CN115420789A - 一种发电厂低电导率水pH电极失效检验系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种发电厂低电导率水pH电极失效检验系统及方法，包括标准pH表、在线pH表、可调微量泵、标准溶液瓶和除盐水管路；采用动态在线检验的方式；标准pH表的二次仪表和在线pH表的二次仪表的斜率均设置为100％或59.16mV/pH，这样在线pH电极性能与标准pH电极性能在同一条件下比对。通过可调微量泵将标准溶液瓶中设定浓度的氨水溶液加入到除盐水中，多次调节可调微量泵功率得到多个不同pH值的低电导率水样，且这些pH值形成的范围大于在线水样的pH值控制范围，使水样同时经过标准pH表电极和在线pH表电极，分别计算不同水样下在线pH电极的电极误差，如果有一组误差绝对值大于0.05，就可判定在线pH电极处于失效状态。
Description
技术领域
本发明涉及发电厂水汽循环系统在线化学仪表测量及校准领域，特别涉及一种发电厂低电导率水pH电极失效检验系统及方法。
背景技术
pH是电厂水汽系统水汽品质的重要监控指标，火电厂中为了防止发电机组水汽系统钢和铜的腐蚀，通常采用加氨调节水pH值的方式，针对不同的运行工况，pH值基本在8.3～9.6范围之间，也就是说，发电厂低电导率水pH值都具有一定的控制范围。其准确测量对电厂化学监督控制与机组安全经济运行有着重要的意义。pH电极具有一定的使用寿命，pH电极在使用寿命内电极性能是有效的，pH表方可准确及时地测量水样的pH值。
常规检验pH电极性能失效的方法是用pH标准缓冲溶液(4.00,6.86和9.18)校准pH表，如果电极斜率低于90％或低于53.24mV/pH，则认为pH电极性能下降，判定该电极处于失效状态，此方法判定电极使用寿命不会超过一年。
实际工作中发现，低电导率水pH电极使用寿命经常有超过一年以上的情况出现，该电极仍可以及时准确地测量低电导率水pH值，但是采用常规方法检验该pH电极性能，其结果为失效状态，因此常规的检验方法不能准确有效地检验出超过规定使用时间的低电导率水pH电极是否处于失效状态，缩短了电极的使用寿命，低电导率水pH电极一般购置成本较高，造成不必要的浪费，增加了生产和人工成本。
针对上述问题，有必要设计一种发电厂低电导率水pH电极失效检验系统及方法，准确有效地检验低电导率水pH电极的性能状态，判定电极是否处于失效状态。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种发电厂低电导率水pH电极失效检验系统及方法，采用动态在线检验方式，将在线pH电极与标准pH电极的性能进行比对，准确有效地检验低电导率水pH电极性能，进而判定低电导率水pH电极是否处于失效状态。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种发电厂低电导率水pH电极失效检验系统，包括标准pH表、在线pH表、可调微量泵、标准溶液瓶和除盐水管路；
所述标准pH表和在线pH表的进水口通过三通与除盐水管路的出口连接，除盐水管路的入口连接除盐水源，可调微量泵的出口通过支管路连接除盐水管路，可调微量泵的入口连接标准溶液瓶，标准溶液瓶中灌注有设定浓度的氨水溶液。
优选的，所述标准pH表包括标准二次仪表以及与其连接的标准pH电极，所述在线pH表包括在线二次仪表以及与其连接的在线pH电极，标准pH电极和在线pH电极分别与三通的两个出口连接。
优选的，所述标准pH电极和在线pH电极分别设置在两个流通池中，流通池的入口连接三通的出口。
优选的，所述流通池上部设置有排液口。
一种发电厂低电导率水pH电极失效检验系统的方法，包括以下步骤：
步骤1、将除盐水和设定浓度的氨水溶液混合形成低电导率水样，并同时经过标准pH表和在线pH表；
