一、电厂水汽系统化学仪表的配置及作用
化学仪表目前的种类繁多，结构复杂，但都是由几个基本部分构成的，即分析部分(传感器)、信号处理部分(变送器)、显示部分(指示表和记录仪，也称为终端)。分析部分是仪表的核心，它通常将试样中待分析组分转换成相应的易测电信号：变送器是将分析部分送来的微弱电信号进行放大和变换处理后，送到终端进行显示指示或直接控制。它包括：前置放大器、测量电路、信号转换、放大电路、校正电路、模数转换、微处理器等：终端也就是显示部分，其功能就是根据仪表的要求进行显示、打印、报警、自动调节等。 化学仪表在火力发电厂起着十分重要的作用，是锅炉、汽机安全运行的眼睛。水汽循环系统中配置的化学监控仪表承担着直接监督水汽品质、监控化学添加物的剂量、监督污染源、监控设备运行工况、直接监视腐蚀速度等任务，以达到监控给水、凝结水、炉水、蒸汽、冷却水的品质，防止结垢、结盐，减缓系统中金属部件的腐蚀，保证系统的安全经济运行，延长热力设备的检修周期和使用寿命的目的。水处理系统配置化学监控仪表的主要目的是监督水净化设备生产的除盐水的质量，保证净化水设备的安全、经济运行及按环境保护的排放标准监督废液的排放。
表11-1和表11-2分别给出了大型火力发电厂除盐水处理系统和水汽循环系统(CWT)在线化学监测仪表的
配置及其主要作用。
磨内喷水
二、水汽样品的采集
不论是人工采样化验，还是采用在线化学仪表进行水汽质量监测，从机组的热力系统规定部位取出具有代表性的水汽样品是非常重要的，这是准确、可靠地进行热力系统中水汽质量监督的前提条件。所谓采样具有代表性，是指所取得的样品能反应设备和系统中水汽质量的真实情况。否则，即使使用精确度很高的在线仪表，仍不能正确评价热力设备和系统内的结垢、腐蚀、积盐等情况。如果所得到的样品失去代表性，所测出的结果也就成为虚假结果，失去了监测意义。为保证监测的真实可靠，必须合理选取采样位置、正确选用或设计采样器与采样冷却器，并正确安装、使用与维修采样系统。
从运行的热力设备中采集有代表性的水汽样品，首先要选用或设计适当的采样器，其次是正确安装及正确使用、维护。
1．采集的一般规定
(1)水样的采集
①锅炉水样的采集。锅炉水样品一般是从汽包的连续排污管中取出，取样点应尽量靠近排污管引出汽包的出口处，并尽可能安装在排污管从汽包引出后的第二个阀门之前。 ②给水样品的采集。给水取样点一般设在给水泵之后，省煤器以前的高压给水管上，最好在给水管的
垂直管路上接一小管，给水样品由小管引出。为了监督除氧器运行情况，也设取样点，该点应设在除氧器出口管上，样品引出管应该在离除氧器出口不大于Im的水流通畅处，从取样点引至取样冷却管的导管长度应大于5-8m。此导管不可使用碳钢管。
③凝结水样品的采集。凝结水取样点，一般设在凝结水泵出口端的凝结水管道上，在取样点处的凝结水管道上接一小管，将水样引出。
④疏水样品的采集。一般从疏水箱中取出疏水样品，取样点设在距疏水箱底200～300mm
处，用小管取出。
⑤水样采集系统。它包括：给水取样系统和炉水取样系统。
(2)蒸汽样品的采集
①饱和蒸汽样品的采集。饱和蒸汽中常携带少量的锅炉水滴，且水滴在饱和汽流中的分布不均。为了取得具有代表性的饱和蒸汽样品，取样过程必须同时满足如下条件：a．饱和蒸汽中的水分在管内应均匀分布。实践证明，只有当管内饱和蒸汽流速超过饱和蒸汽的破膜速度的5～6倍时，饱和蒸汽中的水分就会均匀分布，取样点应选在具有这种流速的管道中。
古籍扫描仪b．取样器进口的蒸汽流速应与管道内的流速相等。
c．取样器应安装在蒸汽流动稳定的管道内，且远离阀门、弯头、不对汽流干扰的地方：应尽量安装在垂直下行的蒸汽管道上。
饱和蒸汽的取样器。为了得到具有代表性的饱和蒸汽样品，一般选用以下几种取样器。由于取样器的设计、安装工艺等不属于化学仪表班组的职责，故仅作一般介绍。饱和蒸汽取样器有探针式取样器、乳头式取样器、带混合器的单乳头取样器、缝隙式取样器等。
②过热蒸汽样品的采集。与饱和蒸汽不同，过热蒸汽中没有水分，是单相物质，容易取得代表性样品。取样点设在过热蒸汽母管上，采用乳头式取样器或缝隙式取样器。
2．样品的冷却
从火电厂热力设备中采集的水汽样品多是高温、高压介质，必须采用减压装置及冷却装置将其温度、压力降至仪表规定的允许界限内，才能输入仪表发送器。原则上要求样品与取样器、导管、冷却系统的接触时间越短越好，接触面积越小越好。因为大多数样品，尤其是高参数大容量机组的水汽样品都是较纯净的介质，极容易受到所接触的金属表面污染。因此样品导管应选用不锈钢管，阀门应选用高压、耐腐蚀阀门，冷却器也应选用耐腐蚀的材料，并且要求样品所经阀门数量最少，导管长度越短越好。样品的冷却是在线化学仪表正常投运的前提条件。国内不少生产厂家为此设计了水汽采样架。
