOC h z t 标题 1,1,标题 2,2,标题,1 HYPERLINK l _Toc275264264 第一部分 电厂在线化学仪表与化学监督1 HYPERLINK l _Toc275264266 第一章 电厂在线化学仪表在化学监督中的重要作用1 HYPERLINK l _Toc275264266 第二章 电厂在线化学仪表的化学监督管理7 HYPERLINK l _Toc275264265 第二部分 电厂在线化学仪表基础知识及应用 PAGEREF _Toc275264265 h 9 HYPERLINK l _Toc275264266 第一章 电导率表基础

2、知识及应用12第一节 在线电导率表基础知识12 HYPERLINK l _Toc275264268 第二节 Polymetron 9125型在线电导率表23 HYPERLINK l _Toc275264270 第三节 SWAN各类电导率表28 HYPERLINK l _Toc275264272 第四节 Polymetron 9215C 酸碱浓度计32 HYPERLINK l _Toc275264275 第二章 pH表和钠表基础知识及应用 PAGEREF _Toc275264275 h 27 HYPERLINK l _Toc275264276 第一节 电位分析法基本知识 PAGEREF _Toc

3、275264276 h 27 HYPERLINK l _Toc275264277 第二节 离子选择性电极39 HYPERLINK l _Toc275264278 第三节 参比电极 PAGEREF _Toc275264278 h 31 HYPERLINK l _Toc275264279 第四节 离子选择性电极的性能及测定方法 PAGEREF _Toc275264279 h 32 HYPERLINK l _Toc275264280 第五节 测量电池 PAGEREF _Toc275264280 h 34 HYPERLINK l _Toc275264281 第六节 测量电池对变送器的一般要求50 HY

4、PERLINK l _Toc275264282 第七节 Polymetron 9135型纯水在线pH表 PAGEREF _Toc275264282 h 40 HYPERLINK l _Toc275264283 第八节 AMI Sodium P型在线钠表 PAGEREF _Toc275264283 h 48 HYPERLINK l _Toc275264284 第三章 溶氧表基础知识及应用71 HYPERLINK l _Toc275264285 第一节 溶氧表基础知识71 HYPERLINK l _Toc275264286 第二节 溶氧表的校正80 HYPERLINK l _Toc27526428

5、7 第三节 Polymetron 9182型溶氧分析仪83 HYPERLINK l _Toc275264288 第四节 SWAN AMU Oxytrace在线溶氧表89 HYPERLINK l _Toc275264289 第四章 硅表磷表基础知识及应用92 HYPERLINK l _Toc275264290 第一节 硅表基础知识92 HYPERLINK l _Toc275264291 第二节 Polymetron 9210型在线硅表93 HYPERLINK l _Toc275264293 第三节 SWAN在线硅/磷表102 HYPERLINK l _Toc275264294 第三部分 电厂在线

6、化学仪表日常维护技术105 HYPERLINK l _Toc275264295 第四部分 电厂在线化学仪表检验技术113 第一部分 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

7、，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

8、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

9、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

10、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

11、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

12、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

13、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 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

14、；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

15、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

16、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

17、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

18、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失效终点；监视精处理系统失效终点

19、。6酸碱浓度计08%HCl,08%NaOH除盐系统再生液喷射器出口监视除盐系统再生时酸或碱的浓度，以满足再生工艺要求。7浊度计050mg/L澄清池、过滤器及超滤装置出口，原水入口监视设备运行状况，监视原水水质的变换。8余氯仪01.0mg/LHCl反渗透进口监控反渗透系统入口氯含量，以防膜受到破坏。9ORP仪反渗透进口监控反渗透进水氧化还原电位，防止膜系统受到氧化性物质破坏。第二章 电厂在线化学仪表的化学监督管理在线化学仪表的监督管理不仅仅是考察仪表的“三率”，还应该实现过程控制，最终提高在线仪表的准确率。系统完善的化学仪表管理内容应该包括：表计选配、新表验收、标准检验、定期检查和维护、“三率”

20、统计、台帐建设、人员培训、监督考核。为了使以上管理内容加以落实，需建立明确的管理制度。一、监督管理内容1表计选配在线化学仪表的选配包括仪表配置和仪表选型。仪表配置原则上由设计单位在机组设计阶段根据机组容量、化学水处理工艺等特点进行。仪表管理人员可按照DL/T 5068-2006 火力发电厂化学设计技术规程中关于热力系统水汽取样点及在线化学仪表配置的要求，对设计文件中关于本厂在线化学仪表的配置情况进行核查，以保证仪表配置的合理性，以满足化学监督工作要求。仪表选型也可参考现有同类型机组仪表选型方案，结合实际情况进行。2新表验收新表验收应严格按照DL/T 913-2005 火电厂水质分析仪器质量验收

