超超临界机组汽水取样及在线化学仪表讲稿课件.ppt
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1、汽水取样及在线化学仪表,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三、在线工业电导率仪表四、在线工业酸度计五、在线钠表、溶解氧表及硅表简介六、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,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、稳定运行的重要环节,对水汽质量的监督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全过程监督。,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
2、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,水汽质量监督主要还是依靠在线化学仪表来实现的。2、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、汽介质中的杂质,必须限制在标准规定之内。如果热力设备本身发生故障时,也将会引起水、汽中杂质含量的增加。,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。 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技术特点、重要程度
3、来配备。要根据本单位的具体情况考虑仪表的价格性能比等条件,以适用为前提。2.1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。以下所介绍的情况仅供参考,并不是指所有的电厂都必须配齐这些表。图1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见表1。,图1化学补给水处理系统化学监督测点图,至凝汽器,除盐水泵,除盐水箱,混床,阴床,中间水泵,除碳器,阳床,超滤+反渗透,清水泵,清水箱,滤池,澄清池,生水,酸碱喷射器,中和池 5,6
4、,6,3,2,1,表1 化学补给水处理系统在线化学仪表的配置,2、2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布置,大机组的测点布置见图2,各测点推荐的在线化学仪表配置参见表2,图2 大机组水、汽循环系统化学监督测点,省煤器,锅炉,汽水分离器,过热器,再热器,汽轮机,凝汽器,内冷水,发电机,循环水,凝结水泵,精处理,低加,除氧器,给水泵,高加,1,2,3,4,5,6,7,8,表2 水汽循环系统在线化学仪表的配置,2、3化学仪表的现状及其发展趋势2、3、1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
5、仪表工作正在向制度化,规范化、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析,还有一些亟待改进的地方。主要表现在以下几个方面:(1)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“投入率”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,给化学仪表应用又带来了一些新的技术问题。,(2)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,没有充分的原始记录依据来考察水汽质量的变化情况,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进行化学监督。(3)规范化管理还有待进一步落实,那种不
6、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,,将一些关键测点的“关口表”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。 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,化学仪表在电力工业中的作用越来越大,效益也越来越明显。2、3、2化学仪表的发展趋势 随着电力工业的飞速发展,至目前300MW及以上的机组已成为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
7、的智能仪表与自动控制装置相继涌现。,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,汽水取样分为闭式循环冷却系统、高温取样架、低温人工取样架每个班取水样时,检查冷却水压力应0.3MPa检查高温架减压阀出口压力是否维持在0.1-0.5MPa低温人工取样架的水样温度确保是在45以下,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
8、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,先检查是否有水样,三、在线工业电导率仪表,3、1电导率的测定原理 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“迁移”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。 在导电的过程中,溶液所
9、呈现的电阻特性与金属导体一样,都符合电阻的定义: R=L/A,R=L/A式中L-导体的长度,cm; A-导体的截面积,cm2; -电阻率,cm。 在衡量溶液的导电能力时,往往是用电阻的倒数-电导来描述,或用电导率-电阻率的倒数来表示: G=1/R=A/(L) 则k=1/=G(L/A),令J=L/A, k=GJ式中G-电导,S; k-电导率,s/cm; J-电导池常数,cm-1;,3、2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、整流显示
10、电路以及直溜稳压电源等部分组成。,3、3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,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。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果影响很大。,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的酸,而使测定结果比真实值偏大
11、。所以说,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。 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,高浓度范围的电导测量中“极化”现象的影响使常规测量无法进行。当遇上上述测量对象时,可选用电磁浓度计。3、4影响电导率测量精度的原因及分析3、4、1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:(1)离子间的水化作用减弱;(2)溶液的黏度降低;(3)离子的运动阻力减小。 这就是
12、说,在上述条件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: kt=ko1+(t-t0)式中 ko、kt-溶液温度在t0和t时的电导率,s/cm; -温度系数,-1 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。,从目前已商品化的在线工业电导率仪表的情况来看,基本
13、上都有自动温度补偿功能,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主要原因之一,在实际生产中,须尽量采用在25的基准温度下进行测量。3、4、2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。,当水的纯度提高到一定程度后,其电导率虽然不会降到零,但有可能降到极限值(即理论值)。此时的水分子中,有一部分便会离解成H+和OH-离子,在这种(超纯水)条件下所测量的电导率值,实际上就是电离度、温度与杂质的综合反应参数。 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“双重补偿”方式,以解决超
14、纯水的测量精度问题。但从目前现场出现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。,3、4、3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,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,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,但比前者要好的多。 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子交换法消除掉的,所以也会存在一定的系统误差。,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
15、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,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
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