电厂化学仪表性能评价与误差分析

电厂化学仪表可连续监督水流品质，及时发现问题，防止事收发生。实现热汽水品质实时监控和加药系统自动调节，简化了分析人员的劳动强度、改善了劳动条件。具有连续监督、响应速度快、精密度高、有利于自动化等特点。大容量机组对水汽品质要求极高，化学仪表的准确监测是保证机组安全经济运行的必要手段。

电厂化学仪表的使用和检验
由于多数在线化学仪表的准确性未及时检验，使水汽品质恶化问题得不到及时发现，导致发电机组水汽系统发生腐蚀、结构和积盐，造成巨大的经济损失。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测量不准确，未能及时发现问题。

例如国内某电厂两台600MW亚临界机组2004年底相继投产，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。

例如国内某电厂凝汽器管为黄铜管，给水pH值控制指标为8.8-9.3。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，导致凝汽器通关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。

类似的实例很多，许多电厂汽水平直监测合格率很高，热力设备汽水系统腐蚀结垢和积盐情况却很严重，主要原因是在线化学监测仪表测量不准确导致化学监督失去作用。由此可见，提高电厂在线化学仪表测量准确性和可靠性，提高化学监督的准确性，及时发现汽水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。

电厂化学仪表的分类
按使用场合的不同可分为实验室化学分析仪表与在线化学分析仪表。按测量原理分为电化学式、热学式、光学式、色谱及物理特性分析仪表等几类。按校验方法可分为两类：
①可以用标准物质检验试剂测量准确性的仪表，硅表、磷表、联氨表等。
②无法用标准物质检验实际测量实际测量条件下测量准确性的仪表，电导率表、pH表、钠表、溶解氧表。

电厂化学仪表的组成
电厂化学仪表的种类虽然很多，结构各不相同。但其基本组成构成可分为：分析部分、信号处理部分、显示部分。在线仪表除了上述三大部分外，还有采样与样品预处理部分。
①分析部分
分析部分又叫传感器，它是根据化学、物理原理把试样中待测组分转换成相应的、能准确测量的电位信号。例如:pNa计的pNa电极与参比电极组成的测量电池，按照电化学式的能斯特公式把溶液中的Na+浓度转换成能被准确测量的电压信号。这一测量电压就是pNa计的分析部分，也就是pNa计的传感器。
②信号处理部分
信号处理部分又叫变送器。传感器输出的电信号种类不同，如可以是电压信号，电流信号等。这些信号一般都很微弱，不能直接带动指示器、记录仪或自动控制系统的调节装置工作，因此需要对这些微弱信号进行放和变换处理。同时，为了排除各种影响测量的因素， 得到正确的测量结果，仪表中还设置了各种自动调校和标定功能的电路。一些智能仪表还设置了自检、数据存储与处理等功能。
③显示部分
对被测量值的测量结果要通过显示部分显示出来，被测量值的显示主要有两种方式，即模拟显示和数字显示。
④采样与样品的预处理系统
采样部分包括取样管、高温冷却架、恒温冷却器、超压超温断水保护装置和人工取样盘等。由于仪表分析原理的不同，其样品预处理的方法也不同。如pNa计的样品预处理的样品碱化处理，而Si表的样品预处理是显色等。

电厂化学仪表的技术指标
①测量范围
指仪表的自大显示值范围。如某电溶解氧表的测量范围是0-200μg/L。选择仪表时，测量范围是主要考虑的技术指标之一。
②灵敏度
指引起仪表读数可观察变化的最小变化值。如果pH计的灵敏度是0.01，则表示该仪表的读数可察觉的最小变化值为0.01，该表的读数可以读到小数点后第二位，如8.01、9.14。对于数显仪表，这与仪表的读取位置有关。
③准确度
准确度是指测量结果与实际值(真值)之间的符合程度。准确度用误差来表示，误差越小，准确度越高。
④稳定性
指仪表工作状态的稳定程度，通常仪表的读数都有一定的漂移。稳定性高的仪表的读数漂移值小。
⑤输入阻抗
输入阻抗是保证测量准确度的一个重要指标，通常当仪表与发送器相互配合时，要求仪表的输入阻抗比发送器的阻抗大3个数量级。
⑥其他指标
包括仪表的输出、数据接口、报警、电源、对被测介质的要求等。

电厂化学仪表的性能评价
为了掌握仪表的准确度及其变化情况，及时采取措施，保证化学监督的有效性，需要对仪表进行多种性能评定，找出仪表的各种误差，通过修正使测量结果的准确度得以保证。仪表性能的评定分为三种方式。
①仪表检定
仪表检定时评价仪表本身是否合格并确定其精确度等级的仪表性能检定方法。这项工作必须具有相应仪表的检定资格证书的专业人员进行，其他人员不能出具鉴定书。
②仪表校验
仪表校验是指有规定条件下，以检查验证被检测的仪表的示值与标准值的差异程度为目的的操作。一般采用比被验仪表等级高，且以检定过的仪表来校验被验仪表，也可用基准物质进行校准。
校验时仪表维护的一项主要内容，除定期进行仪表的校验外，在对仪表维修后必须经过检验合格后才能投运。
③仪表对比
是在规定的条件下，将被检仪表与准确度等级相同的同类标准仪表或计量器具进行对比，从而可以了解被检仪表的性能，这里标准仪表是指标准度已知，可以信赖的仪表。例如为了检验一个参比电极的可靠性，常将被测参比电极与另一准确度可靠的参比电极对比，从而可知，被测量的参比电极的可靠性和准确性。

电厂化学仪表检验
化学仪表测量获得准确测量结果的必要条件：
①使用经过计量检定机构检定合格的化学仪表；
②对化学仪表测量传感器测量原理有较深入的了解，使用中对影响传感器正常工作的干扰因素有全面的掌握。

◆电厂化学仪表检验标准
①JJG 119-2005实验室pH(酸度)计检定规程。
②JJG 376-2007电导率仪检定规程
③JJG 757-2007离子计检定规程
④DLT 677-2009发电厂在线化学仪表检定规程
 
◆pH(酸度)计检定
①由于pH(酸度)计电计示值与电位之间的关系符合能斯特公式，采用pH(酸度)计检定仪模拟输入直流电位值检定仪表的电计部分。
②用pH标准仪表与pH(酸度)计仪表进行对比。
③用pH标准缓冲溶液进行校准pH(酸度)计仪表
 
◆pH(酸度)计检验流程
◆pH(酸度)计检验所需计量标准器