水pH值的在线测量及其在火力发电厂的应用

户和仪表生产厂家长久忽视了的问题。

　　纯水在流动时，由于其电阻大，导电性差，会在非导电的pH测量电极表面和绝缘的流通池表面产生静电，而且不断积累，形成一种干扰电位，我们称之为流动电位。它叠加在电极的输出信号上，使测值波动、不稳定。在普通的水中也会产生这种电位，只是由于电导率较高，具有良好的导电性，将静电给带走了，不会对测量形成明显的干扰。

　　2.3.3 采用特殊设计的不锈钢测量池消除干扰噪声

　　必须从三个方面解决这个问题：采用导电性能良好的不锈钢测量池；测量池必须良好地接地将静电引向大地泄放，同时测量电极采用低阻配方。这些都在HPW2000中得到实现。我们可以做一个实验：将不锈钢流通式测量池置于绝缘体上，测量纯水的pH值，时间稍长测量值就会开始跳动，用手去摸测量池，示值会发生明显的波动。若用一根导线将测量池与大地相接，显示值会迅速稳定，再用手触摸测量池就不会对显示值有任何影响。国内有的厂家用有机玻璃来作测量池，用于电厂纯水或超纯水的测量，这是明显错误的。

　　2.3.4 地回路的干扰

　　这是一个对在线检测pH普遍存在而又几乎被国内所有厂家忽略了的问题，在国内的资料中也从没有提及过这个问题。可它在实际应用中经常发生，带来的最直接结果是影响测量的长期稳定性，缩短了电极的使用寿命，而人们常误认为是电极的原因。

　　产生的原因：分析仪（二次表）的地与溶液的地其电位不一样，存在着Vg的电位差，在测量端形成一个共模电压，由于参比电极的阻抗比测量电极低得多，就会有电流从参比电极流过，从而形成回路。我们将这个因地电位的不同而产生的电流回路称为地回路。解决的办法：分析仪采用双高阻输入，引入溶液接地电极，如下图右。这样既提高了长期的稳定性，减少了标定次数，又延长了参比电极的使用寿命。

　　在具体的产品中，我们生产的三复合电极和HPW2000（超）纯水测量单元均有单独的溶液接地电极。对两复合电极，不便于在电极里安装接地电极，只有安装在测量池上。国内很多的厂家生产的二次表既没有采用双高阻输入，也没有接地电极的连接点，采用的电极也没有接地电极，用于纯水时不会得到稳定的读数，又加速了电极的损耗。

　　2.4 难点四、（超）纯水pH的测量必须进行25℃折算

　　有的提法是“溶液温度补偿”，这易与常规的温度补偿混淆，称“25℃折算”更清楚些。pH的测量需要进行温度补偿,这是一个尽人皆知的事情.但要准确的理解和应用,特别是与25℃折算或溶液的温度补偿联系到一起，就让许多用户搞不清楚。本节将仔细探讨这些问题。

　　2.4.1 透视常规的温度补偿

　　常规的温度补偿是为了得到电极在当前温度下的斜率，通常的说法是为了补偿电极斜率随温度变化而发生的变化。更准确的表达是：为了得到当前 温度下pH电极的真实斜率。

　　理论依据是能世特方程，电极的斜率(S)随温度(T)变化，而且成线性。

　　这样，知道了温度T1和该温度下的斜率S1就可以算出任意温度Ｔ２下的斜率S2。

　　在实际应用中，有两种做法：

　　1、记下标定时的温度和斜率作为T1和S1，测量时换算到溶液当前温度下的斜率

　　2 、将标定得到的斜率折算到２５℃，使用时再用这个２５℃时的斜率换算出当前温度下的斜率。

　　在本公司生产的仪表中显示的斜率全是指２５℃时的斜率。所以，将斜率折算到25℃绝不是将pH值折算到25℃。

　　常规的pH测量显示的只是当前温度下的pH值

　　测量时，按上面的公式(2)得到当前斜率，代入能世特方程就得到了pH值。所以我们可以断言：常规的pH测量显示的只是当前温度下的pH值，根本不是25℃的pH值。

　　2.4.2 透视纯水、加氨超纯水的25 ℃折算

　　对纯水、加氨超纯水的pH测量，普通的温度补偿也只是得到了在当前温度下的pH值，本节将全面探讨作为后续处理的25℃折算问题。

　　为什么要将纯水、加氨超纯水的pH值折算到25℃？

　　很多人以“符合部颁标准的要求”来解释其必要性。确实，在DL/T 561-95《火力发电厂水汽化学监督导则》中，所有的pH值均是指25℃时的值，但我们觉得从技术和使用上找原 因来解释更具有实际意义。

　　一、纯水、加氨超纯水的溶液温度系数(STC)较大，而pH值合格范围又很窄，必须折算

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STC约为0.015pH/℃，微量（mg/L级）的污染就会让STC上升到0.033pH/℃左右,加氨超纯水的STC也约为0.033pH/℃。一般的，较强的酸性溶液的STC较小（如常用的4.0的标液0.05M的膦苯二甲酸氢钾 ），不需要溶液温度补偿。而另一方面，这种场合pH的合格范围却很小（如火力发电厂对锅炉给水pH的合格范围为8.8～9.3,只有0.5的空间）。这样，