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摘 要：随着电力工业的发展，新建机组容量的增大，机组的安全运行显得尤为重要，对于汽水品质监督与控制更加重视，汽水品质的监督大多采用在线仪表测量，保证系统的安全经济运行，延长热力设备的检修周期和使用寿命的目的。
关键词：化学仪表 水处理 钠离子 在线钠表
中图分类号：TH7 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）07（c）-0085-01
近年来火力发电厂中连续监测水和蒸汽流路系统中的钠离子含量越来越被人们所重视。超临界大容量机组对水质的要求更高，及时、准确地监测水、汽中极微量的钠离子含量是极其重要的。
1 电厂化学仪表
化学仪表的应用现状，电导仪和pH计因其操作简单、测量迅速、维护量小且容易实现连续测定和自动记录等优点，深受电厂使用者的欢迎，自在线分析仪表应用以来一直处于主导地位，并和溶解氧表一起并称为“老三表”。
2 2111LL微钠表的研究
仪表的主要特点：0.001的分辨率，确保0.01 ppb（10 ppm）测量结果的精度，并经过 ICP-MS检验。专利技术的ROSS Ultra电极套件，全新的专利ROSS Ultra电极，具有极高的钠离子选择性，在测量含有微钠的水样时能得到良好的线性曲线，从而获得最低的检测下限和精确可达0.01 ppb的测量结果。便于操作；密码保护功能，防止其他工作人员的随意修改；与原1811EL的安装定位孔相同；可输出温度信号，监测水样温度的变化。
2.1 Orion 2111LL微钠表的工作原理
样水进入2111LL微钠表，经入口阀门，旁路阀门组件，入口过滤器，压力调节阀，流量计，标定关闭阀，然后进入限流管。之后，样水通过试剂歧管进入试剂瓶，然后再经过扩散管时进入样水pH调节。经过pH调节的样水通过转向阀进入流通池，从空气泵来的空气由此引入，以便彻底地混合样水，得到快速的响应。水样然后流入直通大气的排放口。
钠电极对钠离子浓度变化的响应呈对数关系。这种关系克由如下的能斯特方程来描述：
其中：
E 为测得的电极电位值，mV；
E0为当C与Ciso相等时的点位，mV；
R 为理想气体常数，8.314J/（mol·K）；
T 为水样的绝对温度，K；
n 为被测离子的价态（钠离子为+1价）；
F 为法拉弟常数，96485 C/mol；
C 为钠离子的有效浓度（即离子活度）；
Ciso为当电位E不随温度变化时的钠离子浓度（活度）（等电势点）。
从能斯特方程可知，在25 ℃时，钠离子选择电极对十倍离子浓度变化的理论响应值59.16 mV，这被称为电极的斜率（S）。然而大多数的电极并不显示出理论的斜率值。因此，需要对仪表进行标定一确定电极的实际斜率值。使用两种标准也向微处理器提供必要的信息，以计算电极实际的斜率和E0，供分析样品使用。
2.2 两点已知添加标定法（DKA）
分析仪表的标定是非常重要的，需要小心进行。应用于2111 LL微钠表的标定是两点已知添加法的进一步优化，使用Orion最新的ROSS Uitra电极技术，正在申请专利的流通池技术，并结合被动扩散系统。这种方法具有快速、简单和精确度的独特优势。
在进行标定前，将转向阀从测量排放位置旋转至回流管，让水样填充流通池。
当测量信号达到稳定时，新的电极电位（E1）自动被测量并储存起来。在添加2号标准液，其浓度为1号标准液的十倍，这样流通内的钠离子浓度又有了已知浓度（dC2）的增量。然后，当再次稳定时，新的电极电位（E2）被再次测量并存储。这样我们就得到了含有三个为未知数的三个方程：
S为25 ℃（298.15K）下的斜率值。
T绝对温度，为测量电极电位时所测量得的样品的温度值。
标定结束后，将转换阀恢复测量模式，排掉流通池内的水样。流通池的液位将恢复到测量时的液位。这样运行大约30分钟，至此，流通池内高浓度的溶液已经从系统中冲洗掉，2111LL即可开始测量样品。
3 离线标定
