随着电力工业的成长,新建机组容量的增年夜,机组的平安运行显得尤其重要,对于汽水品质监视与控制加倍重视,亚临界及以上机组的凝聚水需要进行100的处置;汽水品质的监视年夜多采用在线仪表丈量。合肥第二发电厂1号与2号机组的汽轮机与发机电均为ＡＢＢ公司的装备,汽锅是哈尔滨汽锅厂制造的亚临界自然轮回汽包汽锅。该厂凝聚水精处置系统为美国Ｆｉｌｔｅｒ公司生产的中压装备,取样分析系统由美国ＷａｔｅｒＥｑｕｉｐｍｅｎｔ公司配套,凝聚水精处置系统和取样分析系统均安装了钠表,划分为美国Ｏｒｉｏｎ公司的1811ＥＬ系列钠表和美国Ｗａｌｔｒｏｎ公司生产的μＡＩ-9030系列钠表,用来丈量凝聚水精处置装备混床出口和蒸汽的钠含量,以知足年夜型机组所要求的高度自动化。下面就这两种仪表的运行情况进行对比并对碰着的问题进行简单分析。
这两种钠表都是以微处置器为根蒂根基的分析仪表,用于接连丈量比力纯净的水或蒸汽中的钠含量。配备的旌旗灯号输出模件可在线性和对数浓度输出之间作出选择,1811ＥＬ型低浓度钠表丈量范围是0～1000μｇ/Ｌ(选择线性输出时),0.1～1000μｇ/Ｌ(选择对数输出时);而μＡＩ-9030钠表的丈量范围是0～100μｇ/Ｌ(选择线性输出时),0.1～100μｇ/Ｌ(选择对数输出时)。它们的ｐＨ值调理系统免除对昂贵试剂和频仍维修的需要,仪表标定快速、简洁、靠得住性高而且准确,在运用中因其结构没有勾当零件而维护工作量少少。

1　工作原理
钠离子分析仪是采用电位式分析法的分析仪器,即经由过程丈量电极系统与被测容液组成的丈量电池(原电池)的电动势,来获知被测离子浓度。丈量电池是由指示电极、参比电极和被测溶液组成的原电池,参比电极的电极电位不随被测溶液浓度的变化而变化,指示电极对被测溶液中的待测离子有敏感作用,其电极电位是待测离子浓度的函数,是以原电池的电动势与待测离子的浓度(活度)有逐一对应关系,钠电极对钠离子浓度变化的响应合适对数关系。其响应可用能斯特(Ｎｅｒｓｔ)方程描写以下:
Ｅ=Ｅ0 2.3(ＲＴ/ｎＦ)ｌｇ(Ｃ/Ｃｉｓｏ)
式中:Ｅ为丈量电极电位,Ｖ;Ｅ0为尺度电极电位,Ｖ;Ｒ为理想气体常数,Ｒ=8.31(Ｊ/ｍｏｌ·ｋ);Ｔ为水样热力学温度,Ｋ;Ｎ为离子价态;Ｆ为法拉第常数,Ｆ=96485Ｃ/ｍｏｌ;Ｃ为钠离子有用浓度(活度),ｍｏｌ/Ｌ;Ｃｉｓｏ为钠离子浓度(活度)ｍｏｌ/Ｌ,此时电位Ｅ与温度无关(等电势点)。
上面的方程式暗示丈量电位随温度和相关的离子浓度变化而改变。为了消除水样温度波动引发的误差,两种钠表的微处置器不竭地凭据自动温度抵偿(ＡｕｔｏＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＣｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ)丈量探头提供的数据进行温度抵偿。
凭据Ｎｅｒｓｔ方程式,在25℃时钠离子选择电极对浓度变化10倍离子浓度的理想响应值是59.16ｍＶ,凡是称其为电极斜率(Ｓ)。电极斜率一般经由过程标定加以肯定。使用两个尺度液供给微处置器所需的信息,以计较现实斜率值(Ｓ)和Ｅ0,供试液分析时使用。
