1、汽水取样及在线化学仪表汽水取样及在线化学仪表一、在线化学仪表与化学监督一、在线化学仪表与化学监督二、汽水取样设备操作注意事项二、汽水取样设备操作注意事项三、在线工业电导率仪表三、在线工业电导率仪表四、在线工业酸度计四、在线工业酸度计五、在线钠表、溶解氧表及硅表简介五、在线钠表、溶解氧表及硅表简介六、六、化学仪表标定用标准溶液的制备化学仪表标定用标准溶液的制备一、在线化学仪表与化学监督一、在线化学仪表与化学监督1.在线化学仪表在技术监督中的作用在线化学仪表在技术监督中的作用化学监督是保障火力发电厂安全、经济、化学监督是保障火力发电厂安全、经济、稳定运行的重要环节，对水汽质量的监督稳定运行的重要环
2、节，对水汽质量的监督是化学监督的主要工作内容。是化学监督的主要工作内容。火力发电厂是连续运行的，工作介质在火力发电厂是连续运行的，工作介质在热力系统循环过程中，水、汽质量的稳定热力系统循环过程中，水、汽质量的稳定程度与对其污染的随机性构成了化学监督程度与对其污染的随机性构成了化学监督的技术特点。为了监督测量热力过程中水的技术特点。为了监督测量热力过程中水汽质量的随机情况，以实现对水汽质量的汽质量的随机情况，以实现对水汽质量的全过程监督。全过程监督。经过多年的努力，至目前依靠在线工业化学仪经过多年的努力，至目前依靠在线工业化学仪表实施对热力生产过程的连续监测已被广泛采用。表实施对热力生产过程的连
3、续监测已被广泛采用。尤其是对于一些高参数大容量的机组来说，水汽质尤其是对于一些高参数大容量的机组来说，水汽质量监督主要还是依靠在线化学仪表来实现的。量监督主要还是依靠在线化学仪表来实现的。2 2、在线化学仪表的主要监测对象及其特点、在线化学仪表的主要监测对象及其特点 在火力发电厂生产过程中，作为工作介质的水和在火力发电厂生产过程中，作为工作介质的水和蒸汽都有可能会或多或少地含有一定量的杂质，这蒸汽都有可能会或多或少地含有一定量的杂质，这些杂质将会引起热力设备的腐蚀和结垢，所以对水、些杂质将会引起热力设备的腐蚀和结垢，所以对水、汽介质中的杂质，必须限制在标准规定之内。如果汽介质中的杂质，必须限制
4、在标准规定之内。如果热力设备本身发生故障时，也将会引起水、汽中杂热力设备本身发生故障时，也将会引起水、汽中杂质含量的增加。质含量的增加。电厂化学专业人员的主要任务之一就是电厂化学专业人员的主要任务之一就是对水、汽质量进行监督与控制，以减缓热力对水、汽质量进行监督与控制，以减缓热力设备的腐蚀与结垢的速度，防止事故，延长设备的腐蚀与结垢的速度，防止事故，延长热力设备的使用年限。热力设备的使用年限。一般来说，并不是监测点越多，化学仪一般来说，并不是监测点越多，化学仪表配备的越多就越好，而应根据被测对象的表配备的越多就越好，而应根据被测对象的技术特点、重要程度来配备。要根据本单位技术特点、重要程度来配
5、备。要根据本单位的具体情况考虑仪表的价格性能比等条件，的具体情况考虑仪表的价格性能比等条件，以适用为前提。以适用为前提。2.12.1补给水处理系统中的在线化学仪表配备补给水处理系统中的在线化学仪表配备 由于各个火电厂的水、汽循环系统、采样由于各个火电厂的水、汽循环系统、采样点的选择和各点仪表的配备也不尽相同，点的选择和各点仪表的配备也不尽相同，而且对补给水处理系统中的仪表配备目而且对补给水处理系统中的仪表配备目前尚未作出统一规定。所以仍可根据本前尚未作出统一规定。所以仍可根据本厂的具体情况自行配备。以下所介绍的厂的具体情况自行配备。以下所介绍的情况仅供参考，并不是指所有的电厂都情况仅供参考，并
6、不是指所有的电厂都必须配齐这些表。必须配齐这些表。图图1 1为化学补给水处理系统化学监测点布为化学补给水处理系统化学监测点布置图，各测点推荐的在线化学仪表配置置图，各测点推荐的在线化学仪表配置见表见表1 1。图图1 1化学补给水处理系统化学监督测点图化学补给水处理系统化学监督测点图至凝汽器至凝汽器除盐水泵除盐水泵除盐除盐水箱水箱混床混床阴床阴床中间水泵中间水泵除除碳碳器器阳床阳床超滤超滤+反反渗透渗透清水泵清水泵清水箱清水箱滤池滤池澄澄清清池池生生水水酸碱喷射器酸碱喷射器中和池中和池 566321表表1 化学补给水处理系统在线化学仪表的配置化学补给水处理系统在线化学仪表的配置测点序号测点序号采
