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某新能源发电集团在线化学仪表现状普查及分析
时间：2020-10-14 18:39 来源：未知
某新能源发电集团在线化学仪表现状普查及分析
马艳红1，于峰2，郑志强3，周臣3
1. 中电国际新能源控股有限公司，上海 200086
2. 北京华科仪科技股份有限公司，北京 100076
3. 中电华创（苏州）电力技术研究有限公司，苏州 215123
摘要： 为深入了解我国新能源机组水质在线监测现状，对某新能源集团下属的11家电厂23台运行机组开展了在线化学仪表专项技术服务工作。工作包括在线化学仪表使用维护情况现场普查，及采用水样流动检验法对在线电导率表、pH表、溶解氧表进行整机工作误差检验。采用新型在线化学仪表准确性评价模型[1]对307台在线化学仪表计算准确率，整体仅为58.63%，其中电导率表为66.67%， pH表为54.93%，溶解氧表为26.83%。对普查发现的共性问题、超标表计误差来源进行总结分析，提出合理化建议，为新能源机组安全稳定运行提供参考意义。
关键词：新能源机组，在线化学仪表，普查，维护管理
0 引言马艳红1，于峰2，郑志强3，周臣3
1. 中电国际新能源控股有限公司，上海 200086
2. 北京华科仪科技股份有限公司，北京 100076
3. 中电华创（苏州）电力技术研究有限公司，苏州 215123
摘要： 为深入了解我国新能源机组水质在线监测现状，对某新能源集团下属的11家电厂23台运行机组开展了在线化学仪表专项技术服务工作。工作包括在线化学仪表使用维护情况现场普查，及采用水样流动检验法对在线电导率表、pH表、溶解氧表进行整机工作误差检验。采用新型在线化学仪表准确性评价模型[1]对307台在线化学仪表计算准确率，整体仅为58.63%，其中电导率表为66.67%， pH表为54.93%，溶解氧表为26.83%。对普查发现的共性问题、超标表计误差来源进行总结分析，提出合理化建议，为新能源机组安全稳定运行提供参考意义。
关键词：新能源机组，在线化学仪表，普查，维护管理
近年来，燃机电站、垃圾焚烧及光伏发电等清洁能源以其明显的社会环保效益优势得到大力发展，在电力供应市场占比份额逐步增大。与此同时，这些小容量、低参数的新能源机组受起步晚、人员少等客观因素限制，运行整体技术水平相比大容量、高参数传统煤电仍有一定的差距。水汽循环系统连续式、覆盖式在线监测是实现化学技术监督的重要手段，在线化学仪表不准确，水汽品质恶化得不到及时发现，可能会导致热力设备表面发生腐蚀、结垢和积盐现象，造成巨大的经济损失，甚至是锅炉爆管、非正常停运等一系列事故[2]。
为尽可能杜绝此类事故的发生，掌握新能源机组在线化学仪表运行维护现状，对某新能源发电集团下属的11家电厂进行了在线化学仪表专项技术服务工作。
1 在线化学仪表设备管理维护现状
对11家电厂的制度规范文件，人员管理、仪表台账，定期校验记录，巡检记录等方面进行普查，存在以下共性问题：
1） 仪表维护人员对仪表的测量原理及误差来源不熟悉，对仪表的维护只限于更换树脂柱，采用标准溶液校验及更换备件等操作。
2） 部分电厂巡检记录仅记录仪表测量值，不能完全反映仪表相关运行状态的内容。例如缺少仪表流量、树脂失效程度、试剂余量及更换和跑冒滴漏等运行状态方面的内容，从巡检记录不能掌握仪表的真实运行状态。
3） 部分电厂在线化学仪表的定期校验没有按时执行，定期校验结果记录不完整，不能反应仪表的状态，例如缺少pH标定的斜率，溶解氧表标定的电流值等，不便于对仪表性能的跟踪。
2 在线化学仪表测量准确性的现状
按照DL/T 677-2018《发电厂在线化学仪表检验规程准》，对被检电厂运行机组投运的在线化学仪表整机测量误差进行在线检验，对化学在线仪表准确率进行普查。
2.1在线化学仪表整体测量准确率
本次普查的在线化学仪表测量准确率进行统计，结果见表1.
