火力发电厂、核电厂测量水质pH_25℃的正确方法

专利名称：火力发电厂、核电厂测量水质pH_25℃的正确方法
技术领域：
发电厂水质PH准确测量技术，属电化学学传感器分析技术。
背景技术：
一般厂商对pH计提供的温度补偿根据能斯特定理E = E0+2. 303RT/nFX Ig [F] / [F0]式中E-平衡电极电位EO-相对于氢电极的电势R-气体常数(9. SHprWmor1)T-热力学温度(T° = 273. 16+t°C )η-电极反应中参加反应的电子数目F-法拉第常数(9· 649 X IO4C^mor1)[Η_]_被测溶液的氢离子活度[H—。]-电极内溶液的氢离子活度从式中看出测量被测溶液的氢离子活度是表徵pH值的测量，它实际上是用测量 PH电极系统的电位来表徵溶液的pH值的技术，但它与溶液的温度有关。一般厂商提供的 PH自动温度补偿即为补偿能斯特定理中的电极电位与pH值的关系。

发明内容
一般的pH计只考虑了对能斯特定理的温补。它的温补方法是以零电位pH值的这一点作为温度度补偿的原点(见图1)。而电厂的水质实际是低浓度的样水，水中的离子活度很低，其离子活度与的样水的温度有关，它会随着温度而变；而处于低浓度状态下的溶液离子活度会随着温度变化，既然测量PH是用测量氢离子活度的对数关系，那么正确的方法是必需考虑到这一关键因素，而这被极大多数的生产商忽略了，而对于发电厂是万万不可忽略的，因为电厂对PH值测量结果的准确性要求很高。即使一般生产厂商知道这个道理， 但要从仪表上去解决这个问题是很困难的，因为不同浓度的水质其氢离子活度变化规律是不同的，它与被被测样水的所含的是什么物质有关，与该顶物质的含量有关，必需在严格的条件下做许多严格的实验才能准确解决。基于上述道理，我们从实际出发，对电厂的样水进行了特殊的处理。我们的出发点是考虑到低浓度离子状态的溶液，电极电位与温度变化的规律应包括二个方面——能斯特定理、被测物质的离子活度对极电位的影响。现详述本专利

发明内容
1.根据DL/T 677中华人民共和国电力行业标准，为发电厂水质测量的pH值作了明确统一的规定，以PH25o作为测量水中PH值的标准方法，(因为PH值与温度有关。)以便保护锅炉及其设备不受腐蚀检定方法。本说明就是准对该标准而作。2.发电厂的水质是比较特殊的水，它的纯度都很高，有的是接近纯水、有的是为保护机组设备，在水中加入了某种微量物质(一般为mg/L数量级)，且其加药有其独特的规律与要求，我们的切入点就是从这个规律与要求中去寻找可能找到的变化规律。3.做这个工作第一是必需做大量实验，去发现其变化规律，这是一个非常烦复的实验，首先必需要在实验室内生成模拟电厂各工艺环节的样水，而且该样水接触空气后极易改变其原来性质(PH值很快会变化，如若有10mg/L的二氧化碳溶于纯水中，该水的pH值会从pH7. 00变到pH6. 00，这个结论我们从理论及实验中部得到了证实。)，因此必需做到不使样水受到空气的污染；要解决电极浸入样水后，使样水保持其密封。而且样水与PH电极要进行加热与降温的试验，通过试验来寻找温度、电极电位、PH值三者的关系。4.其二是电厂加药有上、下限的关定(如锅炉补给水加氨在0.8 2.3mg/L之间)，我们还必需保证在这个加药区间内的温度补偿都应准确。做了试验得到一系列数据后，主要还要找到有效的温度补偿方法。5.我们把试验数归纳、画图后来寻找技术的突破口。对各种样水作各个温度下的 pH值 mV的曲线，这样能从曲线中找出变化规律。最终我们发现了一个可喜的结果对于所进行试验的低浓度样水其各个温度曲线会交汇在一个点，但不在零电位PH值这个点上 (这与目前各厂商提供的PH不同)。不同样水的交汇点是不同的。这个交汇点是非常重要的，因它代表这一点是不随温度变化的点，而温度补偿从这一点开始补偿，就能实现不仅对能斯特定理所要求的温度补偿，而且还实现了对不同样水因水中离子活度随温度变化而造成的PH值与mV值间的补偿。我们把该点定义为仏。该方法能解决电厂的混床出水、炉水、 凝结水、给水、除盐水的温补。园满地实现了电厂要求的PH25o测量技术。(见图2)


图1是通常pH计的温度补偿方法。它以零电位pH值作为温补起点，现在大部国内外仪表的温度补偿常用的方法既于这个原理。它对于离子强度较高的溶液是准确的，如化工厂用水、日常生活用水、环保污水等。他的温度补偿公式可通过能斯特定理计算出来。 基本上温度每升高5°C每个pH值上升lmV。如25°C时59. 16mV相当于lpH，30°C时60. 16mV 相当于IpH等。图2是通过我们实验找到的pH值与mV间的变化规律，从这个图上我们清楚地看到pH值与mV间的变化规律师没变，即pH与mV值的转换规律没变，变化的是曲线的交汇点， 即这一点是不随温度变化的。只要我们在仪器中加上一段程序，让温度补偿从这点开始，就能进行不仅对能斯特定理中的内容温度补偿，而且可对不同样水其离子活度在不同温度下对PH值的影响进行同步补偿了。具体实施a.除盐水同样为pH7. 00的水在不同温度下，若不加我们提出的对氢离子活度补偿时应为表1第2行的值。若加了我们提出的对溶液的氢离子活度补偿后，用我们做的仪器测得的值为表1第3行。显然其水质没有变化测得的pH值不应变化。由此看出我们加了该专利技术用于仪器后的现实作用。表1 对于电厂除盐水测量使用专利前后的比较
权利要求
1.对火力发电厂、核电厂所需的对各工段的水质ρΗ25 分析方法添加了我们研究出的温度补偿模形(如图2所示)。
2.对电厂样水取样后，进行温度补偿试验的保护方法
3.对火力发电厂、核电厂各工段除盐水、混床出口水、补给水、凝汽器水、锅炉水、发电机内泠水的pH25。e分析方法添加的温度补偿模形。
全文摘要
本发明说明了对火力、核电发电厂测量水质pH25℃正确的温度补偿方法，pH计是测量pH电极系统电动势，把它转变成对应的pH值的仪表。pH值不变时，其电动势大小与被测溶液温度有关，因此仪器大多有自动温度补偿。这是目前生产厂商都能做到的。但他们忽略了一个极其重要的因素在离子强度较弱的样水中，除了上述因素还有一个不可忽略的因素样水中的氢离子溶液活度也与温度有关，它直接影响了pH的准确测量。不对它进行同步补偿是不能实现正真的pH25℃测量的。而电厂对准确的pH25℃测量及控制要求很高。如没有完整的温度补偿会造成很大误差。经过大量实验，知道了电厂各种样水的温度关系，用软件把它做在pH计中，解决了电厂所要求测量样水的pH25℃准确值关系。
文档编号G01N27/26GK102466653SQ201110105660
公开日2012年5月23日 申请日期2011年4月27日 优先权日2011年4月27日
发明者吴守清, 顾青未 申请人:吴守清, 顾青未