影响 HGY2058 型电磁式酸碱盐浓度计测量的因素

项目概述：

1.1 项目背景：包钢动供总厂发电作业部化学制水，通过离子交换树脂除盐时酸碱耗经常会遇到指标偏高的情况，通过利用现有技术手段，优化水处理措施，提高酸碱浓度计的测量准确性，从而提高水的质量，降低酸碱用量，使酸碱耗尽可能达到最优化的目的。

1.2 项目现状与特点：

包钢动供总厂发电作业部一化、二化车间共安装四台 HGY2058 型电磁式酸碱盐浓度计，投入使用以来，由于现场环境复杂，测量流体流速、导电度差别较大仪表显示最大、特别是有些工艺量测量波动很大，仪表显示偏高、仪表显示偏低、仪表显示忽高忽低不稳定等现象。无法正常监测酸碱浓度，给现场人员的工艺控制造成一定的困难。

2.1 HGY2058 型电磁式酸碱盐浓度计测量基本原理

电站安全、高效地运行是电力行业的基础，化学制水设备作为火力发电厂最重要和最基本的设备之一，连续在线测量酸碱浓度，提高水的质量，优化水处理措施，降低酸碱用量，节约生产成本，提高经济效益非常重要。传感器测量变换单元由两个环形铁芯 B₁ 、 B₂ 组成，其间由被测介质交链，其测量原理如图：

当检测元件 B₁ 上线圈 W₁ 受振荡电源 v₁ 激励后，在被测介质回路中产生一个与被测介质电导率成比例变化的电流信号i，进而在检测元件 B₂ 的线圈 W₂ 上产生感应电势 V₂ ，该信号与被测介质电导率成比例关系。根据其工作原理可知：在励磁线圈中通以交流电压 ΔV₁ ，其铁芯为高导磁材料，便会在线圈周围产生一个交变磁场。被测液体流过励磁线圈时，液体环流可看作励磁线圈的次级绕组，在这个液体绕组中，电磁感应产生电压 V₂ ，感应电流 i 与 V₂ 和液体的电导 G 成正比：

I=V₂/R=V₂G

电导 G 与液体的电导率 r 和电极常数 K 有关：

G=R/K

电极常数 K 由传感器几何形状决定，等于两个感应线圈间孔洞长度除以孔洞面积 A,即：K=L/A

2．2 HGY2058 型电磁式电导仪的特点

与电极式电导仪相比，电磁式电导仪有以下特点。（1）无电极，因此不受电极极化的影响。

（2）感应线圈不与被测介质接触，不会被污染，也不会污染被测介质，特别适用医药、食品、造纸等行业。

（3）感应线圈包覆材料为耐腐蚀塑料，可用于强酸、强碱等高电导率的腐蚀性介质的浓度测量。

（4）医药行业要求高温消毒的场合和其它高温、高压场合也适用

3. 造成 HGY2058 型电磁式酸碱盐浓度计达不到测量精度的原因

根据其工作原理，造成 HGY2058 型电磁式酸碱盐浓度计达不到测量精度的原因主要有：

（1）溶液的浓度变化对溶液电导测量的影响

在低浓度时，溶液中离子很少，溶质的电离度随浓度的增加而增大，因而导电能力将成比例地增大；但是，当浓度较高时，由于溶液中已有大量的离子存在，它们将抑制溶质的离解，以及同性离子相斥、异性离子相吸的作用会随浓度的增加而增大，使得溶液的导电性能反而变差，导电率随之下降。由此可知：在低浓度时，电导率和浓度之间成单值关系，而在高浓度时则会成现具有峰值的双值关系。

（2）溶液的温度变化对溶液电导测量的影响

溶液的温度变化对离子的活泼性影响比较大，温度升高，溶液的电离度变大，离子的活泼性增强，离子移动速度加快，反之，则减弱。被测溶液的温度系数很复杂，不同溶液之间和同一种溶液不同浓度之间的温度系数都不一样，所以，从根本意义上说，一般无法做到完全进行温度补偿的。