步骤2、调节低电导率水样的pH值，使标准pH表的测量值为预设值，调整在线pH表的测量值与标准pH表的测量值相同；
步骤3、调节低电导率水样的pH值，获取标准pH表的测量值和在线pH表的测量值；
步骤4、重复步骤3，得到多次调节低电导率水样的pH值后，标准pH表的测量值和在线pH表的测量值；
步骤5、确定调节得到的各低电导率水样对应的在线pH表的在线pH电极的电极误差；
步骤6、根据在线pH表的在线pH电极的电极误差，确定在线pH电极的性能状态。
优选的，步骤2和步骤3中所述调节低电导率水样的pH值的方法为，通过可调微量泵控制氨水溶液注入除盐水管道的流量，调节低电导率水样的pH值。
优选的，步骤2中所述预设值为在线水样的pH值控制范围的中间值。
优选的，步骤4中多次调节后的低电导率水样的pH值形成的pH值范围大于在线水样的pH值的控制范围。
优选的，步骤5中所述在线pH电极的电极误差的计算方法如下：
δGi＝Sii-BZi
其中，Sii为第i次调节低电导率水样的pH值后，在线pH表的二次仪表的示值，BZi为第i次调节低电导率水样的pH值后，标准pH表的二次仪表的示值。
优选的，步骤6中，当在线pH电极的电极误差的绝对值大于设定值，则该在线pH电极处于失效状态。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明的一种发电厂低电导率水pH电极失效检验方法，采用动态在线检验的方式，在线二次仪表和标准二次仪表的斜率均设置为最优范围，这样在线pH电极与标准pH电极的性能在同一条件下比对。通过可调微量泵将标准溶液瓶中设定浓度的氨水溶液加入到除盐水中，多次调节可调微量泵功率得到多个不同pH值的低电导率水样，且这些pH值形成的范围大于在线水样的pH值控制范围，使这些低电导率水样同时经过标准pH表电极流通池和在线pH电极流通池，分别计算不同水样下在线pH电极的电极误差，如果有一组误差绝对值大于0.05，就可判定在线pH电极处于失效状态，该方法能够对超长服役的pH电极进行快速准确的检验，降低生产和人工成本。
附图说明
图1为本发明检验系统的结构示意图。
图中，1.标准二次仪表，2.标准pH电极，3.标准pH电极流通池，4.在线二次仪表，5.在线pH电极，6.在线pH电极流通池，7.可调微量泵，8.标准溶液瓶。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
参阅图1，一种发电厂低电导率水pH电极失效检验系统，包括标准pH表、在线pH表、可调微量泵5、标准溶液瓶6和除盐水管路；所述标准pH表包括标准二次仪表1和标准pH电极2，所述在线pH表包括在线二次仪表4和在线pH电极5。
所述标准二次仪表1通过线缆与标准pH电极2连接，在线二次仪表4通过线缆与在线pH电极5连接，所述标准pH电极2和在线pH电极5分别设置在标准pH电极流通池3和在线pH电极流通池6中，标准pH电极流通池3和在线pH电极流通池6均上设置有排液口，除盐水管路的出口通过三通分别连接标准pH电极流通池3和在线pH电极流通池6，标准溶液瓶8中灌注有设定浓度的氨水溶液，标准溶液瓶8通过支管路连接除盐水管路，可调微量泵7设置在支管路上，除盐水和氨水溶液混合后形成低电导率水样注入标准pH电极流通池3和在线pH电极流通池6。
一种发电厂低电导率水pH电极失效检验方法，包括以下步骤：
步骤1、将设定浓度的氨水溶液灌注到标准溶液瓶8中。
步骤2、将标准二次仪表1和在线二次仪表4的斜率均设置在最优范围。
例如，斜率的最优范围为90％-120％或53.24mV/pH-70.99mV/pH，优选的，斜率设置为100％或59.16mV/pH。
步骤3、将除盐水同时注入标准pH电极流通池3和在线pH电极流通池6的流通池中。