21、导则进行。验收内容主要包括仪表形式检验和性能测试。目前有的电厂仅进行新表的形式检验，往往忽略了仪表性能测试，仪表投运后有时会仪表的测量精度、稳定性等指标不能满足要求，影响了水汽指标监测的可靠性。3标准检验标准检验是按照DL/T 677-2009 发电厂在线化学仪表检验规程，对在线化学仪表的准确性进行定期的检验，对仪表存在的测量误差进行定期排查，找到仪表测量不准确的原因。同时，将定期检验中发现的问题作为仪表日常维护工作的重点，进行及时的排查，是提高仪表测量的准确性和可靠性的重要技术措施。4定期检查与维护定期检查与维护是在线化学仪表在运行期间和检修期间，对仪表进行定期校准，对仪表样水的流量、压力进

22、行检查和调整，对仪表样水流路密封性进行检查并处理存在的漏点，对流路系统（包括管路、过滤装置、流量计和流通池等）进行清洗或更换，对接近失效的阳离子交换柱进行树脂再生，对响应灵敏度差、响应值不稳定的电极进行定期活化处理或更换，根据仪表所消耗试剂或标液的要求和实际消耗情况进行补充，以保证仪表正常的工作性能。另外，对仪表表面进行擦试清灰，保持其清洁。定期维护工作可参照仪表使用说明书和相关标准进行。5“三率”统计“三率”统计是指对在线化学仪表的配备率、投入率和准确率进行定期统计。6台帐建设台帐建设是收集整理与化学仪表有关的管理制度、实施细则、技术规范、维护校验等有关的文件以及相关技术标准、报表、记录等资

23、料，并对其进行系统的管理。7持证上岗 为提高电厂在线化学仪表应用水平，需定期对化学仪表运行和维护人员进行技术培训，通过考核取得上岗证，使技术人员具备一定的化学仪表专业基础知识和基本技能。8监督考核化学仪表的监督考核，可通过资料管理考核和现场抽检考核的方式进行。资料管理考核是对化学仪表台帐管理工作的考核，主要检查仪表维护实施细则、全厂仪表总台帐、仪表检验计划、日常维护校验记录等资料是否齐备、内容是否合理全面等。现场抽检考核主要对运行中的在线化学仪表的准确度进行检验，通过对仪表准确率的统计考核仪表整体的管理水平。二、监督管理职责1监督人员职责（指化学监督高管或专工）化学监督高管或主管总体负责电厂的

24、化学监督管理。在线化学仪表作为机组水汽品质监督的主要手段，从监督专工角度对在线化学仪表的准确度负有监督管理职责。监督专工应定期检查和督促在线化学仪表定期工作按本标准执行的情况；对于在线化学仪表出现的异常必要时组织相关人员分析处理；每月组织相关人员对在线化学仪表的投入率和准确率进行分析并上报。2管理人员职责（指设备部化学专管、设备点检员）电厂设备部化学主管或（和）设备点检员对在线化学仪表的入厂验收、仪表日常运行状况以及仪表备品备件的采购管理等负有监督管理职责，是在线化学仪表管理的责任主体，负责在线化学仪表定期工作的组织和落实；负责建立在线化学仪表维护和检验台帐；应每天对在线化学仪表进行巡检，发现

25、问题，及时安排维护人员处理。3维护人员职责仪表维护人员负责在线化学仪表的日常检修和维护工作；负责在线化学仪表的定期检验工作，并做好检验记录。负责在线化学仪表的备品备件定期更换工作。负责在线化学仪表定期的卫生清理工作。做好日常巡检工作，对发现的问题要及时处理。4运行人员职责（化学设备运行人员）化学设备运行人员负责在线化学仪表的定期巡检和流量调整工作；负责对在线化学仪表的示值定期进行记录和分析；对在线化学仪表运行中出现的问题及时分析并及时登录缺陷，发现问题及时联系维护人员处理。三、监督管理要求1加强对在线化学仪表重要性的认识提高对电厂在线化学仪表工作的重视程度是搞好化学仪表工作的前提。随着高参数大

