如何做好电厂化学分析仪表工作之基础篇
一、分析仪表简单介绍
电厂化学在线分析仪表是在电厂中对各种水、蒸汽、烟气等介质，进行化学物质定量分析的一种过程分析仪，是监督水质指标及系统设备运行状态的一只眼睛。随着大机组对安全运行、设备状态监督、经济性、环保等各方面的要求和认知的不断提高，分析仪表的重要性也再随之提高。
电厂常见的在线分析仪表有：CEMS、氨逃逸、溶氧、pH、硅、钠、磷、电导、漏氢、纯氢、ORP、SDI、TOC、溶氢、余氯、联氨、浊度、酸碱浓度、湿度等。
二、分析仪表行业现状及技术困难
电厂化学分析仪表作为一个小专业、边缘专业，在大多火电厂中并没有得到充分的重视，主要原因有以下几点：
1、水质参数异常对机组的影响相对来说像是“慢性病”，并不如电气、热工保护那样动辄停机，那些相对来说像是“急性病”，所以可能就容易被觉得“超点也没事”。
2、水质控制指标参数小，控制范围相对大，大多都在合理区间内运行，不容易被外专业人知道，也就是在电厂“没有上头条的命”。
3、分析仪表又叫过程分析仪，经过一系列的预处理、分析、转换、计算过程得到最终测量值，相比较其他专业的仪表，其重现性和稳定性相对算是比较差的，时常会因为一个细节故障或维护问题，就导致数值偏差或失去有效性，也容易让人觉得不可信。
我个人简单总结下分析仪表专业的特点是：基础维护多、故障难排查、消耗花费高、正常无人问、故障惹人烦、行业乱遭遭。下面逐一简单介绍下：
a、基础维护多：样品预处理、温度、流量、过滤器、试剂、仪表工作状态、消耗品、硬件等都是要经常检查和更换的，仪表的定期校验也较其他专业频繁。
b、故障难排查：过程测量步续多、结构复杂加上测量值小，使得故障原因不可能直观判断，需要逐步排查。比如钠表从水样控制、碱化、空气混合、检测、计算、补偿等其中一个步序中的一个相关部件出了问题都会影响测量结果。
c、消耗花费高：以一台钠表为例每年大概消耗：碱化剂2—4L、电极一组（不同品牌电极数量不一）、扩散管4—6根、参比液0.5L—1L、标定液与活化液0.2L—4L（不同表相差较大）、一次性移液管100多支，另O型圈、过滤器、过滤器垫圈、空气泵组件等为不定期更换，还有其它非易损件等。硅表光药品一年也要4-8套。
d、正常无人问、故障惹人烦：机组设备健康、稳定运行时，水质变化很小，监盘人员不会一直关注水质参数。很多水质参数报警，是由维护工作及仪表问题造成的占多数，水质超标一般也不会立刻影响安全运行，所以很多情况下，运行认为水质参数报警是比较烦人的事情。多个水质参数的组合变化不光可以相互佐证仪表的准确性，还可以帮助集控人员和仪表维护人员判断设备的健康状况。
例如：主凝水一般主要监测钠离子、溶解氧、氢电导、全电导：
1、如此4项均出现大幅上涨则一般为凝汽器泄露，可由集控人员视情况，判断是否申请停机；
2、如果只有钠离子、氢电导、溶解氧小幅度超标，则可能是凝汽器存在微漏或有疏水污染，可凝混床全处理继续运行，但要加强凝混床的监督，并对泄露进行查找并处理；
3、如果只有溶解氧和氢电导上涨明显，则可能是真空下降或是取样管路有局部虹吸进气情况；
4、如果只有氢电导超标，其他均正常，则可能是阳离子交换柱失效；
5、如果只有全电导上涨，则可能是自动加氨控制系统故障，加氨量偏高；
6、如果只有钠离子、溶解氧单项超标，则可能是负荷或样水压力波动较大，也可能是仪表自身问题。
e、行业乱遭遭：行业技术不成熟、不统一，测量元件的质量和寿命参差不齐，国内仿冒备品泛滥等。
例如：不同品牌的进口pH电极，寿命从几个月到2或3年都是有的，相差数倍。
三、想做好分析仪表工作，需从基建到运行维护中的每个环节全面入手
按各环节简单介绍下注意点及处理不当将会引起的影响：
1、取样点及加药点的选取位置要合理：易引起加药及pH控制不稳定，加氨后pH和烟气参数测量值有偏差