除了进行两点已知添加标定法外，Orion 2111LL微钠表还允许用户进行离线标定。离线标定允许用户使用其它的实验室分析方法，比如：光谱，离子色谱法，分析水样，然后将仪表调至刻读数。
实际上，这是一种单点标定。离线标定的步骤：从仪表的旁路取样；样水的浓度值存入内存；选择其它的方法对样品进行分析：将原来存储的读数调至在实验室分析得到的数值；仪表然后返回正常测量分析模式。在“离线标定”过程中，只是从仪表旁路取样到实验室分析，在此期间仪表没有停止工作，仍然始终保持正常的在线分析。
3.1 仪表的操作
2111LL微钠表是高智能化的仪表，其显示和操作都非常直观和容易的。
3.2 设定模式
在Orion 2111LL微钠表进行测量水样前，必须进行一个良好的校正并且需要用户接受该校正数据，将其储存至内存中。
设定模式下一共有14项功能菜单，分别是PASS（密码）、DATE（日期）、TIME（时间）、LOG（记录）、HOLD（保持）、REST（复位）、DISP（显示）、MEAS（测量）、TEMP（温度）、ALARM（警报）、mAMP（模拟量输出）、TEST（检测）、CAL（校正）、DKA（两点已知添加标定法）。每项设定都有引导程序，通过上下左右键操作。
4 结论
（1）通过研究Thermo公司Orion 2111LL，了解了在线钠表的工作原理，并体验到国外技术的先进与完善。并学会了如何调试仪表和操作2111LL微钠表。
（2）独立安装仪表，完成钠电极的活化和参比电极的组装，电气部分的接线，测试流速，查找仪表出错的原因，通过多次标定和准确性检查，成功地将2111LL微钠表运行起来，并投入使用。
（3）最重要的是将2111LL钠表与仪表工作站连接起来，可以通过仪表工作站记录测量实时的钠离子浓度，并自动记录成工作曲线，即成功的加入水处理系统中。
（4）实验结束后，制作了2111LL型钠表的PPT讲解课件，对整个仪表的结构以及功能做了系统而又简明的概要。
参考文献
[1] 孙亚飞，陈仁文，周勇，等.测试仪器发展概述[J]，仪器仪表学报，2003，24（5）：480-484.
[2] 于海琴，陶若虹.世纪高参数机组电厂化学水处理技术发展探讨[J].工业水处理，2000（8）.
关键词：化学仪表 水处理 钠离子 在线钠表
中图分类号：TH7 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）07（c）-0085-01
近年来火力发电厂中连续监测水和蒸汽流路系统中的钠离子含量越来越被人们所重视。超临界大容量机组对水质的要求更高，及时、准确地监测水、汽中极微量的钠离子含量是极其重要的。
1 电厂化学仪表
化学仪表的应用现状，电导仪和pH计因其操作简单、测量迅速、维护量小且容易实现连续测定和自动记录等优点，深受电厂使用者的欢迎，自在线分析仪表应用以来一直处于主导地位，并和溶解氧表一起并称为“老三表”。
2 2111LL微钠表的研究
仪表的主要特点：0.001的分辨率，确保0.01 ppb（10 ppm）测量结果的精度，并经过 ICP-MS检验。专利技术的ROSS Ultra电极套件，全新的专利ROSS Ultra电极，具有极高的钠离子选择性，在测量含有微钠的水样时能得到良好的线性曲线，从而获得最低的检测下限和精确可达0.01 ppb的测量结果。便于操作；密码保护功能，防止其他工作人员的随意修改；与原1811EL的安装定位孔相同；可输出温度信号，监测水样温度的变化。
2.1 Orion 2111LL微钠表的工作原理
样水进入2111LL微钠表，经入口阀门，旁路阀门组件，入口过滤器，压力调节阀，流量计，标定关闭阀，然后进入限流管。之后，样水通过试剂歧管进入试剂瓶，然后再经过扩散管时进入样水pH调节。经过pH调节的样水通过转向阀进入流通池，从空气泵来的空气由此引入，以便彻底地混合样水，得到快速的响应。水样然后流入直通大气的排放口。
钠电极对钠离子浓度变化的响应呈对数关系。这种关系克由如下的能斯特方程来描述：
其中：
E 为测得的电极电位值，mV；