26、容量机组的不断投入运行，化学监督在线仪表化已成为机组安全经济运行的必然要求。忽视化学仪表工作，必将带来严重的后果。近年来，多台6OOMW 机组相继发生的汽轮机严重积盐现象，造成了巨大的经济损失。这与机组水汽系统在线化学仪表准确性差、没有及时发现水汽品质异常问题有很密切的关系。电厂应从厂级领导到基层技术人员，提高对在线化学仪表工作重要性的认识，有利于规范和完善在线化学仪表的各项管理工作。2加强管理严格执行化学仪表管理职责电厂应结合自身实际情况，建立诸如厂领导、部门主管、监督主管、班组组长、技术人员等不同层面的管理职责并严格执行，才能保证化学仪表管理工作的正常有序开展。3加强技术培训严格执行仪表维

27、护/检验人员持证上岗制度可通过定期组织电厂化学仪表交流会、培训班的形式建立电厂、仪表生产厂家、电力试验研究所等技术部门的沟通渠道。根据电厂化学仪表的发展情况组织专家及时完善原有的标准规程并保证新标准的贯彻落实。加强对技术人员的培训考核，做到持证上岗，是提高电厂化学仪表应用水平的一项重要内容。4建立标准化和制度化的在线化学仪表检验制度电厂应结合目前的实际情况，建立标准化和制度化的在线化学仪表定期检验制度，这是科学统计仪表“准确率”、体现化学仪表各项工作有效性的最直接的方法，是保证在线化学仪表准确性的唯一保障。按照新的检验规程，对检验工作所采用的标准设备和操作方法提出了更加严格和规范的要求。然而，

28、目前多数电厂还不能具备基本的检验条件。在这种情况下，电厂在线化学仪表检验工作实施标准化和制度化，显然具有较大难度。鉴于有的地区电科院具备良好的设备条件和技术储备，电厂可制定检验计划，委托地区电科院对本厂仪表进行定期的检验。通过检验，对影响仪表准确性的原因进行排查，并将检验报告提出的改进措施和日常维护建议作为电厂仪表日常维护工作的重点内容加以严格执行，是提高化学仪表准确性、保证其可靠运行的最有效、最可行的有利措施。5规范新表验收和备品备件的采购和管理调查发现，仪表质量不过关和售后服务不到位是影响仪表“投入率”的主要原因。目前，广泛存在以下两种现象： 仪表性能不稳定，运行中故障率比较高，可靠性差，

29、影响仪器的“准确率”。 有些生产厂家售后服务比较差，不能及时赶到现场处理仪表固有缺陷。所以，应规范新表的入厂验收程序，严格按照验收导则要求，把好仪表质量关。备品、备件不足是影响进口仪表“投运率”的主要原因。目前，影响进口仪表投运率的主要原因是缺乏备品备件。进口仪表如ORION钠表、POLYMETRON硅表等，在业内广泛使用，其备品备件订货周期长，有些厂由于缺乏备件导致仪表无法投运。所以，应视具体情况储备必要的备品备件，可参考仪表部件的使用寿命，提前制定备品备件采购计划，以保证故障或老化电极和其它消耗品的及时更新和供应，保证仪表正常的投运。6加强化学监督对化学仪表管理工作的监督考核在对电厂进行化

30、学监督检查时，对电厂化学仪表的管理工作应进行严格的监督和考核，要对仪表资料管理情况和现场仪表运行情况进行认真检查，逐渐规范和完善电厂化学仪表的各项管理工作。7建立齐备和规范的化学仪表管理台帐化学仪表管理台帐主要应包括以下内容：仪表维护管理实施细则仪表采购台帐：包括仪表厂家、型号、性能、数量等仪表基本信息。备品备件台帐仪表维护记录仪表故障保修记录仪表检修卡技术资料：技术资料包括仪表厂家提供的使用说明书和相关的文献资料等。相关标准和规范的配备：包括最新公布的化学仪表检验规程、电厂化学设计规程、监督导则等与化学仪表有关的指导性文件。9）技术报告：主要指定期的仪表检验报告、故障分析报告等。10）培训计

31、划第二部分 电厂在线化学仪表基础知识及应用第一章 在线电导率表基础知识及应用电导率仪表是火电厂最常用的一种在线化学仪表，其特点是：结构简单、使用方便、维护量小。第一节 在线电导率表基础知识一、基本原理电导率表采用的测量原理是电导分析法。由电导池（传感器）、变送器和显示器三部分组成。电导池的作用是把被测电解质的电导率转换成容易测量的电量一定溶液的电导（电阻）；变送器的作用是把电导池输出的电阻转换成显示器要求的信号形式；显示器的作用是把传感器检测出来的信号用被测参数（如电导率）的数值显示出来。基本概念：电导池、电极常数、电导率电解质溶液依靠离子在电场作用下的定向迁移而导电，把两块金属板放在电解质溶

