DL677发电厂在线化学仪表检验规程修订说明

TPRIDL/T677《发电厂在线化学仪表检验规程》修订说明西安热工研究院有限公司电站化学技术部宋敬霞[e-mail]内容1、前言2、主要修改内容3、在线电导率仪表的检验4、在线硅表的检验5、检验报告TPRI1、前言原规程的许多方法是参照国内标准制订的，只有二次仪表检验方法和标准溶液检验方法，适合实验室仪表的检验，不适合在线化学仪表的检验。本次修订的主要原则是针对在线化学仪表工作误差的检验，参照国外先进标准，结合动态模拟实验台上的试验研究成果和多个电厂实际检验经验，对原标准中的部分检验方法进行了删除，并增加了适合电厂纯水体系在线化学仪表检验的方法。TPRI2、主要修改内容名词术语本标准名词术语均引自国标GB/T13966《分析仪器术语》（1）示值误差仪表的示值与被测量的[约定]真值之差。（2）引用误差仪表的示值误差与引用值之比。（3）量程范围内最大值M指比仪表所监测水样的标准值高一数量级的最小值。例如，测量给水氢电导率，标准值为0.20S/cm，量程范围内最大值M为1.00S/cm。指针式、量程明确，目前数字式（4）工作误差在正常工作条件内任意一点上测定的误差。化学监督要求测量准确性，基本误差标准检验条件，与实际测量条件完全不同，因此检验合格并不能保证工作误差正常。TPRI3、在线电导率表3.1整机配套检验3.2二次仪表检验3.3电极常数检验3.4交换柱附加误差检验3.5检验周期3.6检验条件TPRI3.1整机配套检验项目要求检验周期运行中检修后新购置整机配套检验整机引用误差(δZ)，%FS±11次/12个月√√工作误差(δG)，%FS±11次/1个月√√温度测量误差(Δt)，℃±0.51次/12个月—√电极常数误差(δD)，%±1根据需要2—√交换柱附加误差（δJ），%±51次/12个月—√注2：当整机工作误差检验不合格时，进行该项目的检验。TPRI3.1整机配套检验交换柱电极再生度裂纹漏气电极污染电极常数二次仪表频率影响温度补偿二次表误差流量计在线误差纯水影响影响在线电导率表测量准确性的原因分析TPRI3.1整机配套检验RLR１R２C１C２C３交流状态下电导率测量等效电路图R１，R２分别表示电极１和电极２的表面极化电阻；C１、C２分别表示电极１和电极２的表面微分电容；RL溶液电阻；C３分布电容TPRI3.1整机配套检验整机误差检验由于测量电导率小于0.3S/cm的纯水时，测量准确性受分布电容和非线性温度补偿准确性的影响，而这些影响在电导率大于0.3S/cm的水和标准溶液中表现不出来，若按原规程所规定的检验方法则无法准确检验测量纯水的电导率表的整机误差。因此增加检验原则：TPRI3.1整机配套检验整机误差检验对于测量水样电导率值不大于0.30S/cm的电导率表不能采用标准溶液法，应采用水样流动法进行整机工作误差的检验；对于测量电导率值大于0.30S/cm的电导率表，也可采用标准溶液法进行整机引用误差的检验。TPRI3.1整机配套检验整机误差检验水样流动检验法被检表电导池标准表电导池水样图1：电导率仪表工作误差检验示意图图2：氢电导率仪表工作误差检验示意图标准氢交换柱在线氢交换柱水样标准表电导池被检表电导池TPRI3.1整机配套检验水样流动检验法对于测量电导率的仪表，按图1将标准仪表的电导池就近与被检仪表的电导池并联连接，水样仍为被检表正常测量时的水样，水样电导率应小于0.20S/cm；对于测量氢电导率的仪表，按图2将标准仪表的电导池和被检仪表的电导池分别连接在标准氢交换柱和在线氢交换柱后，水样为被检表正常测量时的水样，水样氢电导率应小于0.20S/cm。被检仪表通电预热并冲洗流路15min以上，将被检仪表的温度补偿设定为自动温度补偿。精确读取被检仪表示值()与标准仪表示值()，并记录标准仪表的温度示值。注1：如果水样电导率不稳定，则使用能够连续产生稳定低电导率水样的装置产生稳定电导率的水样。