步骤4、打开可调微量泵7，使氨水溶液与除盐水混合形成低电导率水样注入流通池，调节可调微量7的功率，使标准二次仪表1的示值为在线水样的pH值控制范围的中间值，并保持可调微量泵7的功率，即标准二次仪表1的示值稳定。
该步骤中通过控制氨水溶液的流量，使注入流通池的低电导率水样的pH值与在线水样的pH值的控制范围的中间值相同，在线水样例如：除氧器入口的水样或发电机冷却水样。
步骤5、调整在线二次仪表4的示值，使线二次仪表4的示值与步骤4标准二次仪表1的示值相同。
步骤6、调节可调微量泵7的功率，使进入流通池的低电导率水样的pH值发生改变，待仪表示值稳定后，获取该组的测量数据，其包括调节后标准二次仪表1的示值BZi和在线二次仪表4的示值Sii。
步骤7、调节可调微量泵7的功率并重复步骤6，得到多组的测量数据。
调节可调微量泵7的功率，使进入流通池的低电导率水样的pH示值为预定值，每次调节的低电导率水样的pH值均不相同，而且多次的预定值形成的pH值范围大于在线水样的pH值的控制范围，也就是说，标准二次仪表1多次的示值形成的示值范围大于在线水样的pH值控制范围，例如，除氧器入口水样pH值控制范围为9.2～9.6，多次的示值形成的pH值范围为8～10。
步骤8、根据步骤7得到的多组测量数据，分别计算不同pH值的低电导率水样对应的在线pH电极的电极误差。
具体的，根据步骤6得到n组测量值，按以下公式计算不同pH值的低电导率水样对应的在线pH电极的电极误差δGi。
δGi＝Sii-BZi
其中，i为第i组测量值，Sii为第i组低电导率水样的在线二次仪表的示值，BZi为第i组低电导率水样的标准二次仪表的示值。
步骤8、当任意组的电极误差的绝对值大于设定值，则该在线pH电极5处于失效状态。
具体的，如果有一组电极误差的绝对值大于0.05，可判定在线pH电极5处于失效状态。
实施例1
以检验某电厂除氧器入口pH电极为例，除氧器入口的pH电极已使用10年。除氧器入口水样的pH值控制范围为9.20～9.60,控制范围中间点为9.40。检验结果如表1。
表1除氧器入口pH电极检验
| 标准二次仪表的示值B<sub>Z</sub> | 在线二次仪表的示值S<sub>i</sub> | 电极误差δ<sub>G</sub> |
| 8.50 | 8.52 | 0.02 |
| 9.00 | 9.01 | 0.01 |
| 9.20 | 9.20 | 0 |
| 9.30 | 9.31 | 0.01 |
| 9.40 | 9.40 | 0 |
| 9.50 | 9.50 | 0 |
| 9.60 | 9.60 | 0 |
| 10.00 | 10.01 | 0.01 |
从检验结果可以看出，已使用10年的pH电极仍具有较好线性，具有和标准pH电极一样的性能，该电极未出现失效状态，仍可继续使用。
实施例2
以检验某电厂发电机冷却水的pH电极为例，发电机冷却水的pH电极已使用5年。发电机冷却水样的pH值控制范围为8.30～8.70,控制范围中间点为8.50。检验结果如表2。
表2发电机冷却水pH电极检验
| 标准二次仪表的示值B<sub>Z</sub> | 在线二次仪表的示值S<sub>i</sub> | 电极误差δ<sub>G</sub> |
| 8.00 | 8.01 | 0.01 |
| 8.30 | 8.31 | 0.01 |
| 8.40 | 8.40 | 0 |
| 8.50 | 8.50 | 0 |
| 8.60 | 8.60 | 0 |
| 8.70 | 9.70 | 0 |
| 9.00 | 9.01 | 0.01 |
| 9.50 | 10.01 | 0.01 |
从检验结果可以看出，已使用5年的pH电极仍具有较好线性，具有和标准pH电极一样的性能，该电极未出现失效状态，仍可继续使用。