32、液中，与溶液一起构成导电通路，就构成了电导池。若把电源接到两块金属板（电极）上，在电场的作用下，溶液中的阴阳离子便向与本身极性相反的金属板方向移动并传递电子，象金属导体一样，离子的移动速度与所施加的电压有线性关系，因此电解质溶液也遵守欧姆定律，可用下式计算：电导仪导线电极水溶液图1-1 电导测量示意图R = (1-1)式中：R：溶液的电阻，；L：电解质溶液导电的平均长度，cm；A：电解质溶液导电的有效截面积,cm2；：电解质溶液的电阻率，cm。设有截面积为A cm2、相距Lcm的两片平行金属电极置于电解质溶液中。根据欧姆定律，在温度一定时，两平行电极之间溶液的电阻R与距离L成正比、与电极的截面

33、积A成反比电解质溶液的电阻除了和电解质溶液的浓度有关外，还和电解质溶液的种类与性质电解质的电离度、离子的迁移率、粒子半径和离子的电荷数以及溶剂的介电常数和粘度等有直接关系。值的大小表示了溶液的导电能力。但是，习惯上溶液的导电能力用电阻率的倒数来量度（=），称为溶液的电导率。另外，溶液的导电能力也可用电阻的倒数电导G（G=），其单位为S。这样可得到如下关系式：G = (1-2)电导电极的构造：电导电极或称电导池，是测量电导的传感元件。常规用的电极一般是两个金属片（或圆筒）用绝缘体固定在支架上。电导电极的常数和温度系数：当电极制成后，对每支电极而言，两个金属片（或圆筒）的面积A和距离L是不变的，是

34、一个常数，称为电极常数，用K表示。则式（1-2）可改写为：=KG (1-3)溶液的电导率（比电导）,Scm-1。表1-1 推荐选择的电极常数测量范围，S/cm推荐选用电极的电极常数，cm-1200.0112000.110200011002000010100020000050如果要直接准确测量电极的面积A和距离L是很困难的。所以电极常数利用已知浓度的标准氯化钾溶液间接地测量。在一定温度下，一定浓度的氯化钾溶液的电导率是固定的。只要将待测电极浸在已知浓度的氯化钾溶液中，测出电阻R或电导G，代入上式便可求出电极常数K。表1-2 氯化钾标准溶液浓度与电导率的关系氯化钾标准溶液浓度，mol/L标准溶液的

35、电导率（25），S/cm0.0011470.0114100.112856标准溶液的配制：0.1 mol/L氯化钾标准溶液:称取在105干燥2h的优级纯氯化钾（或基准试剂）7.4365g,用新制备的级试剂水（202）溶解后移入1L容量瓶中，并稀释至刻度，混匀。0.01 mol/L氯化钾标准溶液:称取在105干燥2h的优级纯氯化钾（或基准试剂）0.7440g,用新制备的级试剂水（202）溶解后移入1L容量瓶中，并稀释至刻度，混匀。0.001 mol/L氯化钾标准溶液:于使用前准确吸取0.01 mol/L氯化钾标准溶液100ml, 移入1L容量瓶中，用新制备的级试剂水（202）稀释至刻度，混匀。配制

36、0.001 mol/L氯化钾标准溶液所用的级试剂水应先煮沸排除二氧化碳，配制过程中减少与空气接触。该标准溶液应现配现用。以上氯化钾标准溶液应保存在硬质玻璃瓶中，密封保存。二、影响电导率测量的因素1温度对溶液电导率的影响溶液温度升高，离子水化作用减弱，溶液黏度降低，离子运动阻力减小，在电场作用下，离子的定向运动加快，因而使溶液的电导率增大；反之，溶液温度下降，其电导率减小。当被测液浓度较低时，电导率与温度关系可近似表示为：t = t01+(t-t0) （1-4）式中 t、t0溶液温度分别为t 、t0时的电导率，S/cm；溶液的电导率温度系数；一般情况下，在050范围内，盐类溶液的平均值为0.02

37、3-1；酸类溶液的平均值为0.016-1；碱类溶液的平均值为0.019-1.不同的溶液具有不同的电导率温度系数。同一溶液的电导率也随温度的变化而改变。所以，若以电导率来表示水的品质或溶液的浓度，必须在一定的温度条件下才有意义。我国电力系统中以25为基准温度。如果被测溶液的温度偏离基准温度，则需对所测得的电导率进行修正，即换算成基准温度下的数值，否则将造成较大的测量误差。工业在线电导率仪表通常在其测量电路中设置温度补偿电路来消除温度的影响。但一般的温度补偿措施只能减少温度的影响，很难达到完全补偿。2电导池电极极化对电导率测量的影响在电极式电导池中，为了测量溶液的电导率，必须有两块金属板插入溶液中

