PH计在火力发电厂应用中影响因素有哪些

在火力发电厂中，测量纯水pH值时pH计常会出现因流量和温度影响而误差较大、表计示值波动不稳定、电极响应慢和电极使用寿命短等情况，本文以发电厂PH计（酸度计）实例来分析其产生的几种具体原因。

某发电厂有4 台发电机组，1 号、2 号为125 MW机组，配备的是国产仪表;3 号、4号为300 MW机组，配备的是进口PH仪表，共8 块纯水pH计。在实际工作中，我们曾对进口PH计和国产PH计进行了对换实验，发现运行中各自都有优点，但也具有相同的不足之处。根据多年现场维护经验，对此提出一些看法和建议。

一、常见影响测量纯水pH值的因素：
1）流量的影响： 在日常维护中,调节流量阀门pH值就要发生变化。流量的变化对pH值测量带来的影响可能要超过1 pH，而火力发电厂对锅炉给水pH值的合格范围定为8.8~9.3，仅0.5 pH的空间。这就使表计有时显示的数值失去了参考意义,起不到化学监督的作用,同时使自动加氨系统误判断而乱加药,易加速热力系统腐蚀。因pH计测的是氢离子的活度，不是氢离子的浓度。pH=- log(H+);(H+)=f×[H+];f 为H+ 的活度系数;

图1 为溶液中总的离子强度与H+ 活度系数f,H+ 的活度系数f由溶液中所有离子的总强度决定，而不只是依赖于被测离子的强度。从图1可以看出，只有在理论纯水中，活度系数才为1，但只要有其它离子出现活度系数就要改变，随之pH 值就改变了。即pH值受溶液中总的离子强度的影响，改变了总的离子强度就改变了pH 值，纯水中的离子很少，PH电极附近的离子基本上是由参比电极渗透出的盐桥溶液中的离子，在离子渗透速度不变的情况下，流量的变化会改变单位体积里的离子数量，从而改变pH值。可以这样形象地讲，参比电极不断地往外渗透离子，流量的改变使水样带走的离子数量发生了变化，影响了pH值，这就是在纯水中，PH复合电极测不准且受流量影响的原因。在现场维护中我们也曾采用了一些国外进口PH复合电极，这些PH值电极采用流动液接或自由液接，盐桥溶液以较快的速度向外渗透，减小了液接电位，整个电极响应快、稳定、寿命长，解决了纯水pH值测量的部分问题，但它仍然受流量的影响。

解决办法：
(1)据了解，在每台纯水pH 计前加装了1 个恒压阀和流量计，把所有水样流量调在25 ml/min左右，且确保水样不随意变动。

(2)将测量PH电极和参比电极分开，把参比电极放得离测量电极足够远，以至于参比电极渗漏出的电解液不污染测量电极和水样，不改变测量电极附近的离子强度，同时改进了流通测量池，使水样从靠测量电极一侧的底部进水，从靠参比电极一侧的上部出水，这样就避免了渗透液污染问题。

2）温度对纯水pH 值的影响：

　　根据能斯特方程：

式中：E- 平衡电极电位，E0- 标准电极电位，n-电子数，F- 法拉第常数，96 485 c/mol;R- 气态常数，8.314 J/(mol.k)，T-热力学温度，lna=2.303 lga;把以上数值，代入能斯特方程，并通过对温度T求导，来分析测量电池温度系数受到哪些因数的影响： 

由上式可知，测量电极温度系数由三部分组成，第一是标准电位温度系数，这是表示电极特性的，一旦选好电极，则不易变化;第二是温度系数斜率，它可以通过仪表的电路设计来补偿;第三是溶液温度系数，无法补偿，影响着pH值的准确测量，温度上升，pH 值也上升。只有确保pH值的测量在恒温条件下，才能消除由被测样水温度变化引起的测量误差。

常规的温度补偿是为了得到电极在当前温度下的斜率，恒温装置也不可能保证样水在25℃不变，因此对于纯水测量我们还必须进行25℃的折算。由于纯水的缓冲能力特别差，其溶液温度系数就较大，纯水本身的溶液温度系数约0.015pH/℃，微量(mg/L 级)的污染就会使溶液温度系数上升到0.033pH/℃左右。一般较强酸性溶液的溶液温度系数较小(如常用的4.0 的标液0.05 mol的磷苯二甲酸氢钾)不需进行这种折算。但纯水的pH值合格范围小，如果水样温度发生较大的变化，本来是合格的水样，会因没有进行温度折算，就得出水质不合格的结果。

另外还有两种对测量纯水PH值的影响因素，是关于：流动电位和地电位；PH计电极选型不同的客观因素影响。通过以上分析可知，纯水pH值的测量是一个较复杂的问题，涉及到电极、测量池、二次仪表和外界其它许多因素的影响，需要在这几个方面同时采取针对性的措施，才能解决问题，而单独一个环节的改善只能起到局部的作用。

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