7、样点部位采样点部位配置仪表名称配置仪表名称主要用途主要用途预处理部分预处理部分浊度计等浊度计等监控预处理条件监控预处理条件1阳床出口阳床出口钠表钠表监控阳床运行工况监控阳床运行工况2阴床出口阴床出口电导率表、硅表电导率表、硅表监控阴床出水水质监控阴床出水水质3混床出口混床出口硅表、电导率表、酸度计硅表、电导率表、酸度计监控除盐水质监控除盐水质保证制水质量保证制水质量4除盐水出口母管除盐水出口母管电导率表电导率表监视水质污染情况监视水质污染情况5中和池中和池酸度计酸度计监控污水排放条件监控污水排放条件6酸喷射器出口酸喷射器出口酸浓度计酸浓度计监控阳床再生条件监控阳床再生条件碱喷射器出口碱喷射器出
8、口碱浓度计碱浓度计监控阴床再生条件监控阴床再生条件2 2、2 2水、汽循环系统中的在线化学仪表配备水、汽循环系统中的在线化学仪表配备热力过程水、汽循环系统化学监督测点热力过程水、汽循环系统化学监督测点布置，大机组的测点布置见图布置，大机组的测点布置见图2 2，各测点推荐，各测点推荐的在线化学仪表配置参见表的在线化学仪表配置参见表2 2图图2 2 大机组水、汽循环系统化学监督测点大机组水、汽循环系统化学监督测点省煤器省煤器锅锅炉炉汽水分汽水分离器离器过热器过热器再热再热器器汽轮机汽轮机凝汽凝汽器器内冷水内冷水发发电电机机循环水循环水凝结水泵凝结水泵精处理精处理低加低加除氧器除氧器给水泵给水泵高加
9、高加12345678表表2 水汽循环系统在线化学仪表的配置水汽循环系统在线化学仪表的配置序号序号采样点部位采样点部位配置仪表名称配置仪表名称主要用途主要用途1省煤器入口给省煤器入口给水水电导率、酸度计、钠电导率、酸度计、钠表、硅表、联氨表表、硅表、联氨表监测省煤器入口给水质量监测省煤器入口给水质量监控加氨、联氨剂量监控加氨、联氨剂量2主蒸汽管主蒸汽管电导率、钠表、硅表电导率、钠表、硅表监测主蒸汽质量监测主蒸汽质量3再热蒸汽再热蒸汽电导率、钠表、硅表电导率、钠表、硅表监测再热蒸汽质量监测再热蒸汽质量4凝结水泵出口凝结水泵出口电导率、钠表、硅表、电导率、钠表、硅表、溶解氧表、酸度计溶解氧表、酸度计
10、监测凝结水水质，监测凝汽器泄露，监测凝结水水质，监测凝汽器泄露，监测加氨剂量监测加氨剂量监控热井除气装置的运行和泄露情监控热井除气装置的运行和泄露情况况5精处理混床出精处理混床出口口电导率、钠表、硅表、电导率、钠表、硅表、酸度计酸度计监测混床出口水质，指导混床树脂监测混床出口水质，指导混床树脂再生再生6除氧器出口除氧器出口溶解氧表溶解氧表监控除氧器的运行监控除氧器的运行7发电机冷却水发电机冷却水入口入口电导率表、酸度计电导率表、酸度计监测发电机冷却水质量监测发电机冷却水质量8循环冷却水入循环冷却水入口口电导率表、酸度计电导率表、酸度计监控加氨量监控加氨量2 2、3 3化学仪表的现状及其发展趋势
11、化学仪表的现状及其发展趋势2 2、3 3、1 1化学仪表的现状化学仪表的现状 随着电力工业的迅速发展与科技进步，近些年随着电力工业的迅速发展与科技进步，近些年来，我国的化学仪表工作已有了长足的进步，初步来，我国的化学仪表工作已有了长足的进步，初步理顺了关系，化学仪表工作正在向制度化，规范化、理顺了关系，化学仪表工作正在向制度化，规范化、标准化方面发展。标准化方面发展。从国内电力发展与化学监督工作需要方面来分从国内电力发展与化学监督工作需要方面来分析，还有一些亟待改进的地方。主要表现在以下几析，还有一些亟待改进的地方。主要表现在以下几个方面：个方面：（1 1）目前，国内多数火电厂已按照电力行业的
12、要求，）目前，国内多数火电厂已按照电力行业的要求，基本上配备齐了规定的在线仪表。但仪表的基本上配备齐了规定的在线仪表。但仪表的“投入投入率率”特别是准确率却不高，最近几年来，特别是大特别是准确率却不高，最近几年来，特别是大机组的投入与对超纯水监测的普遍采用，给化学仪机组的投入与对超纯水监测的普遍采用，给化学仪表应用又带来了一些新的技术问题。表应用又带来了一些新的技术问题。（2 2）在线化学仪表在应用中普遍存在的问题）在线化学仪表在应用中普遍存在的问题是历史记录少有人去认真查读，没有充分的是历史记录少有人去认真查读，没有充分的原始记录依据来考察水汽质量的变化情况，原始记录依据来考察水汽质量的变化
13、情况，实际上是停留在人工定时抄表上。有的厂仍实际上是停留在人工定时抄表上。有的厂仍然采用依靠人工化验或人工取样离线分析来然采用依靠人工化验或人工取样离线分析来进行化学监督。进行化学监督。（3 3）规范化管理还有待进一步落实，那种不）规范化管理还有待进一步落实，那种不分主次，仪表上的越多就越好的作法，应予分主次，仪表上的越多就越好的作法，应予纠正。因为就化学仪表本身来讲应该同等重纠正。因为就化学仪表本身来讲应该同等重要，但其测量对象的重要程度与性质却有很要，但其测量对象的重要程度与性质却有很大的差异，所以要实施分级管理的办法，大的差异，所以要实施分级管理的办法，将一些关键测点的将一些关键测点的“