(1)采样架设计意图
火电厂采用在线化学仪表监测水汽品质的初期多采用分散安装方式，其缺点如前所述。随
着机组参数的提高和在线化学仪表的发展，许多精确度高、功能全、价格昂贵的仪表替代了
老式仪表，并形成了集中安装方式，由专业厂家生产采样架。一般以单台机组或两台机组为
单元，将机组的所有水汽样品采样、冷却集于一体。采样架设计的意图与原则如下：
①在目前条件下，兼顾在线化学仪表监测与人工取样化验两种监督方式并存的状态，也就是说应同时满足仪表取样要求与人工取样的要求，并尽量减少相互干扰。
电磁炒货机②为了减少滞后、减少样品污染，采样导管至仪表间的距离尽量缩短。管道、阀门、减压降温装置、冷却器的材料符合防腐蚀的要求。
⑧对高压高温水汽样品必须进行安全可靠的减压降温，并应配置超温报警与保护装置。
④具有高效冷却能力的冷却器，对于样品的温度、流量应能方便地进行调节。
⑤便于在线化学仪表的装卸、调校与检修。
⑥应满足在线化学仪表对环境条件要求。
(2)采样架
目前生产的在线化学仪表采样架一般由高温采样架与仪表架组成，如图ll—l所示，图例
见表11-—3。高温架内集中布置了所设各采样点引来的导管，配有相应的高压阀门、冷却
地籍测量器、
减压阀、高温断水保护装置、样品温度及流量指示器等。仪表架布置有电源柜，仪表的发送
器、变送器、显示器的安装开孔及布线，记录与报警装置，人工取样盘等。
采样架系统高温架的主要部件有：
①高压阀。高温架水汽取样一次控制
门为针形阀门，材质为1Crl8Ni9Ti，压力
≤32MPa，温度≤570~C。
②冷却器。用于水汽样品的冷却，
材质为1Cr18Ni9Ti，每级可降温250～300
℃，耐蒸汽压力。主要有两种形式：
a．同心圆冷却器，其特点是冷却效率
高，节约冷却水；
b．桶形冷却器，其特点是体积较小，
污堵后易清洗。
材质为1Cr18Ni9n，出口压力小于0.3MPa。
④超压保护阀。用于取样系统的超压保护，防止因样水压力过高而损坏仪表，材质为1Crl8Ni9n，动作压力为0.3～0.5MPa(可调)。
⑤冷却水监流器。用于观测冷却水是否断流。
⑥缓流阀。用于冲洗时，减小水流对排水管道的冲刷与噪声，材质为不锈钢。低通滤波器应用实例
⑦节流阀。用于调节样水流量，材质为不锈钢。
⑧高温断水电磁阀。用于样水超温时切断样水以保护仪表。
⑨电子恒温装置。通过冷却或加热来控制样水的温度，使其恒定在25±1℃范围内。
(3)采集架的安装
目前各电厂根据各自条件，包括资金、机组参数、厂房布置状况等，提出采样架订货规范及安装方式。安装方式一般有以下三种方式：
①全部集中，即把高温架、仪表架、人工取样盘并列于同一房间内。其优点是样品的减压降温装置、在线仪表、人工取样装置集中在一起，便于调节、运行维护，占地小、投资少；其缺点是室内温度高，湿度大，需加强通风。如湿度过大排除不了，会影响仪表的正常运行。
②高温架与仪表架分隔开，这种方式基本消除了上述缺点。
③高温架、低温架与仪表架三者隔离，即高温架在一个房间内；经冷却后的样水及仪表发送器、人工取样盘安装在第二个房间内；第三个房间安装仪表架及微机巡测管理系统。
三、采样冷却系统
1．冷却介质
电厂用于样水冷却的介质大体有以下几种：
(1)工业冷却水。水质一般为软化水。这种水质较稳定、不易发生结垢或腐蚀。
(2)循环冷却水。有的厂采用循环冷却水分流到取样冷却器进行样水冷却。一般是将河水或地下水加入阻垢剂或进行脱碳处理，或采用弱酸阳树脂进行处理形成这种水。循环冷却水主要流经凝汽器，其浓度倍率如控制不当，会发生冷却器结垢，应予以注意。
(3)除盐水。有的厂采用除盐水作冷却器的冷却水。由于各厂除盐设备有限，除盐水量有限，一般采用闭式循环使用。
(4)生水。有的电厂采用生水贯流冷却。这种水质有造成结垢的可能，需定期进行冷却器的酸洗清垢工作。
回馈单元2．冷却系统
(1)开放式冷却系统
冷却水经贯流冷却器后排出，该系统较为简单。要求尽量选用江、河、湖等地表水，或采用暂硬较小的地下水。对该系统需定期对冷却器进行除垢处理。不适合使用同心圆冷却器，可使用桶式冷却器。
(2)循环式冷却系统
冷却水在取样冷却器中进行热交换后退回散热装置进行降温，降温后的水再作为冷却水循环使用。由于冷却介质是循环使用的，可以采用多种处理方式进行处理，防止系统结垢。
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