38、作为测量电极，在两电极之间加上一定的电压，如果所加电压是直流电压，该电导池实际上也是一个电解槽，在电场力的作用下，正离子向负极运动，在负极获得电子变成中性原子，同时负离子向正极运动，在正极放出电子变成中性原子。因为离子放电过程的速率远大于离子迁移的速率，所以在正极附近负离子相对减少，在负极附近正离子相对减少。在两极附近的溶液不能维持电中性，就形成内电场。在溶液中这种由离子浓度分布不均产生内电场的现象称为浓差极化。浓差极化所产生的电场与外电场方向相反，起阻止离子导电的作用，相当于增大了溶液电阻，因而引起了误差。除浓差极化外，还会引起化学极化。化学极化是由于溶液在外电场作用下，在电极上发生化学反应

39、，其反应生成物在电极与溶液间形成一个电势与外加电压方向相反的“原电池”。其电势为极化电势。极化电势的极性与外加电压相反，等效地增加了溶液的电阻，同样会给测量带来误差。化学反应的生成物（如某些气体的气泡）附着在电极表面，使溶液与电极的有效接触面积减小，导致电导值减小，等效地增加了溶液的电阻，造成了测量误差。采用交流电源作为电导池的电源，可减少电极极化带来的测量误差。一般来说，溶液越浓，越易极化，采用的交流电源的频率相应地越高。但电源频率过高会增大电极系统电容的影响，造成测量误差。因此，在有些电导仪中设有高、低频电源，供测量不同浓度溶液时选择。把铂电极表面制成铂黑，可大大增大其有效面积，使电极表面

40、的电流密度显著下降，在被测液是浓溶液时能有效消弱化学极化的影响。但铂黑电极表面有吸附溶质的作用，易造成浓差极化，所以在测量稀溶液时不宜采用。3. 电极系统的电容对电导率测量的影响当向电极施加直流电压时，电极表面会发生电化学反应，产生极化电阻，从而对溶液电阻（电导的倒数）的测量产生误差；为了消除极化电阻的影响，一般向电极施加交流电压。电导电极浸入溶液后，电极表面会形成双电层，因而电极表面有电容存在。电极的导线也存在分布电容。在交流电的作用下，测量的不仅是纯电阻，而是电阻和容抗组成的阻抗。其等效电路如图1-2所示。RLRPRPCdCdCfVac图1-2电导电极测量等效电路RL溶液电阻；RP极化电阻

41、；Cd微分电容；Cf分布电容在测量普通水时，由于分布电容Cf很小，其容抗1/(2fCf)很大，可忽略其影响，主要是消除表面极化电阻的影响，因此采用较高的测量频率，微分电容Cd产生的容抗1/(2fCd)很小，造成极化电阻短路，测量的阻抗等于溶液电阻RL。在测量高纯度水的时候，由于溶液电阻RL很大，接近分布电容产生的容抗1/(2fCf)，测量的阻抗等于溶液电阻RL和分布电容产生的容抗1/(2fCf)的并联总阻抗，从而造成测量结果偏离真正需要测量的溶液电阻RL。为了消除分布电容的影响，一般测量高纯度水的时候采用较低的测量频率，使分布电容产生的容抗1/(2fCf)大大增加，从而减少对测量溶液电阻RL的

42、影响。采用特殊的电极接线、尽量缩短电极接线长度以减少分布电容。另外，选择电极常数小的电导电极，降低电极之间溶液的电阻，也可减少纯水测量时分布电容的影响。4. 一些可溶性气体对溶液电导率的影响火力发电厂的工作介质中溶解了某些气体，如氨、二氧化碳等，它们与水分子作用后能产生离子，增强了溶液的导电能力，使溶液电导率增加。三、氢电导率的测量氢电导率测量是被测水样经过氢型阳离子交换树脂，将阳离子去除，水样中仅留下阴离子（如Cl-,SO42-,PO43-,NO3-,HCO3-和F-）和相应的氢离子，而水中的氢氧根离子则与氢离子中和消耗掉，不在电导中反映。因此测量氢电导率可直接反映水中杂质阴离子的总量。假设