Jb%100MbJGTPRI3.1整机配套检验标准电导率仪a)引用误差不超过±0.5%FS；b)能够测量流动水样；c)具有分别对混床出水水样和氢型阳离子交换柱出水水样进行非线性温度补偿的功能；d)能够消除电极表面微分电容和导线分布电容的影响；e)具备量值传递条件，并定期检定。TPRI3.1整机配套检验标准溶液检验法原规程的标准溶液检验法实验条件不具体，无法保证检验结果的唯一性和准确性。另外，由于空气中的二氧化碳会溶解到标准溶液中使其电导率发生变化，为了减少这种影响带来的误差，参照国外标准，标准溶液的电导率应大于100S/cm。因此删除原标准中的C（14.89S/cm）、D（1.4985S/cm）、E（0.14985S/cm）三种标准溶液。TPRI3.1整机配套检验整机温度补偿附加误差由于整机温度补偿附加误差是由温度测量误差和二次仪表的非线性温度补偿系数误差两部分造成的。因此，采用整机温度补偿附加误差检验，无法区分误差来源，从而无法消除误差和解决问题。因此，本规程删除了“整机温度补偿附加误差”，而修改为“二次仪表温度补偿附加误差”和“温度测量误差”两项检验指标。TPRI3.1整机配套检验温度测量误差温度对电导率测量准确性影响很大，因此温度测量准确性对电导率表的测量结果影响很大，因此增加了仪表整机温度测量误差的检验。将被检电导率表测量电极和标准温度计放入同一杯水溶液中，待被检表读数稳定后，同时读取被检表温度示值和标准温度计示值。XtBtBXtttTPRI3.2二次仪表检验项目要求检验周期运行中检修后新购置二次仪表温度补偿附加误差(δt)，×10-2/10℃±0.251次/12个月√√引用误差(δY)，%FS±0.251次/12个月—√重复性(δC)，%FS0.25根据需要1—√稳定性(δW)，×10-2/24h0.25根据需要1—√注1：当发现仪表读数不稳定时，进行该项目的检验。TPRI3.2二次仪表检验引用误差检验原规程用标准交流电阻箱作为电导模拟输入信号。但是测量电导率值小于0.3S/cm的水样时，测量系统的分布电容会造成较大的测量误差。用标准交流电阻箱作为电导模拟输入信号是检测不出这种误差的。参考ASTM相关标准，本规程对二次仪表引用误差的检验部分修改如下：TPRI3.2二次仪表检验引用误差检验增加了“检验原则：对于测量电导率值大于0.30S/cm的电导率表，采用标准交流电阻箱作为电导率标准输入信号进行检验。对于测量电导率值不大于0.30S/cm的电导率表，应采用模拟电路作为电导率标准输入信号进行检验。”TPRI3.2二次仪表检验引用误差检验被检仪表通电预热15min后，向二次仪表输入模拟等效电阻信号C1—5F；C2—330pF；RX—100kΩ（模拟电路）C1C2RX图4：纯水电导率表二次仪表检验模拟电路LXJR610电导率仪表RXRt图3：被检仪表与标准电阻箱之间的连接TPRI3.2二次仪表检验二次仪表温度补偿附加误差检验由于电导率小于0.3S/cm的水样的温度系数随温度和电导率非线性变化，原规程二次仪表温度补偿附加误差检验方法不适合于测量电导率小于0.3S/cm的水样的电导率表的二次仪表温度补偿附加误差的检验。另外，碱性水、酸性水、中性水的温度系数各不相同，原规程并未规定温度系数的取值，因此无法检验温度补偿的附加误差。针对上述问题，本规程主要对溶液的温度系数做了如下说明：TPRI3.2二次仪表检验二次仪表温度补偿附加误差检验——对于测量水样电导率值大于0.30μS/cm的被检表，取仪表正常测量时给定的温度补偿系数；对于测量电导率值不大于0.30μS/cm的中性水样的被检表，取中性水样该电导率、该温度下的非线性温度补偿系数；对于测量电导率值不大于0.30μS/cm的氢交换柱出水的被检表，取酸性水样该电导率、该温度下的非线性温度补偿系数。