浅析硅表在发电厂中的应用

浅析硅表在发电厂中的应用
摘要：核电、燃煤发电、燃气发电、垃圾焚烧发电等其原理都是将其他形式的
能量核能、热能通过加热水，将水转换为蒸汽，利用蒸汽的的动力冲转汽轮机，
再由汽轮机带动发电机发电，最终实现能量的转换。

在这个过程中有一个很重要
的水汽循环：原水经过处理变为合格的除盐水，除盐水经过加药处理加热后变为
蒸汽，蒸汽做完功以后经过冷凝变为凝结水，凝结水再经过高速混床处理变为合
格的除盐水循环使用。

在整个水汽循环过程中，水汽高温高压在各种管道中流动，对水质的要求就很高，其中重要的一个参数就是二氧化硅的含量。

一旦二氧化硅
含量超标将造成管道、凝汽器、汽轮机叶片等重要设备腐蚀、结垢，轻则影响发
电效率，重则引发爆管等恶性事故。

结合本人十多年在线化学仪表维护经验，本
文将简单介绍硅表在发电厂的应用及维护注意事项。

关键词：发电厂、硅表、维护
一、硅表在发电厂的应用：
1、制水车间：制水车间也称化水车间，即“化学水处理车间”。

其作用是将江海湖泊等提取的“原水”经过各种物理、化学工艺处理后，净化为工业水、生活水、除
盐水。

常见的水处理工艺有：全离子交换、反渗透+离子交换、二级反渗透、反
渗透+电除盐；
①制水车间硅表的测点：阴床出口、混床出口、电除盐出口。

②阴床出口硅表作用：阴床出口硅表的作用是监测阴床是否失效，一般来讲在阴床失效初期，水样中的二氧化硅含量会有明显升高。

二氧化硅含量超标报警会提
醒运行人员关注阴床运行情况，及时切换阴床并对失效阴床进行再生。

③混床出口、电除盐出口硅表：监测混床、电除盐出水水质，合格的除盐水将输送到除盐水箱备用；
2、汽水取样间：汽水取样间是发电厂在线化学仪表最为集中的地方，从凝结水
到除氧器、省煤器、蒸汽、闭冷水等水样均会引到汽水取样间测量。

①汽水取样间硅表的测点：炉水（汽包炉）、省煤器入口、饱和蒸汽、过热蒸汽
②炉水硅表作用：监测炉水水质，二氧化硅含量过高会直接影响蒸汽品质，运行人员可参考炉水二氧化硅含量对炉水进行排污、联排等操作；
③省煤器入口：监测给水二氧化硅含量，该测点二氧化硅含量会影响炉水二氧化硅含量；
④饱和蒸汽、过热蒸汽：二氧化硅含量能直接反应蒸汽品质，如果含量过高，可能会导致汽轮机叶片积盐，影响发电效率；
3、凝结水精处理：蒸汽在汽轮机做完功以后，经过冷凝器重新凝结为水，经
过高速混床处理后变为合格的除盐水，加药处理后循环使用。

①精处理硅表测点：高速混床出口、精处理出水母管
②作用：监测高速混床是否失效。

供运行人员判断是否切换混床；
二、硅表介绍：
1、硅表测量原理：在水样中加入酸性钼酸盐，经过一定时间的化学反应，水样
中的二氧化硅会与钼酸盐生成硅钼黄。

加入隐蔽剂消除磷的干扰，稳定会后将此
时混合液的吸光度记为空白值，再加入还原剂将黄色的硅钼黄还原为硅钼蓝，稳
定后记录此时的吸光度。

前后吸光度的变化与二氧化硅浓度成比例关系，根据朗
伯-比尔定律即可计算出水样中二氧化硅的浓度。

2、硅表测量过程：一个典型的二氧化硅分析过程基本如下：取样→冲洗→排放→
取样（定容：固定水样体积）→加入试剂1→搅拌混合→加入试剂2→搅拌混合→等待（吸光度稳定）→记录空白值→加入试剂3→搅拌混合→等待（吸光度稳定）→计算最终吸光度→显示测量值→取样→冲洗
3、常见硅表品牌及型号：Honeywell2341、ORION2230XP、SWAN AMI、HACH9610等；
4、常见硅表流路结构：水样→三通切换阀（水样、标液）→取样蠕动泵→测量反应池→试剂泵R1、R2、R3→排污泵。

