毕业论文参考
第一章 引言 我国在发电方面主要的是以火力发电，在火力发电的过程中需要大量的水，原水 净水站 水处理车间 锅炉补给水箱 锅炉，经锅炉加热后成为蒸汽，蒸汽推动汽轮机
做功让发电机发电。还有一部分蒸汽经凝结器 凝泵 精处理 除氧器 省煤器， 再回到锅炉循环利用。由于热力设备的长时间运行，机组的老化和水汽系统不稳定就会导致机组不同程度的出现结垢、积盐或者腐蚀的现象，这些会导致燃煤的增加、效率的降低、机组的急停、甚至爆管等情况，不利于电厂的安全经济运行。因此热力设备的运行就需要经常进行维护与检修，来保证电力机组的正常可靠的运行，所以水汽化学监督系统的存在是很有必要的， 对电厂的节能减耗有很大的帮助。水汽化学系统的监督依靠的是在线化学仪表的测量，正确使用化学仪表，确保仪表测量数据的准确性是水汽化学监督的技术关键。
1．1 电厂中的化学仪表
在电厂中运用的在线化学仪表种类有很多，为水汽系统的安全稳定提供保障。其中最为
主要化学仪表的有在线硅酸根分析仪、钠离子分析仪、工业酸度计、溶氧分析仪、阳离子电导率表。
这些仪表有的外观相似，但它们所测量的样水却是由所区别的，测量值也不相同。在这
么多仪表中结构最为复杂、占据地位也为重要的是在线硅酸根分析仪——简称硅表。硅表是一种在线自动测量火力发电厂样水中含硅量多少的仪表，硅表在电厂中主要适用于测量主蒸 汽、省煤器入口、阴床出水、混床出水和凝结水精处理系统出水。图中三台硅表分别用在主蒸汽和省煤器、混床出水、精处理处的硅表。
1．2 目的与意义
在线硅表测量的准确，并控制硅的测量值在合格范围内，可以减小硅垢对热力设备的损坏，有效防止了热力设备由于长时间运行形成的腐蚀、结垢和积盐问题所导致的爆管，避免事故的发生，为电厂的热力设备的安全可靠和经济运行提供了保障。
第二章 在线硅表的测量方法与原理
2．1 硅的测量方法
在线硅表的测量方法采用的是光电比色法测量硅的含量，单一束平行单色光通过溶液（样水与试剂的混合物）照射到光接收器上（光电池），经光电池将透过的光能转换成电能，产生的电流大小来确定硅的含量大小。
2．2 硅的测量常用药剂
在硅表测量中样水通过四个步骤分别加入的四种药剂，在化学反应结束之后，进行样水中硅含量的测量。在硅酸根含量的测量中常用的药剂有:
试剂一——钼酸铵和氢氧化钠，用来作为显色剂
试剂二——硫酸，调节酸度剂降低样水的ph 值
试剂三——草酸，掩蔽掉磷酸盐对硅酸盐的干扰
试剂四——硫酸亚铁铵和硫酸，作为还原剂
四种药剂分别与高纯水溶解配制成2L 的溶液，呈现无沉淀物的无色的溶液，并按编号分别存于试剂桶中备用。
2．3 硅的测量原理
硫 酸（2 在硅酸根测量过程中，样水中经常会有磷酸盐的干扰。磷酸盐与钼酸铵发生化学反应之后会产生硅钼黄、磷钼黄。硫酸用来调节酸度可以将样水中的ph 值降低，使磷酸盐的干扰降低到最小。还可以加入草酸来掩蔽掉磷酸盐对硅酸盐的干扰，减小对硅酸根测量的影响，此时样水中的黄色物质就只有硅钼黄了。最后加入硫酸亚铁铵作为还原剂将样水中的硅钼黄还原成蓝色的硅钼蓝，最后化学反应结束将含有硅钼蓝的样水送到光度计中进行硅含量的测量。
第三章 在线硅表的结构及样水流路过程
3．1 硅表的结构
硅表的结构较为复杂，是由各种元器件组合起来使用，硅的测量数据，一方面将测量值显示在变送器上，另一方面通过模拟信号的方式送至化水监控室。硅表外部结构如下：
硅表的内部剖面结构示意图如下:
A: 溢流杯 F: 进气口 K: 光度计试剂进口 P: 气泡探测器 U: 空气管B：样水进口 G: 样水出口 L: 计量槽 Q: 试剂1 V: 排水口C：流量调节阀 H: 光度计 M: 光度计样水进口 R: 试剂2
D：电磁阀 I: 六通道阀 N: 磁力搅拌器 S: 试剂3
E：溢流管 J: 蠕动泵 O：试剂液位探测器 T: 试剂4
3．2 样水流路过程及特点
3．2．1 样水流路过程