TPRI3.2二次仪表检验二次仪表温度补偿附加误差检验)]25(1[106tJRX%10012MtttLXJR610TPRI3.2二次仪表检验二次仪表重复性二次仪表稳定性原规程重复性公式给出的是电导率的绝对值。对于测量电导率小于0.3μS/cm的电导表，重复性指标0.25，太大了，不能接受。但是，对于测量电导率大于100μS/cm的电导表，重复性指标0.25，又太小了。5)(261SiSiC22615)(MSiSiCTPRI3.2二次仪表检验二次仪表重复性从三组数据可以看出，第一组，极差达到0.10μS/cm，显然是不可以接受的，即使这组数据标准偏差也只有0.037μS/cm。序号第一组第二组第三组10.200.210.2320.220.230.2430.240.250.2540.260.250.2550.280.270.2660.300.290.27平均值0.250.250.25极差0.100.080.04标准偏差0.0370.0280.014TPRI3.3电极常数检验原规程未规定什么情况下使用何种检验方法。对于电厂在线化学仪表，多数电导率表配置电极常数为0.01的电导电极，（等效电路）该种电极在采用标准溶液法进行检验时会造成较大的测量误差（阐述为什么会造成较大误差！）。因此增加了检验原则：“对于电极常数不小于0.1的电极，采用标准溶液法或标准电极法进行检验。对于电极常数小于0.1的电极，应采用标准电极法进行检验。”TPRI3.3电极常数检验标准溶液法原规程规定“选用的标准溶液应当在溶液的等效电阻为1×103Ω～1×104Ω之间选择”，是不合理的。例如，电厂常用电导率仪的电极常数为0.1，如果溶液的等效电阻为1×104Ω，则标准溶液的电导率为0.1×106/104=10μS/cm。因为如此低电导率的标准溶液受空气中的二氧化碳影响较大，(不确定度超过10%,)不能作为标准溶液不能起到标准溶液的作用。TPRI3.3电极常数检验标准溶液法选用电导率大于100μS/cm的标准溶液，所选用的标准溶液应当在溶液的等效电阻为5×102Ω～1×104Ω之间选择。将被检电极置入已知标准电导率值的标准溶液中（恒温25℃±2℃）。将被检电极连接至标准电导率表（标准表的电极常数设为1），测量溶液的电导G。GJbXTPRI3.3电极常数检验标准电极法原规程存在以下问题：（1）检验电极常数为0.01的电极，如果使用电导率大于100μS/cm的溶液，会因为电极表面的极化电阻造成较大的误差（等效电路图！）；（2）在低电导率的水中，需要准确的非线性温度补偿，测量电导不能进行准确的补偿。TPRI3.3电极常数检验标准电极法按图1将标准电导池（电极常数为）就近与被检电导池并联连接，水样的电导率在被检电导池正常测量水样的电导率范围内，保持水样温度和水样的电导率在检验期间不变(如果水样电导率不稳定，则使用连续产生一定电导率水样的装置产生稳定电导率的水样)，将标准电导率表（电极常数设定为）与标准电导池连接，测量水样电导率为。将标准电导率表（电极常数设定为）与被检电导池的电导测量引线连接，测量水样电导率为。BJbBJXXbBXJJTPRI3.4交换柱附加误差检验通过对多个电厂的在线化学仪表检验发现，氢电导率测量用阳离子交换柱造成的氢电导率测量结果误差较大，而且大多数情况下为负误差，（危害）也很普遍，因此增加了交换柱附加误差检验：将标准电导池分别连接在标准氢交换柱出水和在线氢交换柱出水中，保持水样温度和电导率在检验期间不变，用标准电导率仪分别测量标准氢交换柱出水电导率和在线氢交换柱出水电导率。bz%100bbzJTPRI图5：交换柱附加误差检验示意图标准电导池标准电导池标准水样在线氢交换柱标准氢交换柱TPRI3.4交换柱附加误差检验标准氢交换柱a)装有再生度大于98%的氢型阳离子交换树脂；b)树脂裂纹小于1%；c)经过确认实验室检验交换柱附加误差小于2%。TP