14、关口表关口表”列为一类表重点管理，列为一类表重点管理，二、三类表可作为一般性管理也是十分必要的。二、三类表可作为一般性管理也是十分必要的。尽管化学仪表在发展中还存在着这样或那样的尽管化学仪表在发展中还存在着这样或那样的不尽人意之处，但多年来的发展表明，化学仪表在不尽人意之处，但多年来的发展表明，化学仪表在电力工业中的作用越来越大，效益也越来越明显。电力工业中的作用越来越大，效益也越来越明显。2 2、3 3、2 2化学仪表的发展趋势化学仪表的发展趋势 随着电力工业的飞速发展，至目前随着电力工业的飞速发展，至目前300MW300MW及以及以上的机组已成为电力系统的主力机组。随着机组容上的机组已成为
15、电力系统的主力机组。随着机组容量的增大，使得化学仪表及其自动化控制水平越来量的增大，使得化学仪表及其自动化控制水平越来越高，设备越来越复杂，促进了测量仪表与自动化越高，设备越来越复杂，促进了测量仪表与自动化技术的进步，目前已微机化的智能仪表与自动控制技术的进步，目前已微机化的智能仪表与自动控制装置相继涌现。装置相继涌现。化学技术监督要求发挥在线化学仪表连化学技术监督要求发挥在线化学仪表连续、及时的监测功能以及可以消除疏漏、虚续、及时的监测功能以及可以消除疏漏、虚报、主观误差与准确可靠的技术特点。同时，报、主观误差与准确可靠的技术特点。同时，技术诊断还要求化学仪表所提供的监测数据技术诊断还要求化
16、学仪表所提供的监测数据能充分发挥作用，对水汽质量有恶化的迹象能充分发挥作用，对水汽质量有恶化的迹象进行预测，对可能发生的事故进行预报，以进行预测，对可能发生的事故进行预报，以及事故追亿并提示处理措施等指导性意见。及事故追亿并提示处理措施等指导性意见。二、汽水取样设备操作注意事项二、汽水取样设备操作注意事项 汽水取样分为闭式循环冷却系统、高温取样架、汽水取样分为闭式循环冷却系统、高温取样架、低温人工取样架低温人工取样架 每个班取水样时，检查冷却水压力应每个班取水样时，检查冷却水压力应0.3MPa0.3MPa 检查高温架减压阀出口压力是否维持在检查高温架减压阀出口压力是否维持在0.1-0.1-0.
17、5MPa0.5MPa 低温人工取样架的水样温度确保是在低温人工取样架的水样温度确保是在4545以下，以下，在线表计一旦正常投入，就不应去调整手工取样在线表计一旦正常投入，就不应去调整手工取样 在发电设备停运时,应将各监测点的仪表水样进口阀门关闭;在发电设备启运初期水质情况不好的时候应将排污阀门打开并开至最大.仪表水样进口阀门乃能保持关闭状态,仪表进入投运准备状态,等待水、汽品质清澈时方可投运仪表。抄表时，发现在线表数据异常，先检查是否有水抄表时，发现在线表数据异常，先检查是否有水样样三、在线工业电导率仪表三、在线工业电导率仪表3 3、1 1电导率的测定原理电导率的测定原理 一些酸、碱、盐类物质
18、，在水中会产生电离，离解成一些酸、碱、盐类物质，在水中会产生电离，离解成带有不同电荷的离子，在没有电场力的作用下，离子的运带有不同电荷的离子，在没有电场力的作用下，离子的运动是杂乱无章的。而在电场的作用下，正离子便向阴极方动是杂乱无章的。而在电场的作用下，正离子便向阴极方向迁移，负离子则向阳极方向迁移。这种向迁移，负离子则向阳极方向迁移。这种“迁移迁移”的结果，的结果，使电解质溶液具有导电的性能。但溶液的导电机理与金属使电解质溶液具有导电的性能。但溶液的导电机理与金属导体不同，金属是自由电子导电，而电解质溶液则是离子导体不同，金属是自由电子导电，而电解质溶液则是离子导电。导电。在导电的过程中，
19、溶液所呈现的电阻特性与金属导体在导电的过程中，溶液所呈现的电阻特性与金属导体一样，都符合电阻的定义：一样，都符合电阻的定义：R=R=L/AL/A R=R=L/AL/A式中式中L-L-导体的长度，导体的长度，cmcm；A-A-导体的截面积，导体的截面积，cmcm2 2;-电阻率，电阻率，cmcm。在衡量溶液的导电能力时，往往是用电阻的倒数在衡量溶液的导电能力时，往往是用电阻的倒数-电导电导来描述，或用电导率来描述，或用电导率-电阻率的倒数来表示：电阻率的倒数来表示：G=1/R=A/(L)G=1/R=A/(L)则则k=1/=G(L/A),k=1/=G(L/A),令令J=L/AJ=L/A，k=GJk