硅表可以测量一路样水，也可以测量两路样水，即进样口B和流量调节阀D各增加一路。但多余两路样水时要安装通道分配器可实现六路样水的测量。通道分配器就是增加一组六通道阀控制盒和通道选择阀，根据提前设置好的程序，通道选择阀会选择一路样水进行测量。（1）样水测量开始准备
在一路水样进入测量之前，要有足够的水流量来冲洗整个水路和溢流杯A以及光度计L。
确保下次测量整个水路的清洁，没有残留液干扰测量。
（2）样水在测量过程中
样水通过样水进口B和流量调节阀C进入溢流杯A中，调节流量调节阀C可以让少量的样水通过溢流管E直接流入排水口V。这样可以让光度计H中的计量槽L里有足够的样水便于测量，当光度计中样水水位过高时，将会通过光度计样水出口G自动排出，样水必须总是保持溢流排放。
（3）样水不在测量过程中
如果系统不处于测量状态中，那么光度计中的样水就会通过光度计样水出口G，在那里和通过进气口F中的空气混合，一起流入空气探测器P，最后进入排水口V。
（4）样水测量循环开始
一个测量循环开始，电磁阀D就会关闭，光度计样水进口M就会关闭。
（5）样水测量完成
如果测量完全结束，电磁阀D就会自动开启，光度计样水进口M开启并开始用样水清洗计量槽L内部。
3．2．2 样水流路特点
（1）溢流杯A为计量槽L有足够的流量和提供稳定的水压，同时也保证样水的新鲜，避免样水受到污染。
（2）气泡探测器P为断水样提供了报警提示。
（3）试剂液位探测器O为断试剂提供了报警提示。
（4）磁力搅拌器N加快了试剂的化学反应
（5）蠕动泵J与通道选择阀I保证了加药的准确和稳定
第四章 在线硅表的工作流程
4．1 硅表的加药测量过程
在测量状态时，样水首先通过选择电磁阀进入光度计的计量槽中冲洗、填充，计量槽被冲洗完毕并且充满样水时，进样阀关闭，并顺序加入已配置好的试剂。1号通道至4号通道分别为试剂1通道、试剂2通道、试剂3通道、试剂4通道，5号通道为校准通道也是空气通道，6号通道为空白通道留作备用。蠕动泵每次通过固定的转速带动橡胶泵管将试剂通过六通道选择阀从试剂桶中抽取出来，当额定量的1号试剂与2号试剂从试剂桶中被抽出来，六通道选择阀从1号通道切换到2号通道再切换到5号通道，5号通道将空气吸入管道中，空气将额定的试剂推入光度计之中，彻底的和其他试剂分离开来。然后通过3号通道抽取3号试剂，六通道选择阀从3号通道切换到5号通道。以此类推，按顺序抽取试剂，直至4种
样水通过溢流杯进入光度计，一个测量循环开始：
通道
（1）电磁阀启动，光度计样水进口关闭，开始进行零点校准，将试剂测量结果先归零，为下一步测量做准备。
（2）首先，六通道选择阀切换到1号通道位置，将1号试剂从试剂桶Q中吸取出来。
（3）接下来，六通道选择阀切换到2号通道位置，将2号试剂从试剂桶R中吸取出来。（4）然后，六通道选择阀切换到5号通道位置，将空气吸入管路中，通过蠕动泵的正转转动，挤压泵管中的空气将1、2号试剂推入光度计之中。
（5）光度计中的磁力搅拌器开始将1、2号试剂搅拌混合，让其与水样发生化学反应，第一步反应开始，反应结束后生成黄色的硅钼黄。
（6）在第一步反应150秒之后，六通道选择阀切换到3号通道位置，将3号试剂从试剂桶S 中吸取出来。
（7）然后，六通道选择阀切换到5号通道位置，将空气吸入管路中，通过蠕动泵的正转转动，挤压泵管中的空气将3号试剂推入光度计之中。
（8）光度计中的磁力搅拌器开始将3号试剂搅拌混合，让其与水样发生反应，第二步反应开始，草酸作为掩蔽剂减小对硅酸根测量的影响，反应结束后，此时样水中只有硅钼黄。（9）在第二步反应90秒之后，六通道选择阀切换到4号通道位置，将4号试剂从试剂桶T 中吸取出来。
（10）然后，六通道选择阀切换到5号通道位置，通过蠕动泵的正转转动，挤压泵管中的空气将4号试剂推入光度计之中。
（11）光度计中的磁力搅拌器开始将4号试剂搅拌混合，让其与水样发生反应，第三步反应开始，硫酸亚铁铵将样水中的硅钼黄还原成蓝色的硅钼蓝。
（12）在第三步反应90秒之后，有色的样水硅钼蓝流进光度计并完全充满，开始对硅值进行测量，硅的浓度大小通过标准曲线被计算出来并显示在变送器上。