表1 在线化学仪表准确率普查结果
| 仪表类型 | 仪表数量/台 | 合格数量/台 | 准确率 |
| 在线电导率表 | 195 | 130 | 66.67% |
| 在线pH表 | 71 | 39 | 54.93% |
| 在线溶解氧表 | 41 | 11 | 26.83% |
| 合计 | 307 | 180 | 58.63% |
图1 各发电企业在线化学仪表准确率
根据表1及图1的统计结果，可以看出，单个厂在线化学仪表准确率最高的为79.41%，最低的29.17%，均未达到DL/T 246-2016《化学监督导则》要求的准确率不低于96%的要求。不同在线化学仪表的测量原理及维护方式不同，不同仪表的准确率差距较大。其中在线电导率表准确率最高为66.67%，在线溶解氧表的准确率最低为26.83%。
2.2 在线电导率表的准确率
本次普查在电导率表共195台，其中氢电导率表及比电导率表的分别普查结果见表2，各电厂在线电导率表准确率见图2。表2 在线电导率表准确率普查结果
| 仪表类型 | 仪表数量/台 | 合格数量/台 | 准确率 |
| 氢电导率率 | 85 | 43 | 50.59% |
| 比电导率表 | 110 | 87 | 70.59% |
| 合计 | 195 | 130 | 66.67% |
图2 各电厂在线电导率表准确率
根据图2和表2的统计结果，单个厂在线电导率表准确率最高的为88.89%，最低的20.00%。氢电导率的准确率较比电导率偏低。
在线电导率表在测量中不仅受到二次仪表、仪表障等因素影响，还受到电极常数、温度补偿、交换柱附加误差等在线因素及纯水因素的影响[3-4]。
现场检查各仪表管线基本能稳定在25℃上下，温度补偿影响较小。
造成氢导电率表测量不准确的主要原因在于氢交换柱的附加误差。交换阳树脂的再生采用静态的酸浸泡方式，再生度不足，以及树脂交换柱的跑冒滴漏，树脂分层的问题，都对氢电导率表的测量造成了一定的影响。
现场造成电导率表不准确的另一原因在于电极常数错误。特别是维护人员在电极更换时未重新修订电极常数或更换上了不同规格的电极。
2.3在线pH表的准确率
本次普查在pH表共71台，其中2个电厂的合格率为100%，2个电厂合格率为0。具体普查的各电厂在线电导率表准确率见图3。
图3 各电厂在线pH表准确率
在线pH表在测量中受到二次仪表、仪表故障等因素影响外，还受到静电、温度补偿、缓冲溶液标定等在线因素及纯水因素的影响[5]。
从现场检验中发现，造成pH表测量不准确的主要原因在于以下两点：
1) 电极的老化。pH电极使用寿命一般在1年左右，同时停运期间pH电极没有得到保养，加速了电极的老化。
2) 电极的污染。在线pH表的日常维护只有两点标定，缺少对电极的清洗等维护，电极表面及流通池存在少量的污染，影响测量的准确性。
1.3在线溶解氧表的准确率
本次普查在溶解氧表共41台，其中准确率最高的为66.7%，5个电厂准确率为0。具体普查的各电厂在线电导率表准确率见图4。
图3 各电厂在线溶解氧表准确率
在线溶解氧表在测量中受到标定误差、透氧膜老化、电解液不足和管路漏气等因素的影响。
从现场检验中发现，造成溶解氧表准确率低的主要原因透氧膜老化，电极表面污染。
部分仪表测量值偏低，原因为标定时零点标定稳定时间不足，造成零点电流值偏高，测量值偏低。
3 在线化学仪表的运行建议
3.1加强人员培训及管理
仪表维护人员需学习在线化学仪表测量原理、检验方法、误差来源分析及消除方法、日常维护管理要点等，并取得合格证书，持证上岗。
同时维护人员应学习水汽系统结构及水汽品质控制知识，当仪表测量值出现问题时，以便能快速准确判断是水汽品质的恶化或异常，还是在线化学仪表测量不准确。若是化学仪表不准确，维护人员应立即检验校准[6]。
3.2 完善仪表维护管理制度
在维护管理方面，各厂应结合自身现状，对在线化学仪表维护管理制度进行修订完善。特别是以下几个方面：
1） 加强日常巡视管理制度。对仪表管线的完整，树脂交换柱的状态及仪表的参数进行重点巡检，不能停留在读取测量值阶段。
2） 完善仪表的检验制度。严格按照仪表校验计划完成检验工作，记录仪表标定的参数，跟踪仪表的性能变化。细化仪表维护的过程，加强电极的清洗等维护工作。
3） 加强仪器台账的管理。编制仪器维护记录，仪器维修记录，电极更换记录，仪器的备品备件清单等仪表台账。时刻掌握仪表的状况，并保持合理的备品备件数量，保证仪表的投入率。
3.3提高在线化学测量准确性
提高在线化学仪表测量准确性的关键在于按照电力行业标准对在线化学仪表执行正确的检验及校准。
依据DL/T 677-2018《发电厂在线化学仪表检验规程准》中对在线化学仪表的正确检验方法，明确对在线pH表、在线电导率表以及在线溶解氧表等在线化学仪表的在线检验标准。完成纯水条件下化学在线仪表测量过程中各种误差的检验，指导仪表维护人员消除误差，提高仪表的准确率。
4、结语
1）某新能源发电集团下属的11家发电企业在线化学仪表存在维护管理制度不完善，人员技能不足的缺陷，导致在线化学仪表准确率不达标。影响到了电厂水汽品质化学监督和控制的可靠性和准确性，影响机组的安全经济运行，亟需持续改进在线化学仪表校验，维护管理工作。
2）加强人员培训学习，培养合格的维护人员。完善仪表维护管理制度，细化维护过程，加强仪表性能的跟踪，及时更换老化及故障电极，保证仪表的投入率。
3）按照DL/T 677-2018《发电厂在线化学仪表检验规程准》要求定期对在线电导率表，pH表，溶解氧表开展在线检验，查找并消除仪表工作误差。
[1]刘祥亮,王宁,等. 电厂在线化学仪表测量现状及新型评价模型的研究[J]. 中国电力,2019, 52(6):166-171.
[2] 国家能源局.发电厂在线化学仪表检验规程:DL/T 677-2018[S].北京:中国电力出版社, 2018.
[3]曹杰玉,刘玮,等.电厂化学仪表培训教材[M]. 北京:中国电力出版社, 2017: 1-2.
[4]刘玮,王振平.阳离子交换树脂对氢电导率测量的影响[J].热力发电,2013, 42(10):137-140.
[5]张维科, 郑斐斐.再生方法对阳离子交换树脂再生度的影响[J].热力发电,2013,42(3):88-89.
[6]刘玮,曹杰玉.提高电厂高纯水pH值测量准确度的研究[J].中国电,2006,39(10):80-83.
[7] 武哲,张庆阳,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(11):34-37.
通信作者：马艳红(1983年)，女，工程师，中电国际新能源控股有限公司生产运营部业务主管，现主要从事电厂化学、污废水处理及相关环保专业技术监督管理方面工作。邮箱：278964124@qq.com.cn
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