化学仪表培训(电导)

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1、电厂化学仪表的使用和检验西安热工研究院电站化学工程技术部曹杰玉前言使用高质量、经过计量检定机构检定合格的化学仪表是否一定可以得到正确的测量结果？不一定。化学仪表的特殊性：传感器工作时伴随着发生一系列化学反响、电化学反响和物理化学过程。如果不深入了解这些反响和过程，使用再好的仪表也难以得到准确的测量结果。前言化学仪表测量获得准确测量结果的必要条件：〔１〕使用经过计量检定机构检定合格的化学仪表；〔２〕对化学仪表测量传感器测量原理有较深入的了解，使用中对影响传感器正常工作的干扰因素有全面的掌握。前言水汽系统化学仪表可分为两类：第一类

2、：可以用标准物质检验实际测量准确性的仪表，硅表、磷表、联氨表等。第二类：无法用标准物质检验实际测量实际测量条件下测量准确性的仪表，电导率表、pH表、钠表，溶解氧表。主要内容一.电导率的测量二.pH测量三.钠表四.溶解氧浓度测量第一局部：电导率的测量1.氢电导率测量的意义2.电导测量原理3.纯水电导率测量受测量频率的影响4.温度补偿系数的影响5.局部电导电极的电导池常数不正确6.氢型交换柱设计不合理7.交换树脂释放氯离子8.氢型交换树脂失效后产生的影响9.电导率表的检验1.氢电导率测量的意义〔１〕连续测量火力发电机组水汽系统水、

3、汽中有害杂质，是保证大型火力发电机组平安经济运行的主要手段之一。氢电导率测量是被测水样经过氢型阳离子交换树脂，将阳离子去除，水样中仅留下阴离子〔如Cl-,SO42-,PO43-,NO3-,HCO32-和F-〕和相应的氢离子，而水中的氢氧根离子那么与氢离子中和消耗掉，不在电导中反映。氢电导率测量的意义〔２〕因此测量氢电导率可直接反映水中杂质阴离子的总量。假设某种离子占主导，那么可以从氢电导率估算这种离子最大浓度。例如，设水样中其他阴离子浓度为零，可根据氢电导率估算出水中Cl-的最大浓度〔见表２〕。氢电导率是最重要的水汽检测工程。

4、一般情况下，只要水汽系统氢电导率控制的好，多数腐蚀结垢问题可以防止。表２：氯离子与氢电导率的关系1〔25ºC，无其他阴离子时〕Clμg/L0.002.04.06.0氢电导率(μS/cm)0.060.070.080.10从表２可以看出，如果控制给水的氢电导率小于0.07μS/cm〔25ºC〕，其水中Cl-浓度不超过２μg/L。这样，通过简单的氢电导率，可以估算出某个有害阴离子的最大浓度，以及整个有害阴离子的控制水平。2．电导测量原理万用表R测量仪表与测量电阻的不同点：１．插入水中的金属面积和之间距离必须固定〔电极常数一定〕２．接

5、点处〔金属与水的接触面〕发生电化学反响－极化电阻，使测量产生误差．３．接点处〔金属与水的接触面〕产生双电层，存在电容〔微分电容〕克服上述问题的方法：１．电极常数一定，并进行精确校正K=L/A２．施加足够频率的交流电，使电极外表电化学反响来不及发生，从而消除极化电阻的影响．AL电导率测量传感器等效电路交流状态下测量的是阻抗RLR１R２C１C２C３R１，R２分别表示电极１和电极２的外表极化电阻；C１、C２分别表示电极１和电极２的外表微分电容；RL溶液电阻；C３分布电容测量电导率较高〔电阻率较小〕的水样，电极外表极化电阻的影响较大，

6、因此采用较高频率的测量电流，通过微分电容的短路作用，消除电极外表极化电阻的影响。ＸC=1/(2ΠfC)RLR１R２C１C２C３3纯水电导率测量受测量频率的影响测量电导率很小〔电阻率很大〕的水样，电极外表极化电阻的影响较小，可忽略，模拟电路为：ＸC=1/(2ΠfC)C３RLC１2001年以后Iso标准有测量纯水电导遇到的矛盾：ＸC=1/(2ΠfC)〔１〕所用的交流电频率高〔测量普通水常用〕，XC１降低至可忽略，但XC３降低，测量误差增加〔并联阻抗越小，对总阻抗影响越大)．〔２〕所用的交流电频率低，X３增大至可忽略，X１但降低，测

7、量误差增加.C３RLC１电极常数越大，误差越大〔电极常数＝L／A，RL越大，与容抗大小越接近〕因此选用电极常数小的电极可以减少纯水测量的误差C３RLC１解决纯水测量误差的途径１．采用较低频率的测量电流，减少分布电容的影响。ＸC=1/(2ΠfC)２．采用特殊的电极接线减少分布电容３．尽量缩短电极接线的长度４．采用电极常数小于0.01cm-1的电极C３RLC１检验仪表是否能测纯水电导的方法１．不能用纯电阻检验〔国内标准〕，应采用ASTM标准，用下面的模拟电路检测．２．与标准表串联测纯水．C３RLC１2.温度补偿系数的影响Xt样=D

8、D(25ºC)［1+β(t-25)］一般水溶液的温度系数为0.02左右。表１：纯水的温度系数〔返回〕温度ºC1015203035温度系数0.0390.0430.0480.0580.066原因水的离解常数随温度的变化较大Kw=αHαOH温度ºC101520253035离解常数K