火力发电厂凝结水系统处于负压运行状态,溶解氧控制精度直接决定给水系统氧腐蚀风险。依据现行国家标准 GB/T 12145-2016《火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量》,高压机组给水溶解氧需控制在 ≤7 μg/L(AVT(R)工况),凝结水泵出口湿冷机组限值 ≤50 μg/L 。当在线溶解氧仪表出现数据漂移、跳变时,多数并非电极故障,而是取样系统进气造成的假性升高。
针对此类因取样系统缺陷导致的数据失真,结合某火力发电厂的现场处置实例,将详细拆解空气干扰的排查逻辑与整改方案。
发电厂冷凝车间
现场现象:数据频繁跳变,与人工化验偏差扩大
该厂凝结水泵出口安装水质微量溶解氧在线分析仪 进行连续监测,仪表显示溶解氧在 15–85 μg/L 之间不规则跳动,24 小时内多次触发上限报警。同期化验员使用便携溶解氧仪在相同取样点手工比对,读数稳定在 18–22 μg/L 区间。

初步判定:在线仪表测量原理正常,问题出在水样输送与流通池密封环节。
根因排查:流通池顶部积气 + 负压管路微漏
现场逐项核查后确认三项缺陷:
流通池排气结构失效:原流通池为顶部出水无独立排气阀,运行一段时间后顶部聚集气泡,膜表面局部脱离水样,造成氧扩散速率突变。
取样管路材质不当:一段连接软管为硅胶材质,透气率高,负压段持续向水样渗透空气。
取样点位于负压段末端:凝结水泵进口至出口母管存在微漏点,空气随水样进入取样支路。
上述因素叠加,使膜法氧电极接收到远高于真实工况的氧浓度信号。
整改方案:按仪器参数重构取样系统
水质微量溶解氧在线分析仪 采用膜法氧电极原理,检测依据为 GB/T 12157-2022《工业循环冷却水和锅炉用水中溶解氧的测定》 中氧电极法,要求水样在低浓度区间必须保持密闭流通、无气泡、恒定流速 。
水样流量控制
将取样支路流量调节至仪器额定范围 50–200 mL/min,通过针阀+转子流量计实现稳流。流量过低导致响应滞后,过高则冲刷膜片并诱发二次进气。
管路安装要点
全部管路更换为 316L 不锈钢或 PTFE 管,禁用橡胶、硅胶透氧管材
管路总长度控制在 10 m 以内,减少停留时间与漏点数量
采样点移至凝结水泵出口母管,避开负压区
流通池改为底部进水、顶部溢流+独立排气阀结构,保证膜面完全浸没
电气抗干扰
传感器信号调理部分采用隔离式电源设计,可显著抑制仪表柜内变频器、大功率电机产生的共模噪声。变送器安装位置远离强电磁源,信号线使用屏蔽线并单点接地。
水质微量溶解氧在线分析仪
输出调试:4-20mA 与 Modbus 双通道对齐 DCS
整改完成后执行以下步骤:
零点校准:采用无水亚硫酸钠无氧水标定零点电流
斜率校准:空气饱和水在 25 ℃ 下标定满度
4-20mA 输出:对应 0–100 μg/L 量程,接入 DCS 模拟量卡件,校验线性度
Modbus RTU:RS485 接入厂级数据采集系统,配置从机地址、波特率与寄存器映射
报警阈值:设定 20 μg/L 预警、50 μg/L 告警,联动声光报警
连续运行 72 小时后,仪表读数稳定在 19–23 μg/L,与便携溶解氧分析仪偏差 < 3%,历史曲线无跳变。
火电厂技术人员排查流通池进气
标准回归:让数据可审计、可追溯
整改后的监测数据满足:
GB/T 12145-2016 凝结水溶解氧限值要求
GB/T 12157-2022 氧电极法检测规范
DL/T 561-2022 水汽化学监督导则关于在线仪表布点规定
4-20mA 信号进入 DCS 形成趋势存档,Modbus 数据同步至环保/运行管理平台,满足监管抽查与内部审计的双重要求。
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