图1、图2为钠表的水样流程方框图。
　　如图1所示,水样送进18Ｉ1ＥＬ钠监测仪,流经进口阀、旁经由过程滤器、压力调理器、丈量池中的水样流量,哄骗压力调理器和节省管的组合进行调整,控制水样流量为40ｍｌ/ｍｉｎ,然后水样流经流体池总管流进试剂扩散瓶,在瓶中进行水样的ｐＨ值调理。经过ｐＨ值调理后的水样流进丈量池,同时从空气泵引进空气,保证适当的水样夹杂和迅速的电极响应。在正常丈量时代拉出流体池中的分流阀,连结被测溶液体积约为20ｍｌ。然后水样经由过程钠电极、参比电极和温度探头,这3支电极的探头位于丈量池的底部,后水样经由过程丈量池总管流向排放口。这一系统的快速响应时间是由水样体积和流速所决议的。用于夹杂水样的空气被再次哄骗,以消除年夜气中盐可能酿成的钠污染。
对于μＡＩ-9030钠表,要进行钠丈量的几组水样哄骗电磁阀控制,水样首先经由过程一个60ｍｉｃｒｏｎ的过滤器(为避免水样中含有颗粒状的铁进进仪表)、热交换器(用于在仪表标定状态下使标定溶液的温度接近于水样温度,削减标按时间,下降标定误差)、电磁阀、水样溢流室(消除水样压力和流量变化的影响)落后进Ｔ型块和细的不锈钢管,在这里二异丙胺挥发性试剂加进到水样中往,提高水样的ｐＨ值,水样流经钠电极和参比电极后排出。
对于水样的接连测定,流进丈量池内的水样流量是用溢流法控制的,在丈量低浓度钠离子时,氢离子的干扰很严重,需要经由过程加碱化剂的法子对水样的ｐＨ值进行调理来消除,两种仪表的加碱化剂的方式分歧,一种是气透加碱法(1811ＥＬ钠表),另外一种采用抽气的法子加碱(μＡＩ-9030钠表)。气透加碱法是将一根内径为0.3～0.5ｃｍ、管壁厚度为0.1～0.12ｃｍ、长度为1.0ｍ左右的硅橡胶管浸进盛有浓度为50的二异丙胺溶液的500ｍｌ的塑料瓶中,被测水样从硅橡胶管的一端引进,从另外一端流出,接至钠表丈量池,随着水样的流动,挥发的二异丙胺透过硅橡胶管壁不竭的渗进管内消融在被测液中,水样被碱化,经过碱化的水样ｐＨ值可到达11.5左右,知足水样丈量的要求。而μＡＩ-9030型钠表采用的抽气的方式是水样进进丈量池前,流过Ｔ型块,流速增加,在碱化剂吸嘴处发生一负压,二异丙胺易挥发,挥发后的气化碱在负压作用下被吸进水样带进夹杂室,两者充实夹杂落后进丈量池,然后经钠电极和甘汞电极后排出,水样经过碱化的ｐＨ值也能到达11.3左右,一样知足水样丈量的要求。

2　钠表的标定
钠表在运行中要按要求进行标定,以保证其丈量成效的准确性。这两种钠表的标定方式有所分歧,1811ＥＬ钠表采用的是双已知添加法,μＡＩ-9030钠表采用的是双点标定法。
双已知添加法(ＤＫＡ)与习习用的标定方式相比有较着的优点,它快速,简单,切确,而且使用很轻易获得的标定用的滴管进行。流体池有两个水样容积:正常丈量容积(年夜约20ｍｌ)和标定容积(年夜约100ｍｌ),如图1所示。低容积使在线丈量时获得快速的系统响应,而高容积保证标定精度。在标定前,水样分流阀被推进,将水样容器注到100ｍｌ左右。