这种结构的硅表取样泵、试剂泵均采用蠕动泵，优点是蠕动泵取量精准，腐蚀性试剂与泵体无接触，避免泵体腐蚀。

同时在系统没有水样的时，可通过蠕动泵抽取其他水样运行仪表，完成对仪表的调试、验证工作。

三、硅表常见故障及解决思路、维护注意事项
1、校验错误：可能原因有
①试剂失效：连续测量情况下，硅表试剂一般正常使用30~45天左右，受试剂本身及空气中灰尘等影响，试剂会逐渐失效；
②标准溶液失效或配置错误：标准溶液一般用母液稀释，取量一定要精确，建议用移液枪取样。

另外容易犯的错误是母液浓度要分清楚是以“硅”计算还是“二氧化硅”计算，两者差别很大；
③试剂、标准溶液未能正常加入：可通过仪表硬件检测功能观察试剂加入情况；
④光度计故障：可通过向测量反应池加入除盐水、手工显色后的水样来观察仪表吸光度值的变化，从而判断光度计是否正常；
⑤搅拌故障：水样与试剂的反应需要在搅拌状态下完成，搅拌故障会导致反应不充分，测量吸光度小，从而导致校验错误。

可通过仪表硬件测试检查搅拌器是否工作正常；
2、测量不稳定：可能原因有
①测量反应池脏：需要清洗车辆厂
②水样中有气泡或颗粒杂质:
③测量槽密封不严有漏光：外接光线干扰，吸光度无稳定；
④蠕动泵管变形：导致甭管压不紧，水样回流，测量槽出现空的现象。

这种情况查看测量历史数据会发现仪表间断出现测量为零或者测量值很大的现象。

这种情况下需要更换蠕动泵管；
3、测量不准确：测量不准确的原因，可以参照校验错误的原因，找到对应的问题来处理。

4、仪表就地显示与上位机显示不一致：
①仪表量程设置与上位机量程设置不一致：修改两者量程一致
②仪表4-20mA信号输出故障：根据仪表设置量程、测量结果可以计算仪表的4-20mA信号输出理论值。

用万用表测量仪表信号输出端电流，查看两个电流是否一致；
5、仪表无显示：
①对部分触摸屏显示硅表，如Honeywell2341，显示屏会出现熄屏状态，只要轻点显示屏即可唤醒；
②仪表电源故障：测量仪表供电电源是否正常；
四、硅表维护注意事项：
1、试剂液位及更换：巡检注意观察试剂液位是否异常及余量是否不足。

余量不足需要更换试剂，注意剩余试剂应倒掉，而不能与新试剂混合使用。

停机超过1
个月，投运仪表时应更换新试剂；
2、停机管路清洗：长时间停机时，应将试剂管取出放入除盐水中，用仪表管路填充功能，将试剂管路中的试剂用除盐水置换出来。

否则，管路中试剂可能会结晶，导致管路、蠕动泵管堵塞。

3、启机投运仪表：刚启机水样较脏，可能污染测量槽，不建议投运仪表。

水样正常投运仪表时需要更换试剂并做管路填充。

仪表运行一段时间后对仪表进行校验工作，检查仪表的线性及测量准确性。

4、蠕动泵管的更换：长时间运行后，蠕动泵管弹性变差，会导致试剂、水样不能正常加入甚至回流。

半年左右应更换一次蠕动泵管；
5、试剂选择：尽量选择厂家原装试剂，国产试剂会因为试剂纯度不够导致测量准确性变差。

五、结束语
硅表作为发电厂五大在线化学分析仪表之一，在整个发电厂的水汽循环过程中对水质的监测起着重要的作用，是运行人员把控水质品质的重要参数之一。

其连续测量数据的准确性、可靠性尤为重要。

需要我们仪表运维人员尽心尽力维护好仪表，为电厂的安全经济运行贡献一份力量。