20、=GJ式中式中G-G-电导，电导，S S；k-k-电导率，电导率，s/cms/cm；J-J-电导池常数，电导池常数，cmcm-1-1；3 3、2 2电导率仪表的基本构成电导率仪表的基本构成 电导率仪表的功能是将电导池的输出与待电导率仪表的功能是将电导池的输出与待测溶液电导率有关的电信号转换成电压信测溶液电导率有关的电信号转换成电压信号，并进行放大、显示、输出、和必要的号，并进行放大、显示、输出、和必要的补偿校正。电导率仪表是由多谐振荡器、补偿校正。电导率仪表是由多谐振荡器、阻抗变换器、电压放大器、电容补偿电路、阻抗变换器、电压放大器、电容补偿电路、整流显示电路以及直溜稳压电源等部分组整流显示电
21、路以及直溜稳压电源等部分组成。成。3 3、3 3电导率仪表的应用及其特点电导率仪表的应用及其特点 由于电导率仪表具有结构简单、使用方由于电导率仪表具有结构简单、使用方便、实用性强等特点，使电导率表已成为化便、实用性强等特点，使电导率表已成为化学仪表中应用时间最长、最广泛，也是最受学仪表中应用时间最长、最广泛，也是最受现场欢迎的表计之一。但在长期的使用中也现场欢迎的表计之一。但在长期的使用中也暴露出一些明显的不足和使用中的局限性，暴露出一些明显的不足和使用中的局限性，电导率只能近似地表示溶液中的总含盐量，电导率只能近似地表示溶液中的总含盐量，而不能直接地反映出浓度的真实值。这是由而不能直接地反映
22、出浓度的真实值。这是由于电导率还与溶液的性质和离子的组成有关，于电导率还与溶液的性质和离子的组成有关，所以电导率值与含盐量之间并无确定的关系。所以电导率值与含盐量之间并无确定的关系。在火电厂热力系统中，如果对某些水样直接在火电厂热力系统中，如果对某些水样直接进行电导率测量时，其中含有的氨对测量结进行电导率测量时，其中含有的氨对测量结果影响很大。果影响很大。当用阳离子交换柱对水样进行脱氨处理当用阳离子交换柱对水样进行脱氨处理后，其中的一些中性盐类物质又生成了相应后，其中的一些中性盐类物质又生成了相应的酸，而使测定结果比真实值偏大。所以说，的酸，而使测定结果比真实值偏大。所以说，被测对象本身物理化
23、学性质的随机性改变，被测对象本身物理化学性质的随机性改变，是影响电导率仪表应用的关键。是影响电导率仪表应用的关键。以上所谈到的电导率仪表，是将电导电以上所谈到的电导率仪表，是将电导电极直接浸入被测溶液中进行的。但当被测对极直接浸入被测溶液中进行的。但当被测对象为强腐蚀性介质或高浓度范围时，例如强象为强腐蚀性介质或高浓度范围时，例如强酸、强碱时，就不能用常规电导表进行直接酸、强碱时，就不能用常规电导表进行直接测量，这是由于常规电导率仪的电极已无法测量，这是由于常规电导率仪的电极已无法满足腐蚀性介质使用条件。也无法避免满足腐蚀性介质使用条件。也无法避免高浓度范围的电导测量中高浓度范围的电导测量中“
24、极化极化”现象的影响使常现象的影响使常规测量无法进行。当遇上上述测量对象时，可选用规测量无法进行。当遇上上述测量对象时，可选用电磁浓度计。电磁浓度计。3 3、4 4影响电导率测量精度的原因及分析影响电导率测量精度的原因及分析3 3、4 4、1 1水样温度对测量精度的影响水样温度对测量精度的影响随着溶液温度的升高，在溶液内部将发生以下改变：随着溶液温度的升高，在溶液内部将发生以下改变：（1 1）离子间的水化作用减弱；（）离子间的水化作用减弱；（2 2）溶液的黏度降）溶液的黏度降低；低；（3 3）离子的运动阻力减小。）离子的运动阻力减小。这就是说，在上述条件下进行电导率测量时，这就是说，在上述条件
25、下进行电导率测量时，在电场力的作用下，由于温度的升高，离子的运动在电场力的作用下，由于温度的升高，离子的运动速度加快，溶液电阻降低。这样在水质不变的情况速度加快，溶液电阻降低。这样在水质不变的情况下，其电导率的测量结果却变大了。而当溶液温度下，其电导率的测量结果却变大了。而当溶液温度降低时，又产生了相反的结果。降低时，又产生了相反的结果。溶液的电导率与温度的关系式如下：溶液的电导率与温度的关系式如下：k kt t=k=ko o1+1+(t-t(t-t0 0)式中式中 k ko o、k kt t-溶液温度在溶液温度在t t0 0和和tt时的电导率，时的电导率，s/cms/cm；-温度系数，温度系
