概要

在各種水蒸汽循環(huán)中，發(fā)電廠的正確pH測(cè)量是腐蝕風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)的關(guān)鍵因素。可以使用玻璃pH電極進(jìn)行測(cè)量，但需要設(shè)計(jì)用于低電導(dǎo)率，高溫和高壓的pH探頭。通過(guò)測(cè)量強(qiáng)酸離子交換劑之前和之后的電導(dǎo)率，也可以獲得準(zhǔn)確的pH值。這些測(cè)量用于計(jì)算pH。這是一種廣泛接受的方法，它不需要高溫和高壓pH探頭。這種類型的測(cè)量通常用于給水和鍋爐水，在歐洲非常流行。它也是VGB組織推薦的。

電廠水質(zhì)要求

在發(fā)電廠過(guò)程中，所用水的pH值**關(guān)重要。由于pH超出推薦范圍的水會(huì)導(dǎo)致設(shè)備和基礎(chǔ)設(shè)施的腐蝕。對(duì)于發(fā)電廠公司而言，由于腐蝕導(dǎo)致的意外維護(hù)或停機(jī)可能非常昂貴。監(jiān)測(cè)發(fā)電廠中使用的水的pH和電導(dǎo)率允許控制這些參數(shù)，從而降低維護(hù)要求。

測(cè)量挑戰(zhàn)

使用標(biāo)準(zhǔn)玻璃pH電極直接測(cè)量pH值存在一些挑戰(zhàn)。**關(guān)鍵的挑戰(zhàn)是獲得電廠運(yùn)行中使用的純凈水和超純水的精確測(cè)量。在純凈或超純條件下使用標(biāo)準(zhǔn)電極可能導(dǎo)致讀數(shù)不穩(wěn)定和不正確。另外，發(fā)電廠內(nèi)的運(yùn)行條件可能產(chǎn)生破壞性電勢(shì)，這會(huì)使測(cè)量結(jié)果偏斜。在超純水中持續(xù)測(cè)量pH值也需要頻繁的電極維護(hù)。標(biāo)準(zhǔn)pH電極易碎，需要常規(guī)重新校準(zhǔn)。更準(zhǔn)確和可靠的替代方案是使用差分電導(dǎo)率測(cè)量的ph計(jì)算。

溶氧測(cè)量用于腐蝕防護(hù)

包括VGB（德G）和EPRI（美G）在內(nèi)的一些組織建議??根據(jù)溶解氧濃度進(jìn)行額外的腐蝕試驗(yàn)。清潔水通常具有較高的溶解氧含量，這導(dǎo)致對(duì)鋼管的更好的腐蝕保護(hù)。 如果無(wú)法獲得高水純度，則腐蝕保護(hù)更多地取決于pH  值。因此，正確測(cè)量pH值非常重要。

純水和超純水中差分電導(dǎo)率測(cè)量的pH值計(jì)算

通過(guò)差分電導(dǎo)率（EC）計(jì)算pH值的設(shè)置：

在強(qiáng)酸陽(yáng)離子交換劑之前和之后，必須同時(shí)測(cè)量?jī)蓚€(gè)EC探針。該設(shè)置測(cè)量?jī)蓚€(gè)不同的EC值。陽(yáng)離子交換劑之前的探針測(cè)量比電導(dǎo)率，而陽(yáng)離子交換劑之后的探針測(cè)量陽(yáng)離子電導(dǎo)率。

ph計(jì)算公式

VGB標(biāo)準(zhǔn)VGB-S-006-00-2012-09-EN使用以下公式計(jì)算pH值為7.5**pH 10.5的純/超純水的pH值：

pH B = log [Cond SC - （Cond CC / 3）/ C B ] + 11

哪里：

• Cond SC  定義了特定的電導(dǎo)率
• Cond CC定義陽(yáng)離子電導(dǎo)率（或酸電導(dǎo)率）
• C B是取決于堿化劑的因素

下表列出 了常見(jiàn)堿化劑的C B值：

氨試劑模型的替代品：

另一個(gè)等式也可用于氨試劑模型：

pH = log [Cond SC  - （Cond CC / 3）] + 8.6

其他考慮因素

必須滿足以下規(guī)范才能成功計(jì)算出有效的pH值：

• 7.5 <pH <10.5（NH3：7 <pH <10; NaOH：7 <pH <10.7）
• 磷酸鹽濃度低于0.5毫克/升
• 試劑必須是氨或氫氧化鈉
• 低于pH值8，與堿性試劑的濃度相比，樣品與其他試劑的污染必須非常低

溫度補(bǔ)償

基于用戶選擇的轉(zhuǎn)換模型，將**探針的電導(dǎo)率讀數(shù)轉(zhuǎn)換為25℃的參考溫度。例如，在經(jīng)典的全揮發(fā)處理（AVT）中，設(shè)定氨的溫度轉(zhuǎn)換模型。還有其他補(bǔ)償模型可供選擇。通常，使用的轉(zhuǎn)化模型基于主要化學(xué)物質(zhì)。

交換樹(shù)脂應(yīng)交換帶正電的離子作為質(zhì)子。因此，堿化試劑用水代替，中性鹽，氯化鈉（NaCl）轉(zhuǎn)化為鹽酸（HCl）。由于這些反應(yīng)，第二電導(dǎo)率讀數(shù)的溫度補(bǔ)償模型需要設(shè)定為強(qiáng)酸。

交叉檢查

由于極低的電導(dǎo)率和相關(guān)的誤差測(cè)量風(fēng)險(xiǎn)，在這些條件下用玻璃pH電極進(jìn)行交叉檢查是不合適的。

計(jì)算pH測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)

基于差分電導(dǎo)率測(cè)量的ph計(jì)算是用玻璃電極進(jìn)行常規(guī)pH測(cè)量的可靠且低維護(hù)的替代方案。甚**在含有堿性試劑混合物的樣品中也可以采用這種技術(shù)。優(yōu)點(diǎn)包括：

• 在沒(méi)有導(dǎo)電率低的樣品中玻璃pH電極的典型限制的情況下，計(jì)算的pH值更準(zhǔn)確
• 與玻璃pH電極相比，EC傳感器在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)保持穩(wěn)定，維護(hù)**少
• 該算法產(chǎn)生可靠的結(jié)果
• 由于濃度和電導(dǎo)率之間的線性關(guān)系而具有更高的靈敏度（與濃度和pH之間的對(duì)數(shù)關(guān)系相比）

Sensorex產(chǎn)品用于超純水中的電導(dǎo)率監(jiān)測(cè)

可以使用具有電池常數(shù)k = 0.1的不銹鋼電導(dǎo)率傳感器收集差分pH計(jì)算的電導(dǎo)率測(cè)量值。這些傳感器在典型的電廠監(jiān)測(cè)溫度，壓力和電導(dǎo)率條件下運(yùn)行良好。

使用電導(dǎo)率變送器將傳感器集成到在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中。將計(jì)算公式輸入PLC，使用電導(dǎo)率傳感器測(cè)量值計(jì)算pH值。