43、某种离子占主导，则可以从氢电导率估算这种离子最大浓度。例如，设水样中其他阴离子浓度为零，可根据氢电导率估算出水中HCO3-（以CO2计）的最大浓度（见表1-3）。又例如，设水样中其他阴离子浓度为零，可根据氢电导率估算出水中Cl-的最大浓度（见表1-4）。从表1-4可以看出，如果控制给水的氢电导率小于0.07S/cm（25C），其水中Cl-浓度不超过2g/L。这样，通过简单的氢电导率，可以估算出某个有害阴离子的最大浓度，以及整个有害阴离子的控制水平。表1-3 二氧化碳浓度与氢电导率的关系（25C，无其他阴离子时）CO2(mg/L)0.000.010.020.050.10氢电导率(S/cm)0.0

44、60.090.120.210.32表1-4 氯离子与氢电导率的关系（25C，无其他阴离子时）Cl-（g/L）0.002.04.06.010氢电导率(S/cm)0.060.070.080.100.14四、影响氢电导率测量准确度的因素及解决方法1. 温度补偿系数的影响由于温度的变化影响水的电导率，同一个水样的电导率随着温度的升高而增大，为了用电导率比较水的纯度，需要用同一温度下的电导率进行比较，按国标规定，用25C时的电导率进行比较。由于测量时水样的温度不总是25C，需要将不同温度下测量的电导率进行温度补偿，补偿到25C时的电导率值。电导率温度补偿如下式：DD(25C) = Xt 样1+(t-25

45、) (1-5)式中 DD(25C)换算成25C时水样的电导率，S/cm；Xt 样tC时测得水样的电导率值,S/cm；温度补偿系数。对于pH为59，电导率为30S/cm300S/cm的天然水，的近似值为0.02。对于电导率大于10S/cm的中性或碱性水溶液，其温度校正系数一般在0.0170.024的范围内，因此取温度校正系数为0.02,一般可满足应用需要。对于大型火力发机组水汽系统，给水、蒸汽和凝结水的氢电导率一般小于0.2S/cm，接近纯水的电导率，此时温度校正系数是随温度和水的纯度（电导率）而变化的一个变量。表1-5表示理论纯水电导率、温度系数与温度的关系，可见温度系数是随着温度的变化而发生

46、变化的。表1-5 理论纯水电导率、温度系数与温度的关系t，C101520253035Xt 理，10-3S/cm22.931.341.855.071.491.1温度系数t0.0390.0430.0480.0580.066例如35C时测得水样的电导率为0.0911S/cm,从表1-5查出温度系数为0.066,根据（1-5）式进行温度补偿，DD(25C)0.0911/(1+0.06610)=0.055S/cm；如果按一般的温度系数0.02进行温度补偿, DD(25C)0.0911/(1+0.0210)=0.076S/cm，由此产生的误差为：(0.076-0.055)/ 0.055=38%由此可见，如

47、果将电导率表的温度补偿系数设定为0.02，对于给水、凝结水和蒸汽氢电导率的测量会产生较大的误差。解决办法：（1）将测量炉水电导率和给水电导率的电导率表的温度补偿系数设为0.02。建议将测量给水、凝结水和蒸汽氢电导率的电导率表的温度补偿系数根据所测水样电导率范围和温度范围，设为0.030.06。（2）尽可能调整控制水样的温度在25C 2C范围内。进水口外壳出水口外电极导流孔测量电极（3）选用具有非线性自动温度补偿功能的电导率仪表监测给水、凝结水和蒸汽的氢电导率。目前某些在线电导率监测仪表具有自动非线性温度补偿功能。其原理是：仪表中已储存了各温度、各电导率下的温度系数；仪表电导池内带有自动温度测量

48、传感器，仪表根据所测量的电导率和温度，自动选取相应的温度补偿系数，并将温度补偿后得到的电导率值显示在屏幕上。采用这种非线性自动温度补偿的电导率仪表监测电导率很低的纯水，可以大大减少温度变化产生的误差。2. 电极常数的影响图1-3 电导电极示意图实际使用发现，某些国产的电导率在线监测仪表部分电导电极的出水孔开孔位置太低,低于测量电极导流孔（见图1-3）。这样一方面使测量电极不能全部浸入水中，从而使电极常数发生变化，与电极上标明的电极常数不同，从而造成较大的测量误差（测量的电导率明显偏低）；另一方面，由于外电极导流孔的位置在出水孔上方，测量电极内的水不流动，造成测量响应速率大大降低，当水样的电导率

49、发生变化时，测量电极内的水样是“死水”，电导率仪显示的仍然是以前水样的电导率，从而造成较大的测量误差。解决办法：首先应检查电导电极是否存在出水孔开孔位置太低，是否低于测量电极导流孔 （见图1-3）。如果存在上述情况，应对电极进行更换或改造。改造措施是将电极外壳出水孔向上移，使之高于电极导流孔。另外，应对电极的电极常数进行检验校正。如果采用“标准溶液法”进行电极常数的标定，将电极从在线装置上取下浸入已知标准溶液中进行校正可能产生误差，因为电极实际使用时浸入水样的高度不同，导致实际使用时的电极常数与“标准溶液法”标定的电极常数不同。电极常数检验方法见DL/T 677 2009 火电厂在线化学仪表检