2、管路长度控制：过长监测值响应会滞后，导致加药调节信号跟不上，造成pH或烟气参数波动幅度大
3、密闭性、接头及材质：会影响溶解氧、氢电导、pH、烟气参数的测量准确性
4、取样架设计：影响维护及检修工作的便利性
5、样品冷却：影响测量数值的准确性及部分一次元件的寿命
6、流量控制及分配：分配不当在机组负荷变化时会严重影响测量的数据稳定性，流量大小控制也影响药品消耗及部分仪表的测量准确
7、加药控制：pH控制不稳定将加速管路及设备的腐蚀速率
8、仪表选型：市面仪表种类很多，但每种仪表测量的准确性、稳定性、经济性都有很大差别
9、备品及药品的品质监督和管理：国内备件仿冒较多，如何甄别，电极、试剂等均有使用有效期限，合理统计并安排备件、试剂计划。
10、人员技术培训：分析仪表的维护工作费时、费脑，一个微小的细节问题就能导致数值不准，因此对人员的分析判断能力要求高，特别需要有责任心、耐心和细心。尤其是责任心，水质正常未必准确，水质异常未必不准。虽然工作很难、很累、又没人了解，但我们依然不能放弃我们的责任。
11、仪表运行维护及校验：大多仪表应严格按要求对仪表进行定期校验，以抵消一次元件测量特性漂移带来的准确性偏差，而有些仪表在故障状态下是不能对仪表进行校验的，尤其是光学式仪表，例如硅表和烟气分析仪。这些仪表的斜率相对是稳定的，而故障状态下强行校验并不能解决问题，还会让原本的问题更加复杂化。
12、数据分析及故障处理：日常巡检时，正常的仪表数据并不一定代表工作状态没有问题，如何判断，就需要在化学知识、测量原理、步序、仪表结构及功能、数据分析等有足够的认识，才知道从何下手去组合分析判断。对仪表数据及故障原因分析处理是分析仪表工作中最难的一项。
下面我列举几个实例如下：
某电厂由于基建时仪表选型很好，但取样点、管路材质、样水分配、接头等方面存在很多设计和用料问题，导致仪表经常受到工况变化、接头漏气、流量分配不均等影响，缺陷频出。
某电厂投运初期因自动加氨控制系统的取样点位置、控制信号选取、加药点位置不太合理，导致一段时期内给水pH不稳定，波动幅度较大，而该厂那段时间内锅炉爆管事故次数较老电厂高出数倍。
某电厂扩建机组因仪表选型不当，过度价低优先的原则，导致投产不到半年，陆续出现测量不准确、药品堵塞严重、配件故障率高、分析过程不能完成等问题。
地域问题也是需要注意的地方，北方地区脱硫CEMS系统特别需要注意保温，防止取样管路局部冷凝吸收了烟气中的SO2，而南方地区也应注意防止样水温度过高，导致的温度补偿有偏差的问题。还有高温高湿度对仪表的寿命影响也较大。
四、分析仪表应向数字化、智能化、简约化发展
1、数字化
数字化是分析仪表所必须的发展方向。由于分析仪表所检测的一次信号都非常微弱，现在的指标控制还在逐步严格，比如溶解氧、溶解氢正常的实际检测电流都在0.3nA以下。pH和钠表正常值到报警值之间的电位差也就十几毫伏，因此对二次表阻抗、电缆的长度、屏蔽效果都有很高要求，而二次表的输入阻抗已达极限。因此传统的模拟信号电极，已经严重制约分析仪表行业的发展。只有将一次元件的测量信号，就地转化为数字信号在进行传输，才能使测量下限和稳定性进一步提升。
传感器数字化在欧美多年前就已起步，但由于受到成本、电极尺寸、技术融合等多方面的影响，目前只有少数公司有数字技术产品面世。利用数字化技术除了能解决传输距离和干扰问题，还对数据管理、查看、分析、远程控制等提供更好的便利。
2、智能化
检测手段、微电路的不断发展，和现今维护人员的能力发展已严重失衡，使用者无法及时判断仪表的工作状态，只有依靠智能自动诊断技术，自动向用户通报分析仪的状态和维护管理建议。
3、简约化
简约化不光指仪表的结构和尺寸，还应包括低维护、长寿命、低成本、高可靠性和检查操作的简便性。
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