26、数，-1-1 这里需要特别注意的是对超纯水的测量，这里需要特别注意的是对超纯水的测量，测量值极小，而温度变化的影响却很大，仪测量值极小，而温度变化的影响却很大，仪器对溶液温度的响应往往会大于电导率的实器对溶液温度的响应往往会大于电导率的实际值。所以在进行电导率在线测量时，就必际值。所以在进行电导率在线测量时，就必须考虑到仪表本身应具备自动消除和减小由须考虑到仪表本身应具备自动消除和减小由于温度波动带来影响的功能。于温度波动带来影响的功能。从目前已商品化的在线工业电导率仪表的从目前已商品化的在线工业电导率仪表的情况来看，基本上都有自动温度补偿功能，情况来看，基本上都有自动温度补偿功能，但从使用情
27、况来看，其效果尚不尽人意。因但从使用情况来看，其效果尚不尽人意。因此，水样温度变化是影响电导率测量精度的此，水样温度变化是影响电导率测量精度的主要原因之一，在实际生产中，须尽量采用主要原因之一，在实际生产中，须尽量采用在在2525的基准温度下进行测量。的基准温度下进行测量。3 3、4 4、2 2水质对测量精度的影响水质对测量精度的影响 近几年来，随着一些大容量高参数机组近几年来，随着一些大容量高参数机组的投入和锅炉补给水处理工艺的技术进步，的投入和锅炉补给水处理工艺的技术进步，超纯水的使用范围越来越广泛。超纯水的使用范围越来越广泛。当水的纯度提高到一定程度后，其电导当水的纯度提高到一定程度后，
28、其电导率虽然不会降到零，但有可能降到极限值率虽然不会降到零，但有可能降到极限值（即理论值）。此时的水分子中，有一部分（即理论值）。此时的水分子中，有一部分便会离解成便会离解成H H+和和OHOH-离子，在这种（超纯水）离子，在这种（超纯水）条件下所测量的电导率值，实际上就是电离条件下所测量的电导率值，实际上就是电离度、温度与杂质的综合度、温度与杂质的综合反应参数。反应参数。为排除超纯水测量中温度和电离度的影响，为排除超纯水测量中温度和电离度的影响，一些厂家采用了一些厂家采用了“双重补偿双重补偿”方式，以解决方式，以解决超纯水的测量精度问题。但从目前现场出现超纯水的测量精度问题。但从目前现场出现
29、的测量结果低于理论值的现象来分析，估计的测量结果低于理论值的现象来分析，估计与补偿过量有直接关系。与补偿过量有直接关系。3 3、4 4、3 3溶解性气体对测量精度的影响溶解性气体对测量精度的影响 在一些蒸汽样品中，由于氨、联氨、二在一些蒸汽样品中，由于氨、联氨、二氧化碳与氮氧化物等溶解性气体的存在，将氧化碳与氮氧化物等溶解性气体的存在，将会使电导率的测量值增大十几倍甚至几十倍，会使电导率的测量值增大十几倍甚至几十倍，从而使测量失去意义。所以对于一些采用挥从而使测量失去意义。所以对于一些采用挥发性处理的电厂，测量对象如果是蒸汽的话，发性处理的电厂，测量对象如果是蒸汽的话，必须先将样品通过氢离子交
30、换柱过滤处理后必须先将样品通过氢离子交换柱过滤处理后在进行测量。这样虽然也有些误差，但比前在进行测量。这样虽然也有些误差，但比前者要好的多。者要好的多。另外，在溶液中的一些其它干扰性溶解另外，在溶液中的一些其它干扰性溶解气体，如二氧化碳、氮氧化物等是无法用离气体，如二氧化碳、氮氧化物等是无法用离子交换法消除掉的，所以也会存在一定的系子交换法消除掉的，所以也会存在一定的系统误差。统误差。3、4、4电导池电极极化的影响 在电解质溶液导电过程中，因为离子放电过程的速率远大于离子迁移的速率，所以在阴极附近负离子相对减少,在阳极附近正离子相对减少,两极附近的溶液不能维持电中性,形成了内电场。从电解角度看
31、，如果继续通直流电，电解质的实际分解电压势必大于理论分解电压（因附加了一个内电场的电动势）。人们将实际分解电压大于理论电压的现象称为极化。在溶液中，离子浓度分布不均匀产生内电场的现象称为浓差极化。浓差极化所产生的内电场方向与外电场的方向相反，起到阻止离子迁移的作用，相当于增大了溶液的电阻，及降低了溶液的导电能力，因而引起溶液电导率测量误差。除了浓差极化，还有化学极化，既在外电场作用下，电极上发生化学反应，起化学反应生成物在电极与溶液间形成一个电势，形成与外加电势相反的“原电池”。另外，化学反应生成物（如某些金属氧化物或气体）附着在电极表面形成金属氧化膜，使溶液与电极的有效接触面积减小，导致溶液
32、导电能力下降，既等效增加了溶液电阻，称之为电阻极化。它也影响电导率测量值。总之，浓差极化，化学极化与电阻极化是三种主要极化想象，他们的共同作用就是电导池电极极化作用，对电导率测量有很大影响。采用交流电源作为电导池电源，可以减少电极极化带来的影响，这是因为在交流电场的作用下，两个电极的极性不断改变，溶液中交替的进行着相反的过程，这可维持两个电极附近正负离子的平衡，又可避免或减弱化学极化与电阻极化的影响。一般来说，溶液浓度越大，越容易产生极化，这时采用的交流电四、在线工业酸度计4 4、1 1准确测量准确测量pHpH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