此时,水样中现实浓度值是未知的,仪器丈量出此时的电位(Ｅｓ)并将这个值存进微处置器。将0.1ｍｌ浓度为19.1ｍｇ/Ｌ的尺度溶液(1)添加到试样容器中,它将浓度(Ｃｓ)提高了响应的已知量(ｄＣ1)。丈量新的电位(Ｅ1),当到达稳按时自动贮存。取0.1ｍｌ尺度溶液(2),其浓度为192ｍｇ/Ｌ,比尺度溶液(1)的浓度年夜10倍,加进到丈量池,它再次把试样容器的溶度(ｄＣ2)提高。再次丈量出新电位(Ｅ2),当稳按时自动贮存。现在,我们获得有3个未知值的下列3个方程式:
Ｅｓ=Ｅ0 Ｓｌｇ(Ｃｓ/Ｃｉｓｏ)
Ｅ1=Ｅ0 Ｓｌｇ[(Ｃｓ ｄＣ1)/Ｃｉｓｏ]
Ｅ2=Ｅ0 Ｓｌｇ[(Ｃｓ ｄＣ2)/Ｃｉｓｏ′]
Ｅｓ,Ｅ1和Ｅ2在标定进程中已测定出。微处置器解这3个方程式,获得Ｓ和Ｅ0值。这个数据存储起来供联机监测时使用,将试样中测得的电位值转换成钠的浓度值,当标定竣事时,拉出分流阀,拉到流体池低液位(约100ｍｌ),到试样丈量液位(约20ｍｌ),并重新打开流量阀。估量浓缩的标定溶液从系统泄流年夜约要10ｍｉｎ。
对于添加的钠表标定液的要求是钠表标定溶液的浓度不能低于10μｇ/Ｌ,而且低点标定液的浓度Ｐ2至少是水样中钠含量的2倍以上,高点标定液浓度Ｐ3应当是低点标定液浓度的10倍左右。假设没有尺度溶液,要自己配制,则所需配制的尺度溶液(Ｓ1)(低浓度)和尺度溶液(Ｓ2)(高浓度)的浓度的计较公式以下:
Ｓ1=Ｐ2(Ｖｃ Ｖａ)/(Ｖａ)
Ｓ2=Ｐ3(Ｖｃ 2Ｖａ)/(Ｖａ)
式中:Ｐ2—由于加进种标定液而引发的浓度变化值,ｄ(Ｃ1);Ｐ3—由于加进第二种标定液而引发的浓度变化值,ｄ(Ｃ2);Ｖｃ—未经校正的丈量池容积,95ｍｌ(现实的丈量池容积经由过程丈量池内的虹吸管自动校正);Ｖａ—加进的尺度溶液的体积,0.1ｍｌ(其他的容积数会引发丈量池容积校正的误差)。将Ｖａ、Ｖｃ代进公式得:
Ｓ1=951Ｐ2
Ｓ2=952Ｐ3
　　是以,当Ｐ2、Ｐ3取值划分为20μｇ/Ｌ、200μｇ/Ｌ时,Ｓ1、Ｓ2的值划分为19.1ｍｇ/Ｌ、192ｍｇ/Ｌ。在钠表投运前,运行人员要将Ｐ2、Ｐ3、Ｐ4(标定容积)输进微处置器,供标按时采用。
μＡＩ-9030钠表的两点标定是采用钠离子浓度划分为100μｇ/Ｌ、100μｇ/Ｌ的尺度液,凭据以下方程得出Ｓ和Ｅ0值:
Ｅ1=Ｅ0 Ｓｌｇ(Ｃ1/Ｃｉｓｏ)
Ｅ2=Ｅ0 Ｓｌｇ(Ｃ2/Ｃｉｓｏ)
　　将Ｓ和Ｅ0值存储进微处置器,供现实丈量时使用。

3　运行中碰着的问题及注重事项
3.1　ｐＨ值的调理
在丈量低浓度钠离子时,氢离子的干扰是影响仪表准确的主要身分,必需对水样的ｐＨ值进行调理,要求调理后的水样ｐＨ值比测定的ｐＮａ值年夜3,即ｐＨ-ｐＮａ>3,是以假设水样Ｎａ =1μｇ/Ｌ,则ｐＮａ=7.36,水样的ｐＨ值应年夜于10.36;假设水样Ｎａ =0.1μｇ/Ｌ,则ｐＮａ=8.36,水样的ｐＨ值应年夜于11.36。经由过程从丈量池出口取样,丈量其ｐＨ值,以判定碱化水平是否及格,若不及格,应分析缘由,接纳更换碱化剂或更换硅橡胶管的法子解决。对1811ＥＬ钠表而言,水样的碱化水平与橡胶管浸进碱液的有用长度成正比,与被测水样的流量成反比。有时在运行中会泛起二异丙胺瓶液位不下降反而上升的情况,或在标按时,丈量池液位发生下降,维持不住,或丈量的漂移过年夜,说明使用时间太长的硅橡胶管变脆,发生漏泄,此时就应更换橡胶管。