E0为当C与Ciso相等时的点位，mV；
R 为理想气体常数，8.314J/（mol·K）；
T 为水样的绝对温度，K；
n 为被测离子的价态（钠离子为+1价）；
F 为法拉弟常数，96485 C/mol；
C 为钠离子的有效浓度（即离子活度）；
Ciso为当电位E不随温度变化时的钠离子浓度（活度）（等电势点）。
从能斯特方程可知，在25 ℃时，钠离子选择电极对十倍离子浓度变化的理论响应值59.16 mV，这被称为电极的斜率（S）。然而大多数的电极并不显示出理论的斜率值。因此，需要对仪表进行标定一确定电极的实际斜率值。使用两种标准也向微处理器提供必要的信息，以计算电极实际的斜率和E0，供分析样品使用。
2.2 两点已知添加标定法（DKA）
分析仪表的标定是非常重要的，需要小心进行。应用于2111 LL微钠表的标定是两点已知添加法的进一步优化，使用Orion最新的ROSS Uitra电极技术，正在申请专利的流通池技术，并结合被动扩散系统。这种方法具有快速、简单和精确度的独特优势。
在进行标定前，将转向阀从测量排放位置旋转至回流管，让水样填充流通池。
当测量信号达到稳定时，新的电极电位（E1）自动被测量并储存起来。在添加2号标准液，其浓度为1号标准液的十倍，这样流通内的钠离子浓度又有了已知浓度（dC2）的增量。然后，当再次稳定时，新的电极电位（E2）被再次测量并存储。这样我们就得到了含有三个为未知数的三个方程：
S为25 ℃（298.15K）下的斜率值。
T绝对温度，为测量电极电位时所测量得的样品的温度值。
标定结束后，将转换阀恢复测量模式，排掉流通池内的水样。流通池的液位将恢复到测量时的液位。这样运行大约30分钟，至此，流通池内高浓度的溶液已经从系统中冲洗掉，2111LL即可开始测量样品。
3 离线标定
除了进行两点已知添加标定法外，Orion 2111LL微钠表还允许用户进行离线标定。离线标定允许用户使用其它的实验室分析方法，比如：光谱，离子色谱法，分析水样，然后将仪表调至刻读数。
实际上，这是一种单点标定。离线标定的步骤：从仪表的旁路取样；样水的浓度值存入内存；选择其它的方法对样品进行分析：将原来存储的读数调至在实验室分析得到的数值；仪表然后返回正常测量分析模式。在“离线标定”过程中，只是从仪表旁路取样到实验室分析，在此期间仪表没有停止工作，仍然始终保持正常的在线分析。
3.1 仪表的操作
2111LL微钠表是高智能化的仪表，其显示和操作都非常直观和容易的。
3.2 设定模式
在Orion 2111LL微钠表进行测量水样前，必须进行一个良好的校正并且需要用户接受该校正数据，将其储存至内存中。
设定模式下一共有14项功能菜单，分别是PASS（密码）、DATE（日期）、TIME（时间）、LOG（记录）、HOLD（保持）、REST（复位）、DISP（显示）、MEAS（测量）、TEMP（温度）、ALARM（警报）、mAMP（模拟量输出）、TEST（检测）、CAL（校正）、DKA（两点已知添加标定法）。每项设定都有引导程序，通过上下左右键操作。
4 结论
（1）通过研究Thermo公司Orion 2111LL，了解了在线钠表的工作原理，并体验到国外技术的先进与完善。并学会了如何调试仪表和操作2111LL微钠表。
（2）独立安装仪表，完成钠电极的活化和参比电极的组装，电气部分的接线，测试流速，查找仪表出错的原因，通过多次标定和准确性检查，成功地将2111LL微钠表运行起来，并投入使用。
（3）最重要的是将2111LL钠表与仪表工作站连接起来，可以通过仪表工作站记录测量实时的钠离子浓度，并自动记录成工作曲线，即成功的加入水处理系统中。
（4）实验结束后，制作了2111LL型钠表的PPT讲解课件，对整个仪表的结构以及功能做了系统而又简明的概要。
参考文献
[1] 孙亚飞，陈仁文，周勇，等.测试仪器发展概述[J]，仪器仪表学报，2003，24（5）：480-484.
[2] 于海琴，陶若虹.世纪高参数机组电厂化学水处理技术发展探讨[J].工业水处理，2000（8）.