（13）测值完成之后，电磁阀关闭，光度计样水进口打开，样水从溢流杯中进入光度计内部冲洗干净并注满样水。
（14）光度计冲洗完成之后，六通道选择阀切换到5号位置，此时蠕动泵需要开始反转，因为蠕动泵的连接口连接到光度计样水进口处8号位置，所以蠕动泵反转可以将样水从光度计中吸取出来，直到每一个试剂的进口管中都充满样水。
（15）六通道选择阀还处于到5号位置，蠕动泵开始再次正转，将每一个试剂管中样水一一排空，试剂管路的流路清洗完成，继续测量硅值还需要从（1）步骤一一执行。
4．2 硅表的加药测量结果
硅表的加药测量所测的数值范围在2.0——4.5之间为最好，数据低于2.0少许也可以，但是低于1.0以下太小数据就不合格，高于5.0又太大同样不符合标准。一台稳定的硅表测量数据上下不会偏差太大。一组数据测量结束十分钟过后才会进行下一个数值的测量，当前数值没有测量结束不会进行下个数值的测量，所以硅表的加药测量从零点校验到样水测量，1到4号试剂的添加，再到反应时间，最后的清洗结束一个完整的周期需要十分钟。
第五章在线硅表的操作
5．1 硅表的键位功能
硅表、钠表及氧表等仪表的键位都只有四个操作键位，它们分别如下：
（1）（2）（3）（4）
（3）向上移动及上调数字（4）菜单键及确认键
5．2 硅表的显示
（1）正常运行
（2）轻微故障，仪表可以正常运行
（
3）试剂液位报警 （4）显示时间
（5）有时间显示的测量值 （
6）样水的流量
（7）样水的温度
（8）继电器运行状态，未达到上/下限
（9）Si1第一路样水
（
10）< 测量状态
Si2第二路样水 ~ 断水样状态
5．3硅表的软件结构
硅表由测量值显示页面点击按键Enter 键进入程序页面，显示的分别是Messages （信息）、Diagnostics （诊断）、Maintenance （维护）、Operation （操作）、Installation （安装）。每一项下面还有各自的小分项操作，其中维护使用较多的还是第三、四项，第三项Maintenance （维护）在每次仪表的校验中都会用到，还有换完药剂需要填充的时候也会对第三项进行操作，第四项Operation （操作）在跟换药剂的时候点击，使仪表处于不打药的状态，避免混入空气影响测量。但需要退出时点击按键Exit 键即可返回上一级直至回到测量显示的页面。
第六章在线硅表的校验
6．1硅表的校验方法
硅表长时间运行，其斜率会发生偏移，导致硅的测量值有偏差，运行时间越长斜率偏移越大。为了保证测量值准确，要经过校验使其斜率校准在0.8-1.2之间为最好，硅表正常运行，测量准确的情况下也要一个月进行校验一次。每次校验所采用的方法是：两点校验法。校验时所采用的标液是配制的浓度为100ppb的硅标液。在进行标液校验之前，硅表会自动进行零点校准，之后在根据提示进行标液的校准，二者取其两点间的斜率作为硅的校准斜率。6．2硅表的校验步骤
在校验之前要准备好配制的100ppb的硅标液，第一步点击按键Enter键进入程序页面，再点击向下移动按键调到Maintenance（维护）处，点击按键Enter进入Maintenance（维护）项中的Calibration（校准）项，点击按键Enter进入Calibration（校准）项，出现提示:
（Close Sample Tap Prepare 1 Liter of Standard ，Standard：100ppb）关闭样水的开光并且还要准备1L的100ppb的标液，等待下一步指示。
第二步就是将溢流杯处的进样口流量调节阀关闭，等待样水从溢流杯中流入光度计后并且流入排污口，直到溢流杯中的样水全部流完，并且听到溢流杯处的电磁阀关闭的声音后，变送器上自动跳到另外一个页面，出现提示：（Fill flow cell with standard，