33、很高，一般不允许添加一般的缓蚀剂，主要靠加一般不允许添加一般的缓蚀剂，主要靠加氨调节水的氨调节水的pHpH值，辅助加少量的除氧剂值，辅助加少量的除氧剂（如联胺）或氧（加氧处理），以达到防（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。为了同时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，一般要求将水止水汽系统钢和铜的腐蚀，一般要求将水的的pHpH值控制在严格的范围内，否则将发生值控制在严格的范围内，否则将发生腐蚀。而严格控制腐蚀。而严格控制pHpH值的前提是准确测量值的前提是准确测量水样的水样的pHpH值。值。例如，对于水汽系统有铜合金的系例如，对于水汽系统有铜合
34、金的系统，要求控制水样的统，要求控制水样的pHpH值范围是值范围是8.88.89.39.3。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pHpH值超过值超过9.39.3，而测量小于，而测量小于9.39.3，这样长期，这样长期运行下去，会造成铜加热器（如铜制低运行下去，会造成铜加热器（如铜制低压加热器、轴封加热器）和铜管凝汽器压加热器、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的腐蚀溶解，腐蚀产物进入蒸汽系统会加剧汽轮机的积盐，造成汽轮机出力和加剧汽轮机的积盐，造成汽轮机出力和效率的降低；效率的降低；pHpH值过高还会造成凝汽器值过高还会造成凝汽器空抽区附近铜管的氨
35、腐蚀，使凝汽器发空抽区附近铜管的氨腐蚀，使凝汽器发生泄漏。生泄漏。反之，如果测量出现误差，实际反之，如果测量出现误差，实际水样的水样的pHpH值小于值小于8.88.8，而测量大于，而测量大于8.88.8，这样长期运行下去，会造成给，这样长期运行下去，会造成给水系统钢设备和管道的腐蚀溶解加水系统钢设备和管道的腐蚀溶解加剧，其腐蚀产物进入锅炉会加剧水剧，其腐蚀产物进入锅炉会加剧水冷壁的沉积和腐蚀，并可能造成流冷壁的沉积和腐蚀，并可能造成流动加速腐蚀（动加速腐蚀（FACFAC），造成管道损坏，），造成管道损坏，甚至出现严重事故。甚至出现严重事故。4 4、2 2酸度计的测量原理酸度计的测量原理4 4、
36、2 2、1pH1pH值值 酸度计严格的名称应为酸度计严格的名称应为pHpH计。为此，有必要计。为此，有必要对对pHpH值有个大致的了解。值有个大致的了解。纯净的水是中性的，由于它本身的电离作用：纯净的水是中性的，由于它本身的电离作用：H H2 2O OHH+OH+OH-，在，在2222时每升水中含有时每升水中含有1010-7-7mol/Lmol/L的氢离子与等量的氢氧根离子，水的离子积的氢离子与等量的氢氧根离子，水的离子积 K Kw w=H=H+OHOH-=10=10-7-71010-7-7=10=10-14-14 水的离子积是随着温度的变化而改变的，在一定水的离子积是随着温度的变化而改变的，
37、在一定的温度下是个常数，只要知道的温度下是个常数，只要知道HH+就完全可以表就完全可以表征溶液的酸碱度，所以人们常用氢离子浓度来表征溶液的酸碱度，所以人们常用氢离子浓度来表示溶液的酸碱度。示溶液的酸碱度。为了方便起见，通常都是以为了方便起见，通常都是以HH+的负对数的负对数来表示各种溶液的酸碱度，即来表示各种溶液的酸碱度，即pH=-logHpH=-logH+，我们把氢离子有效浓度我们把氢离子有效浓度的负对数称作的负对数称作pHpH值。值。在这里在这里p p代表负对数，代表负对数，H H代表氢离子活度。已代表氢离子活度。已知在知在2222时每升纯水中含有时每升纯水中含有1010-7-7mol/L