3.2　钠电极的活化
对于低浓度的钠离子丈量,当电极使用时间太长时,钠离子倚赖在电极概况,电极老化,具体浮现是电极响应缓慢、斜率值太高(Ｓ>63ｍＶ)、对低含量钠离子的丈量的响应限制等,若不合错误电极进行活化而直接标定,由于缓慢的响应和很差的再现性,标定将会失败,活化后将会削减这些问题的泛起。电极活化采用0.1ＭＨＦ,活化时间不能跨越1ｍｉｎ,否则,电极的性能将会损失。
3.3　避免离子干扰
3.3.1　对钠有选择性的玻璃电极对Ｈ 的响应比对Ｎａ 还敏感,所以Ｈ 是ｐＮａ电极的主要干扰离子,必需用碱性试剂加以抑制,另外,用来清洗电极的蒸馏水(测ｐＮａ低的溶液用)或无钠水(测ｐＮａ高的溶液用)均需加碱,一般将其ｐＨ值调到10以上,否则达不到清洗作用。在测定Ｎａ 浓度低的溶液时,碱性试剂自身的含钠量也会对丈量成效带来影响,要选用纯度高、碱性强的试剂。
3.3.2　Ｋ 对ｐＮａ丈量的干扰也不成轻忽,尤其是参比电极内充液渗出的Ｋ ,对丈量含钠量很低的溶液有较较着的影响,是以在线钠表参比电极采用ＫＣｌ内充液为3.0ｍｏｌ/Ｌ或饱和的甘汞电极,或用0.1ＭＣｓＢｒ做参比电极的盐桥溶液,并在流程中合理放置参比电极的位置,把参比电极置于玻璃电极的下流。
3.3.3　ｐＮａ在线表在测定蒸汽中的Ｎａ 时,蒸汽携带的铁会对ｐＮａ电极造成污染,这是由于被测溶液加碱后,水中的一部门铁离子转化为Ｆｅ(ＯＨ)3,Ｆｅ(ＯＨ)3沉淀物被吸附在电极概况和电极杯上,形成红褐色铁垢,使电极反应速度下降,甚至没法工作,可以采用除铁过滤器解决这一问题,要经常更换过滤器。
3.4　应当注重的问题
3.4.1　污染的问题
在丈量含钠量很低的溶液时,略不注重就会援用起污染,造成丈量误差,是以寄存尺度液和水样的容器要用塑料制品;寄存钠试样的容器要用高纯水洗净,再用试样洗3～4次,放进试样后迅速加盖,避免空气对其污染;寄存分歧浓度溶液的容器不能混用。
电极的敏感膜不要与手指、油腻接触,新购或久置不用的ｐＮａ电极需用蘸有四氯化碳或酒精的棉花擦净,再用水清洗,浸泡在5的盐酸中15～20ｍｉｎ,然后再用蒸馏水洗净,泡在0.01ｍｏｌ/Ｌ的ＮａＣｌ溶液中活化。
丈量含有微量钠的溶液时,容器、电极、系统管路均须用加碱的高纯水冲洗清洁,然后再用加碱的试样冲洗3～4次(电极上的水珠不要用滤纸吸干)才可以使用。
3.4.2　溶液的温度
丈量时溶液温度一般在20～40℃为好,低于20℃,电极响应缓慢,给丈量造成误差。定位液与被测溶液温度好不异,两者温差不得跨越±3℃,否则会造成较着的丈量误差。

4　总　结
这两种钠表已运行了近一年时间,很稳定,没有泛起什么问题,维护量也很小,为电厂的平安运行提供监视上的保障,这两种表在设计上有其怪异的地方,也值得国内仪表厂家借鉴。