第三步要将100ppb的硅标液倒满溢流杯中，点击按键Enter后变送器会出现提示：（Wait till calibration is completed）一直等到校验完成。在此同时会听到电磁阀打开的声音，标液从溢流杯中流入光度计中清洗并充满光度计中之后，电磁阀再次关闭，剩余标液暂时被
保留在溢流杯中，此时蠕动泵正转转动带动泵管将四种药剂按步骤加入光度计中进行测量。Progress处的白色条表示校准进度，等待几分钟后白色进度条完全成黑色条时，校准完毕。
第四步等待校验进度完毕后，溢流杯处的电磁阀再次打开，溢流杯中剩余的标液被完全排掉后，变送器出现提示：（Operation completed ，Open sample tap，Slope：1.266）操作已完成，打开样水开关，斜率：1.266。
第五步点击按键Enter保存刚刚校验的斜率：1.266,然后点击按键Exit返回到测量显示页面。检验完毕后一定要记得把将溢流杯处的进样口流量调节阀打开，让有足够的样水清洗并充满溢流杯和光度计中，让其继续进行接下来的测量。刚校验完的硅表测量一个硅值需要的时间要大于十分钟，需要耐心等待硅值的测量。
第七章在线硅表的数据传输
7．1硅表信号输出
硅表的数据测量不单单只是显示在硅表的变送器上，数据还将传送到化学运行试验室，那里有专门的人员24小时的对仪表数据进行观察与分析。硅表的信号输出是电流输出，它是配置了一个PROFIBUS DP（过程现场总线）的连接方式用适当的网络电缆来连接数个仪表，具有高速低成本用于设备控制I/O通信。
硅表的信号输出有信号1输出、信号2输出、第三路的信号输出需要额外的电路板0/4-20mA串口板。电流的输出有0-20mA和4-20mA两种可以选择，不过要确保所选的电流输出与所连接的设备一直，否则信号传送不过去。如果选择电流输出为0-20mA则应该和0mA相对应，这是低限设置。如果选择电流输出为4-20mA则应该和4mA相对应这是中限设置。还有高限设置，这是输出的终点值，需要该值和20mA相对应。
硅表处的所选的电流输出与设备连接的一直，所以化学运行试验室处的电脑监控与现场
的硅表数据一直。用网络电缆将0/4-20mA电流信号转换成模拟信号传送至实验室监控。
第八章在线硅表的维护
8．1硅表出现的问题
硅表除了在机组需要停机大修以外，其余时间都处于24小时的测量状态，一台正常运行的硅表测量数据稳定，且数据大小在2.0-4.5范围。但是硅表长时间的运行会导致仪表出现各种问题，如：数据为零、数据变大、药剂报警、死机等等。
硅表数据变大的现象不是经常发生，但是数据为零的情况就很普遍，因为影响硅表测量数据不准确的因素有很多，如:样水流量、温度是否正常，样水是否受到污染，校验的斜率是否正确，光度计是否受到污染或者损坏，药剂的浓度配制是否正确，通道选择阀是否堵塞，泵管是否老化等因素。
硅表的药剂一套可以用到25天左右，当试剂低于17%（340ml）时，试剂液位探测器为试剂不足提供了报警提示，17%的试剂还可以用3天左右，此时要配制一套新的硅试剂作为备用，当试剂低于9%以下时就需要跟换试剂，否则仪表会出现测量不准确以及死机问题。仪表长时间的运行有的时候就会有死机的情况发生，及测量时间固定在某一个时间点不再变化，与显示屏上的显示时间值不一致基本可以确定仪表死机了。对于仪表死机问题的发生将硅表的电源关闭再重新开启下就可以解决，不过重启后的硅表数值全部为零，测量一个硅值也要等20分钟之后才会进行测量。为了避免因仪表死机造成测量数据不准确的问题，每天都需要对仪表的测量时间与显示时间进行对比，还有硅值的大小进行观察，如有发现问题需要及时的解决，让仪表能够准确的，稳定的测量数据，保证机组运行的稳定与安全。
8．2如何解决测量数据的不准确
在每天的维护巡检中要观察仪表是否正常运行，测量的数值是否在合格范围之内，试剂是否充足等，但出现最多的问题还是硅表的数据测量的不准确，有的数据偏大，有的数据偏小甚至为零，但是影响数据测量不准确的因素却有很多面。每次都要一步一步的检查、处理、等待数据测量达标。
8．2．1 测值偏大
数据偏大的问题比较好解决，可以从这几方面考虑，如：