38、mol/L的氢离的氢离子，其负对数为子，其负对数为7 7。因此溶液的。因此溶液的pHpH值为值为7 7时就时就表现中性。表现中性。4 4、2 2、2 2酸度计的测量原理酸度计的测量原理 酸度计测量系统是由传感器与二次仪表酸度计测量系统是由传感器与二次仪表及测量溶液所构成的，而传感器是由测量电及测量溶液所构成的，而传感器是由测量电极与参比电极组成的原电池，在溶液中，原极与参比电极组成的原电池，在溶液中，原电池的电动势为：电池的电动势为：pH表传感器示意图 pH计 E=E E=E0 0+2.303(RT/F)pH+2.303(RT/F)pHE E0 0标准电极电势；标准电极电势；RR气体常数（气体
39、常数（8.314JK-1mol-18.314JK-1mol-1）；）；TT温度（温度（K K）；）；FF法拉第常数（法拉第常数（96485Cmol-196485Cmol-1）；）；上式中的上式中的2.303RT/F2.303RT/F项说明了项说明了pHpH值与原电池电值与原电池电动势的数学关系，其含义是单位动势的数学关系，其含义是单位pHpH值的改变所值的改变所引起的原电池电动势的改变，这种改变称为电引起的原电池电动势的改变，这种改变称为电极的斜率，用符号极的斜率，用符号S S表示，其表达式如下：表示，其表达式如下：S=2.303RT/F=(54.19+0.198t)mV/pHS=2.303R
40、T/F=(54.19+0.198t)mV/pH 当被测溶液中的氢离子活度发生变化时，由当被测溶液中的氢离子活度发生变化时，由两电极组成的两电极组成的测量原电池电动势也会相应改变。测量原电池电动势也会相应改变。将此电动势信号输入二次表进行放大及信号处理后，将此电动势信号输入二次表进行放大及信号处理后，仪器即可显示出被测溶液的仪器即可显示出被测溶液的pHpH值了。值了。4 4、3 3标准缓冲溶液的制备要求标准缓冲溶液的制备要求制备制备pHpH标准缓冲溶液的试剂应符合以下要求：标准缓冲溶液的试剂应符合以下要求：（1 1）它的）它的pHpH值必须是预先可以做到准确测定。值必须是预先可以做到准确测定。（
41、2 2）所制备的溶液应具备缓冲容量大，温度系数小）所制备的溶液应具备缓冲容量大，温度系数小的特点。的特点。（3 3）标准缓冲溶液的制备应简便可行。）标准缓冲溶液的制备应简便可行。所制备的标准溶液分为两级，分别用一级标所制备的标准溶液分为两级，分别用一级标准物质和二级标准物质配制。所制备的一级标准溶准物质和二级标准物质配制。所制备的一级标准溶液用于液用于0.010.01级酸度计的检定。其它精度级别的酸度级酸度计的检定。其它精度级别的酸度计，可用二级标准溶液进行检定。计，可用二级标准溶液进行检定。标准缓冲溶液在使用时及储存中应注意以下标准缓冲溶液在使用时及储存中应注意以下问题：问题：（1 1）应放
42、置在聚乙烯塑料容器中密封保存。）应放置在聚乙烯塑料容器中密封保存。（2 2）制备好的标准缓冲溶液保存期一般不应）制备好的标准缓冲溶液保存期一般不应超过超过3 3个月，如果发现溶液中有长霉、沉淀或个月，如果发现溶液中有长霉、沉淀或混浊等现象，应重新制备。混浊等现象，应重新制备。（3 3）要严格按照规定来配制标准溶液，对校）要严格按照规定来配制标准溶液，对校验验0.2-0.020.2-0.02级酸度计用的标准缓冲溶液，只级酸度计用的标准缓冲溶液，只要按照要求即可进行配制。对于校验要按照要求即可进行配制。对于校验0.010.01级级及以上级别的酸度计所使用的标准溶液，须及以上级别的酸度计所使用的标准
43、溶液，须经精确标定后才准许使用。经精确标定后才准许使用。4 4、4 4参比电极参比电极 任何离子选择性电极的电位测量，必任何离子选择性电极的电位测量，必须使用一个基准电极和一个测量电极，须使用一个基准电极和一个测量电极，以构成一个完整的测量原电池。这个所以构成一个完整的测量原电池。这个所谓的基准电极就是参比电极。谓的基准电极就是参比电极。参比电极的种类很多，在工业仪表参比电极的种类很多，在工业仪表中常用的有甘汞电极和固体电极两种，中常用的有甘汞电极和固体电极两种，不过现在电厂普遍都用的是复合电极，不过现在电厂普遍都用的是复合电极，基本上不用双电极的基本上不用双电极的pHpH表。表。参比电极Ag
44、-AgCl铂丝铂丝KCl溶液溶液多孔陶瓷多孔陶瓷（液界）（液界）4 4、5 5测量电极测量电极 测量电极是指离子选择性电极，测量电极是指离子选择性电极，pHpH电电极习惯上称作玻璃电极。不管是何种式样极习惯上称作玻璃电极。不管是何种式样的玻璃电极都是由敏感玻璃球膜、电极杆、的玻璃电极都是由敏感玻璃球膜、电极杆、内充液、内参比电极、屏蔽导线、电极插内充液、内参比电极、屏蔽导线、电极插头等几个部分构成。玻璃电极敏感膜的厚头等几个部分构成。玻璃电极敏感膜的厚度一般为度一般为0.05-0.20.05-0.2mm。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4 4、6 6超纯水的超纯
