前言
对于火电厂和核电厂而言,为确保安全运行以及保护关键的核心设备,必须对水、汽的pH值进行严格监控。
例如,火电厂的锅炉补给水通常控制在pH值8.9-9.2之间,压水堆核电厂的二回路给水pH值则需要控制在9.6-10.0之间……
因此,确保pH值测量的准确性和可靠性是火电和核电厂化学监督明文规定的重要工作内容,对于保障机组设备的经济性和安全性具有重要意义。
极具挑战的超纯水pH值测量
通常而言,传统的pH测量和校准过程都是针对具有一定离子强度的酸、碱或盐类溶液,被测介质/溶液通常具有一定离子强度和导电性,此时,pH测量或校准非常快速、精准。
但是,对于电厂纯水(超纯水)、蒸汽的pH值测量而言,由于纯水(超纯水)电导率很低,外界气体、取样管路、设备以及pH电极等很容易对分析样品造成污染影响,纯水(超纯水)中离子浓度和种类的变化也将直接导致pH值测量误差。
另外,纯水(超纯水)作为一种低电导率的化学溶液本身具有较强的溶解和腐蚀特性,会造成pH测量电极性能变化很快进而导致纯水(超纯水)pH值测量不稳定、测量结果偏差较大。
总之,影响电厂纯水(超纯水)、蒸汽pH值测量的因素非常多,通过能斯特方程:
E=E0+ 2.3(RT/nF) log[H+]
我们可以知道水中的离子强度([H+])、参比电势的稳定性(E0)、温度(T)(参比温度和测量溶液温度)这些因素都会直接对pH值测量结果造成影响。
另外,由于超纯水很容易受到外界气体(例如CO2)和溶出物影响,因此,取样分析方式以及取样装置的设计也会影响到pH测量的准确性……
在实际的电厂生产应用过程中,特别是水、汽循环化学过程中,若采用传统的pH玻璃电极分析方法来测量锅炉水/补给水、蒸汽的pH值;
由于电厂水、汽的物理化学特性和纯水/超纯水相似,因此,电厂用户对于传统的pH电极测量方法普遍面临使用寿命短、测量值不可靠以及维护量大的问题,
同时,pH值测量值的不可靠和不准确,会严重影响机组的安全运行。
黑科技:通过电导率计算pH值
计算型pH值分析方法的测量原理如下:
1)两个电导率传感器同时测量样水的比电导率和阳离子电导率(通过阳离子交换树脂脱除氨或者其它铵盐后测得的电导率值),样水的比电导率和阳离子电导率传感器同时连接在一台多