（3）电磁式酸碱盐浓度计传感器几何形状对测量的影响

电磁式酸碱盐浓度计探头即传感器，长期与溶液接触，容易结晶和结垢，传感器几何形状发生变化，会影响到电极常数 K 电极常数的变化直接影响到检测电流的大小。

（4）外界环境对测量的影响

测量设备在不同环境下工作时，不可避免地会受到干扰使其工作不正常甚至无法工作。其来源大致有自然因素、周围设备、元器件本身、设计不合理等。大多数分析仪表，无论什么测量原理其检测到的信号都比较弱，抗干扰能力差。电磁式酸碱盐浓度计同样存在以上问题。

4、解决 HGY2058 型电磁式酸碱盐浓度计测量不准确的对策

造成热电厂化学水车间HGY2058 型电磁式酸碱盐浓度计达不到测量精度的原因，有现场环境复杂，安装不合理、测量流体流速、溶液的温度变化对溶液电导测量大的影响等等原因。通过对各案的分析，找出影响测量的主要原因有：电导池的安装位置选择不当，显示表与电导池安装距离较远，造成信号衰减。测量流体流速对准确测量浓度影响也较大。影响测量的次要原因有，溶液的浓度变化对溶液浓度测量的影响，溶液的温度变化对溶液浓度测量的影响。针对影响测量的主要原因，解决对策是：联系动供厂化学水车间核实每天加入酸碱溶液的时间，确认加入酸碱溶液过程，了解现场工艺过程，观察仪表运行状况。通过故障统计，最终确认做以下改造:（1）将二次显示表从仪表控制室改到和发送器较近的就地安装。（2）重新安装酸碱浓度计发送器的导压管路，对仪表进行在线校验。（3）更改酸碱溶液取出口位置。（4）清洗酸碱浓度计转换器探头。将二次显示表从仪表控制室改在电导池旁就地安装，对酸碱溶液取出口位置也进行了改造。降低取出口高度，方便了仪表维护人员调节阀门控制流速，同时取出口的位置避开了液体流动的死区，使测量探头的响应速度加快。大大降低了仪表测量的传递滞后，提高了测量的准确性。通过每天对酸碱盐浓度计进行点检、通过观察仪表运行情况和现场运行人员沟通，了解仪表工作状态。记录仪表运行数据。解决现场运行人员对仪表运行状态提出的异议。现场运行人员反映显示仪表安装就地后运行稳定，但缺点是无法读取仪表数据，需要去现场看，希望能将数据传到控制室。我们对控制室内无纸记录仪的测量点数进行统计，重新分配无纸记录仪测量点数。对控制室无纸记录仪初始化，重新做线号、穿线号，重新设定参数，按新分配的无纸记录仪测量点数接线，校验无纸记录仪线路。查找原来的控制室到就地酸碱盐浓度计显示表的电缆。校验控制室到就地酸碱盐浓度计显示表的线路，对就地信号线穿保护管、穿线号，将就地酸碱盐浓度计显示表传来的 4⋅20mA 信号，接到控制室无笔记录仪上。该项目结束，改造后仪表运行稳定，测量准确满足了现场生产的需要。

5、日常维护 HGY2058 型电磁式酸碱盐浓度计应注意的事项

（1）热电化学水车间的酸、碱的电导率高，在正常情况下，一般每月至少检查一次探头。（2）检查项目有如下一些：探头是否有裂缝、缺口、磨损、或变质的迹象。（3）每日要检查介质流速，不能太快、也不能太慢，观察电导池的溶液出口以流体中不含气泡为准。（4）冬季、夏季要对介质温度进行修正，显示温度值偏高，输入修正值为负，反之修正值为正。（5）若在正常使用情况下仪表出现不明原因的不正常现象，如灵敏度下降、死区增大、滞后增大、仪表显示不稳定等，这往往表明探头表面有损伤。应拆下电导池进行检查、清洗或更换探头。

参考文献：

王 森.在线分析仪表维修工必读.化学工业出版社， 2007 。10