45、水的pHpH值测量值测量 近些年来，随着大机组的投入和电厂化学的技近些年来，随着大机组的投入和电厂化学的技术进步，使化学补充水质量越来越高。大量的试验术进步，使化学补充水质量越来越高。大量的试验和现场的实际应用情况表明，采用目前常规性酸度和现场的实际应用情况表明，采用目前常规性酸度计在测量超纯水时便会产生很大的误差，而且被测计在测量超纯水时便会产生很大的误差，而且被测对象越纯净，这个误差越大，特别是对用在水处理对象越纯净，这个误差越大，特别是对用在水处理混床出口、精处理出口水样的测量，误差有明显的混床出口、精处理出口水样的测量，误差有明显的增大。增大。下面我们就来分析一下超纯水下面我们就来分析
46、一下超纯水pHpH值测量误差大值测量误差大的原因。因常规水溶液的电阻很小，而将溶液电阻的原因。因常规水溶液的电阻很小，而将溶液电阻忽略不计，所以在计算时只考虑了电极内阻（忽略不计，所以在计算时只考虑了电极内阻（10106 6-10109 9),),而仪器输入阻抗保证在而仪器输入阻抗保证在1 110101212就可以了，就可以了，而超纯水的电阻却很大，已经不能忽略，这而超纯水的电阻却很大，已经不能忽略，这样样电极内阻电极内阻+纯水的电阻不再是纯水的电阻不再是10106 6-10-109 9，而二次表如果保持在而二次表如果保持在1 110101212输入阻抗的话，输入阻抗的话，测量信号将被衰减很多
47、，测量精度就无法保测量信号将被衰减很多，测量精度就无法保证了。证了。所以对超纯水进行所以对超纯水进行pHpH测量时，应当选择测量时，应当选择那些输入阻抗比常规表更高的酸度计。那些输入阻抗比常规表更高的酸度计。五、在线钠表、溶解氧表及硅表简介五、在线钠表、溶解氧表及硅表简介5、1在线钠表简介在线钠表简介5、1、1测量水汽系统钠的意义测量水汽系统钠的意义 在线钠表用于监测凝结水和饱和蒸汽，在线钠表用于监测凝结水和饱和蒸汽，与氢电导率测量相比，具有相应速度快，与氢电导率测量相比，具有相应速度快，信号反应灵敏的优点（氢交换柱有一定的信号反应灵敏的优点（氢交换柱有一定的稀释和延缓作用）。可以及时发现凝汽
48、器稀释和延缓作用）。可以及时发现凝汽器泄漏（尤其是沿海电厂）和蒸汽品质恶化泄漏（尤其是沿海电厂）和蒸汽品质恶化的情况，对减少水汽系统腐蚀结垢和蒸汽的情况，对减少水汽系统腐蚀结垢和蒸汽系统积盐有重要意义。系统积盐有重要意义。5 5、1 1、2 2在线钠表测量与间断取样测在线钠表测量与间断取样测量的区别量的区别 静态测量钠，由于电极响应时间要求稳定一定的时间，参比电极中渗出的钾离子干扰、空气中杂质的影响以及溶液碱化程度等干扰，对于g/L数量级的测量准确性很差。在线钠表克服了上述干扰，因此对于g/L数量级钠的测量应使用在线钠表。5、1、3水样的碱化水样的碱化水样的碱化是为了减少氢离子对测量的影响。同
49、时，简化充分的水样的电导率大大增加，从而减少了纯水中电位测量中的静电干扰问题。应定期检查碱化后的水样的pH，避免碱化剂量不够造成的误差。5.2溶解氧表的简介溶解氧表的简介溶解氧表测量原理溶解氧表测量原理 目前国内外普遍采用的溶解氧测量仪器目前国内外普遍采用的溶解氧测量仪器的测量原理是极谱法，即向电极施加一定的测量原理是极谱法，即向电极施加一定的电压，使溶解氧在电极表面发生电化学的电压，使溶解氧在电极表面发生电化学反应，在测量电路中产生电流，该电流的反应，在测量电路中产生电流，该电流的大小与溶解氧的浓度成正比。这种通过测大小与溶解氧的浓度成正比。这种通过测量电流大小达到确定测量值的方法属电流量电
50、流大小达到确定测量值的方法属电流法。与电位法相比（如法。与电位法相比（如pHpH测量、钠的测量）测量、钠的测量）相比，电流法在纯水体系中受到的电干扰相比，电流法在纯水体系中受到的电干扰较小。较小。溶解氧表测量传感器 它由两个金属电极及疏水透气膜构成。它由两个金属电极及疏水透气膜构成。这种膜允许氧气和其他气体透过，而不使这种膜允许氧气和其他气体透过，而不使水和其他溶解性物质通过。传感器的阴极水和其他溶解性物质通过。传感器的阴极由贵金属铂或金构成，阳极由银或铅构成。由贵金属铂或金构成，阳极由银或铅构成。溶解氧传感器示意图KCl阳极阳极阴极阴极渗透膜渗透膜电缆电缆O2壳体壳体内充液内充液V图图1：溶