本发明公开的一种发电厂低电导率水pH电极失效检验系统及方法，采用动态在线检验的方式，在线二次仪表和标准二次仪表的斜率均设置为100％或59.16mV/pH，这样标准pH电极性能与在线pH电极性能在同一条件下比对。通过可调微量泵将标准溶液瓶中设定浓度的氨水溶液加入到除盐水中，多次调节可调微量泵功率得到多个不同pH值的低电导率水样，且这些pH值形成的范围大于在线水样的pH值控制范围，使水样同时经过标准pH表电极和在线pH表电极，分别计算不同水样下在线pH电极的误差，如果有一组误差绝对值大于0.05，就可判定在线pH电极失效。
以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种发电厂低电导率水pH电极失效检验系统，其特征在于，包括标准pH表、在线pH表、可调微量泵(7)、标准溶液瓶(8)和除盐水管路；
所述标准pH表和在线pH表的进水口通过三通与除盐水管路的出口连接，除盐水管路的入口连接除盐水源，可调微量泵(7)的出口通过支管路连接除盐水管路，可调微量泵(7)的入口连接标准溶液瓶(8)，标准溶液瓶(8)中灌注有设定浓度的氨水溶液。
2.根据权利要求1所述的一种发电厂低电导率水pH电极失效检验系统，其特征在于，所述标准pH表包括标准二次仪表(1)以及与其连接的标准pH电极(2)，所述在线pH表包括在线二次仪表(4)以及与其连接的在线pH电极(5)，标准pH电极(2)和在线pH电极(5)分别与三通的两个出口连接。
3.根据权利要求2所述的一种发电厂低电导率水pH电极失效检验系统，其特征在于，所述标准pH电极(2)和在线pH电极(5)分别设置在两个流通池中，流通池的入口连接三通的出口。
4.根据权利要求3所述的一种发电厂低电导率水pH电极失效检验系统，其特征在于，所述流通池上部设置有排液口。
5.一种权利要求1-4任一项所述的一种发电厂低电导率水pH电极失效检验系统的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、将除盐水和设定浓度的氨水溶液混合形成低电导率水样，并同时经过标准pH表和在线pH表；
步骤2、调节低电导率水样的pH值，使标准pH表的测量值为预设值，调整在线pH表的测量值与标准pH表的测量值相同；
步骤3、调节低电导率水样的pH值，获取标准pH表的测量值和在线pH表的测量值；
步骤4、重复步骤3，得到多次调节低电导率水样的pH值后，标准pH表的测量值和在线pH表的测量值；
步骤5、确定调节得到的各低电导率水样对应的在线pH表的在线pH电极的电极误差；
步骤6、根据在线pH表的在线pH电极的电极误差，确定在线pH电极的性能状态。
6.根据权利要求5所述的一种发电厂低电导率水pH电极失效检验系统的方法，其特征在于，步骤2和步骤3中所述调节低电导率水样的pH值的方法为，通过可调微量泵(7)控制氨水溶液注入除盐水管道的流量，调节低电导率水样的pH值。
7.根据权利要求5所述的一种发电厂低电导率水pH电极失效检验系统的方法，其特征在于，步骤2中所述预设值为在线水样的pH值控制范围的中间值。
8.根据权利要求7所述的一种发电厂低电导率水pH电极失效检验系统的方法，其特征在于，步骤4中多次调节后的低电导率水样的pH值形成的pH值范围大于在线水样的pH值的控制范围。
9.根据权利要求5所述的一种发电厂低电导率水pH电极失效检验系统的方法，其特征在于，步骤5中所述在线pH电极的电极误差的计算方法如下：
δGi＝Sii-BZi
其中，Sii为第i次调节低电导率水样的pH值后，在线pH表的二次仪表的示值，BZi为第i次调节低电导率水样的pH值后，标准pH表的二次仪表的示值。
10.根据权利要求5所述的一种发电厂低电导率水pH电极失效检验系统的方法，其特征在于，步骤6中，当在线pH电极的电极误差的绝对值大于设定值，则该在线pH电极处于失效状态。
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