会发生变质影响数据的测量，更换新的试剂等待十分钟让其测量硅值。如果更换了试剂数据还是偏大，点击按键Enter进入Maintenance（维护）找到校验历史，检查上次测量的斜率是否偏大，如果斜率偏大重新校验。样水长时间的流入光度计会使内部受到污染，可以用5%的氨水进行内部的清洗，清洗完毕用大量样水冲洗，避免氨水影响到硅值的测量。遇到硅表数据偏大的问题，不能一下就确定其问题发生在哪里，因为只要有其中一处出现了问题，都会使硅表的测量值大上去，所以需要一步一步的检查，解决，等待测量结果在合格范围之内，且测值稳定才行。
8．2．2 测值偏小与测值为零
硅表数据测值偏小与测值偏大相比就显得难解决的多，因为影响数值偏小的因素比较多，一处出现了问题，测值越来越小，有的直接为零。解决测值偏小与测值为零，可以从这几方面解决，如:
硅表数据偏小或者为零的因素比较多，虽然有的和测量数据偏大的因素相似，但还是有所不同的。药剂的失效有可能会导致数据偏大，同样也会导致数据的偏小、为零。校验的斜率偏小时影响到数据的测量，需要重新校验，使其斜率偏大一点。测量温度太低也会对硅表有很大的影响，硅表测量需要温度保持在25℃左右，特别在冬季气温下降，硅表会频繁的出现测值为零的问题，只好给予外部安装保温箱，再放置加热带加热，让测量温度升高些，药剂与样水之间反应充分，测值会大一些。进样电磁阀的堵塞或者漏水会导致样水的流量不充分，还有可能样水会受到污染，影响硅表数据的测量，导致数值变小、为零。每月应对进样电磁阀处进行检查，发现漏水、堵塞要及时的更换新的备件或者清洗，保证样水流路的畅通与清洁，为硅表数值的测量准确进一步提供保障。
在硅表数据测值偏小、为零问题上，因为通道选择阀的堵塞与泵管的老化的可能性比较大，试剂通过通道选择阀的切换由蠕动泵转动带动试剂进入泵管中，通道选择阀堵塞或者老化会导致试剂进入光度计中的试剂量变少与样水反应不充分，测值会导致为零。试剂有可能没有完全溶解于高纯水中，经过长时间通道选择阀时会引起堵塞，导致试剂的打药不充分，需要将选择阀从六通道控制盒上用内六角拆下来，用钢针将堵塞的阀孔通透并用清水冲洗干净。之后将选择阀装回去，并将试剂管编号与选择阀的阀孔相对应的连接好。
蠕动泵带动泵管将试剂挤压送到光度计中，橡胶型的泵管因长时间的转动、挤压会导致泵管变形，韧性变得越来越差，导致打药量不充分，直接会影响到硅表数据的测量。泵管的老化对硅表数据的测量影响还是挺大的，为了保证硅表测值的稳定与准确，发现泵管老化要及时更换泵管，避免因泵管老化的原因导致数值测量不准，损坏仪表造成不必要的麻烦。8．3硅表维护总结
每天都应对硅表进行两次的巡检，观察仪表数据是否正常，发现数据变大、变小或者为零的问题，首先观察溢流杯中是否因电磁阀漏水没有足够的样水用于测量，其次用100ppb标液进行校验，观察是否斜率能否通过，斜率是否在合格范围内。接下来，将连接光度计处的试剂进口取下来，让仪表打药，观察仪表打药是否正常，如果打药中有气泡出现，说明通道选择阀堵塞。打药量少，泵管老化的问题。第四步，观察药剂的剩余量考虑试剂是否失效给予更换，如果气温下降还要考虑到测量温度的影响。影响硅表测量的因素很多，只要有其中一项出了问题，都会导致硅表数据的不准确。
结论
这次的论文是我们回学校的最后一次作业，我要努力做好，不想在最后的学业中留有遗憾，不管结果怎么样，过程我努力了，我也认真对待了。这次的实习让我学到了很多，知道了社会与学校的区别，在实习期间我有无数次怀念学校的生活，想念我们那帮同学，可是再也回不去了，我们都要成长面对社会，只有在以后的道路上继续努力，认认真真的对待每一件事情。同时也很感谢宋老师对我论文的悉心指导，对我写在线硅表有很大的帮助。硅表的测量准确与稳定对机组的安全经济运行提供了保障，但是硅表在数据的测量中也还是存在有些不足的地方，比如；硅表的变送器上的数据只能显示小数点后的一位数，不能很好地将硅表测量的数据准确的显示，还需要继续的改进，只有不断地创新才有不断的进步。