50、验规程。 3. 氢型交换柱设计不合理水流方向入口出口交换柱树脂层气泡图1-4：交换柱中气泡示意图某些化学监测仪表配套厂家设计安装的氢型交换柱设计不太合理，更换树脂时只能将不带水的树脂装入交换柱。投入运行后，水样从上部流进交换柱的树脂层中，树脂之间的空气由于浮力的作用向上升，水流的作用力将气泡向下压，造成大量气泡滞留在树脂层中。空气泡使水发生偏流和短路，使部分树脂得不到冲洗，这些树脂再生时残留的酸会缓慢扩散释放，空气中的二氧化碳也会缓慢溶解到水样中,使测量结果偏高，影响氢电导率测量的准确性。解决办法：对氢型交换柱系统进行改造，使更换树脂时能够保存水，树脂与水同时装进交换柱中，避免运行时树脂层中存

51、在空气泡。也可以采用从交换柱底部进水，顶部出水的运行方式减少气泡的数量。4. 氢型交换树脂由于氢电导率测量首先使水样通过氢型交换柱，测量经过阳离子交换树脂进行交换反应后水样的电导率，所以氢型交换柱阳离子交换树脂的状态对测量结果有显著的影响。实际使用过程中发现存在以下两方面的问题：（1）交换树脂释放氯离子氢型交换柱中一般使用强酸性阳离子交换树脂，这种树脂处理不当有产生裂纹的趋势。当有裂纹的树脂进行再生处理时，再生液（一般为盐酸）会扩散到裂纹中，再生后的水冲洗很难将裂纹中的盐酸冲洗干净。当这种树脂装入交换柱中投入运行，树脂裂纹中残存的氯离子会缓慢地扩散出来，造成氢电导率测量结果偏高。由于水样中离子

52、浓度非常低，这种树脂裂纹中残存的氯离子对测量结果的影响很大。解决该问题的方法是：（）新树脂初次使用时一定要先浸入10NaCl盐水中，以防止树脂开裂；（）对树脂进行检查，在10100倍的实体显微镜下观察树脂裂纹情况，一般要求有裂纹的树脂颗粒小于树脂总数的2，最好小于1。（）树脂在盐酸中再生后，应使用二级除盐水连续冲洗8h以上，再装入交换柱中投入使用。（2）氢型交换树脂失效后产生的影响在氢型交换树脂未失效之前，通过交换柱的水样中的阳离子只有氢离子。当氢型树脂失效后，部分其他阳离子穿透交换柱进入测量电极中。由于水汽系统一般采用加氨处理，先穿透交换柱的阳离子主要是铵离子（NH4+）,会对氢电导率测量结

53、果产生影响，造成测量误差。在阳离子漏出初期，交换柱出水水样中只有少量铵离子，氢离子数量相应减少，阳离子总量基本不变，水样的pH值升高，电导率降低。这是因为同样数量的铵离子的电导率比相同数量的氢离子的电导率小得多。因此，在交换柱失效初期，氢电导率测量结果偏低。此时水质超标不容易被发现。在阳离子漏出一段时间以后，由于大量铵离子漏出，水中铵离子总量远大于阴离子（除氢氧根以外）的总量，导致水样呈碱性，电导率大大增加，使氢电导率测量结果偏高。为了解决上述问题，采用变色阳离子交换树脂进行氢电导率的测量。由于变色阳离子交换树脂失效前后的颜色明显不同，可以在铵离子漏出前进行再生处理，从而排除了氢型交换树脂失效

54、引起的错误信息，提高了电导率测量结果的可靠性。五、电磁浓度计电磁浓度计是通过测量溶液的电导率来确定溶液浓度的仪表。它的电导传感器是根据电磁感应原理制成的，是一种非接触式仪表，尤其适合测量腐蚀性溶液的浓度。它可避免电极式电导率仪中因极化而造成的精密度下降、工作不稳定等许多问题，具有精密度高、经久耐用、使用方便等优点。电磁浓度计工作原理见图1-5所示。图1-5 感应式电极示意图图中L1、L2为环形变压器，L1接交流电源G，称为励磁变压器，L1的副线圈为被测溶液构成的溶液环，可等效为等效电阻RX，RX与被测溶液的电导率或浓度c有关。当L1上接上电源后，产生一个感生电流IX,.在 IX作用下，L2的副

55、边绕组中产生感应电势U，U的大小与IX有关，而IX与溶液等效电阻RX有关，因而U的大小与IX有关。测量U就能测出溶液浓度c。目前，电厂常用的酸、碱浓度计的电感电极就是采用上述原理制成的。第二节 Polymetron 9125型在线电导率表一、仪器的主要特点图1-6 电导电极示意图图1-7 变送器表头示意图Polymetron 9125型在线电导率表的电导电极为双电极式电导电极，即温度电极与电导电极一体化。电极式传感器型号有831083118312，如图1-6所示，变送器表头如图1-7所示。电极型号（电极常数） 电导的测量范围8310（0.01cm-1 ） 0.01S / cm 200 S /

56、cm8311(0.1 cm-1) 0.10S / cm 2 mS / cm8312(1.0 cm-1) 1S / cm 20 mS / cm环境温度范围： - 20200 C样水压力：小于10巴显示精度：0.001S / cm 0.1C精度：显示值的 1%，温度 0.4C 温度传感器： Pt 100 / Pt 1000温度补偿类型：不补偿、自动（- 20-200 C）、手动 温度补偿范围：线性的：非线性的：超纯水、HCL ( 盐酸 ) 和 NaCL ( 氯化钠 )变送器输出：020mA或420mA最大负荷：800精度：0.1mA二、仪表的主要操作1.主菜单9125 变送器由1 个显示屏和4 个

57、功能键组成：Esc 键用于后退，返回上一级菜单。Enter 键用于确认和选择输入位。中间的两个键，分别是右功能键和左功能键，是根据文字和符号定义的功能键：2设置仪表初次投运之前，需设置一些参数，主要有：1）电极常数设置：电极常数一般标在电导电极的头部，进入电极常数设置菜单，输入标注的电极常数值。2）温度补偿类型设置：根据被测水样特点，设置仪表温度补偿的类型，如线性的、非线性的：超纯水、HCL ( 盐酸 ) 和 NaCL ( 氯化钠 )、自动、手动等。3）校准参数设置：如校准类型等，详见仪表操作说明。4）输出设置5）报警设置3仪表校准9125型电导率仪的校准分为温度校准和电导校准。电导校准分为T

58、DS校准、电导校准和温度校准。电厂通常监测水质的电导率值，而不是含盐量浓度值，所以TDS校准一般情况下不用。电导校准类型有三种：电气校准、1点校准和2点校准。电气校准，可实现仪器内部的电子校准，1点校准适用于斜率校准。1）电气校准从液体中取出探头，松开探头连接器的螺丝，把一个标准电阻连接到电导模块的输入/输出终端，表头应该显示该电阻对应的理论电导率值。2）2点校准将电极从溶液中取出，仪器先进行零点校准。将电极浸入已知电导率值的标准液中，测量值稳定后输入待测标液的电导率值。3）1点校准将电极浸入已知电导率值的标准液中，测量值稳定后输入待测标液的电导率值。温度校准是在工厂实现的。选择电气校准温度，

59、用Pt100 进行电气校准。分别将两个已知阻值的电阻连接到temp+和temp-的接线端子上。这两个电阻的精度为0.1%。具体的校正操作见该仪器的操作指导书。4.错误信息校正期间的出错信息：按ESC 键离开菜单并可再次校准。第三节 SWAN各类电导率表电导率（比导）仪 阳导仪 除气电导仪（比导阳导仪+加热除气测量组件）一、基本特点电导率输入电极Swansensor UP-Con1000-SL，两电极传感器，内置Pt1000温度电极； 电极常数 缺省值:0.0415 cm-1，可选择0.005 - 1.000 cm-1；流通池 不锈钢材质，带流量调节阀和流量计，电极安装采用快速锁定式安装。测量范

60、围 分辨率0.055 - 0.999 S/cm 0.001 S/cm1.00 - 9.99 S/cm 0.01 S/cm10.0 - 99.9 S/cm 0.1 S/cm100 - 999 S/cm 1 S/cm1.00 - 2.99 mS/cm 0.01 mS/cm3.0 - 9.9 mS/cm 0.1 mS/cm10 - 30 mS/cm 1 mS/cm量程自动切换水样要求流量: 5 -20 L/h温度: max. 50 C进口压力: max. 2 bar出口压力：无压离子交换树脂在线氢电导率表的流通池上配有一升阳离子交换树脂，在流量为10L/h，氨浓度为1 mg/L 时可用4个月，在流量