2007上半年上海会计从业资格《会计基础》真题

毕业设计(论文)开题报告 学生姓名： 初 杨 学 号： 0704140215 专 业： 环境工程 设计(论文) 题目：硅酸根分析方法中试剂替代研究 指导教师： 张卫红 2011年 3 月 1日 开题报告填写要求 1开题报告（含“文献综述” ）作为毕业设计（论文）答辩委 员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指 导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签 署意见及所在系审查后生效； 2开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设 计的电子文档标准格式打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后 应及时交给指导教师签署意见； 3 “文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印） 在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于 10 篇（不包括辞典、手册） ； 4有关年月日等日期的填写，应当按照国标 GB/T 7408 94数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要 求，一律用阿拉伯数字书写。如“2002 年 4 月 26 日”或“2002- 04-26”。 2 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告 1结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写 2000 字左右的文献综述： 文 献 综 述 1.1 研究背景 随着高参数大容量的发电机组成为现代电力工业的支柱，火力发电厂中的化学分 析和化学监督工作与电厂的安全经济运行、技术进步和环境保护等的关系愈加密切， 新的分析技术和新型分析仪器已愈来愈多的应用于现代化电厂的化学分析和监督工作 中 1。 电厂水汽质量检测是水汽质量监督的重要组成部分。随着机组参数的提高，容量 的日益大型化，对水汽质量的要求也就越来越高。为了与此相适应，必须配备精度较 高的测试仪器和设备；另一方面，为了在运行中能够正确、连续地监控系统中水汽质 量标准，则主要依靠在线分析仪表；对于高参数大容量机组的水汽监测，在线仪表已 成为不可替代的监督手段。就大多数水汽监测项目来说，国内外仪表公司都能供应在 线仪表。用微机控制，带有报警并可联动加药功能 2。 1.2 课题研究目的和意义 根据能源部对火力发电厂的要求，凡 125MW 及以上的机组应采用集中取样架， 并配备电导率表、pH 值表、pNa 计、溶解氧表以及硅表。水汽在线仪表是保证电厂正 常运行的必不可少的设备。 最大程度地实现水汽在线仪表监督及水处理在线监控技术，就可以及时地为生产 过程中故障的及早发现、水质运行工况的调整及故障的追踪分析提供科学依据，避免 了报表数据、事件处理受人为因素的影响，增强了检测数据的可靠性和水工况调节的 及时、有效性，有助于减少增效。故必须大力实施水汽在线仪表监督，更好的为机组 服务。 二氧化硅的监测是电厂化学运行日常监督的主要项目之一。实际运行中通过对 Si02的测定来计算锅炉排污率，以指导生产，特别是对除盐水、锅炉给水、蒸汽、凝 结水、炉水中 Si02的测定更为重要。故硅表的投用以及能否正常运行，是关系到电厂 能否安全、正常运行的重要因素。 电厂运行中对水质的要求非常高，对硅的控制达不到标准，会带来很多不良影响： 汽机系统的不良影响： 根据国家标准,火力发电厂的自然循环水、强迫循环汽包炉水或直流炉的饱和蒸汽 水中Si0 2含量不得高于20g/L 3 ,如果含量过高,一方面在热负荷很高的炉管内易形成 硅酸盐水垢,导致炉管鼓泡、爆漏;同时导致蒸汽水中的Si0 2溶解量增加和过热器再生 器及气轮机低压缸中Si0 2的沉积析出,产生沉积物腐蚀,造成热效率差并直接影响发电 机组热力设备的安全运行及能源的有效利用；另一方面电厂汽水回路中的硅若少量沉 积在高温加热器管道和汽轮机叶片上，会造成汽轮机效率降低，大量沉积则会造成永 久性机械损坏 4。 锅炉系统的不良影响： 锅炉给水中铝、铁、和硅的化合物含量较高，是在热负荷很高的锅炉中形成硅酸 盐水垢的主要原因。如补给水的预处理过程不当或者凝汽器发生泄漏，都会使给水中 含有一些级小的的粘土和较多的铝、硅化合物，不符合质量的要求的锅炉给水，它们 进入炉内就就会形成硅酸盐水垢。而一旦这些水垢形成之后就会对锅炉系统带来很大 的不良影响，一是锅炉受热和传热不均匀，时间长了会导致锅炉变形; 二是将导致锅 炉发生腐蚀、结构和炉管爆裂，三是会对里面的省煤器也会带来不良影响 5。 水处理系统的不良影响： 强碱性阴树脂的选择性顺序为： ,出水 33324 HSiOCOlNSO 含硅量较高，就说明阴树脂已经失效了，如仪表未能及时监测出来，会对电厂整个后 续水处理带来严重的不良影响 6。 综合以上，对电厂化学部分中硅酸根含量进行监控显得尤为重要。目前国内普遍 采用的监测手段有手工分析方法和一起自动分析方法两种。由于人工分析工作量大、 效率低，受人为因素影响，准确度不易保证，且没有实时性，所以目前大多数电厂都 采用自动硅酸根分析仪进行汽、水取样硅酸根含量的在线分析 7。 1.3 国内外研究现状和发展趋势 4 为了保证锅炉机组安全、经济的运行，必须能够及时的、准确的检测所用水中硅 酸根含量，以实现对水质的有效控制。自上世纪70年代以来，国外分析工作者开始研 究工业用水和电厂用水中硅酸根离子的各种分析技术，并研究出自动分析仪器。近年 来我国也开始研究硅酸根离子浓度在线分析仪器 8。 现在国内外电厂普遍运用的在线硅表主要测量原理都是采用硅钼兰光度法进行测 量。在一定的酸度下,硅酸盐与钼酸铵作用,生成硅钼黄。生成的硅钼黄用还原剂还原 成硅钼蓝,此颜色的深浅与水中硅酸盐的浓度符合朗伯- 比尔定理,即溶液的吸光度与 溶液的浓度和液层的厚度的乘积成正比。当液层的厚度相同时,吸光度只与溶液的浓度 成正比。通过采用分光光度计对溶液的吸光度进行测量，就相应能够测出溶液中硅的 含量。 但是国内外所采用的试剂不太一样，美国奥利龙公司生产的Orion 2030 在线硅表 所应用的试剂是：一号硅试剂（重蒸硫酸、钼酸、硫酸氢钠），二号硅试剂(左旋酒石 酸、聚山梨醇脂)，三号硅试剂（硫酸4-甲胺酚、偏亚硫酸氢钾） 9； 国内普遍采用的反应原理如下: 还原剂： 硅钼黄： 硅钼蓝：4FeSO)(41034OMoSiH40126OSMoH21326 o2421346 )(41034i +024OSH 234 SOFeHFeS 026SoH 当水中有磷、砷等离子的干扰时,可以加入掩蔽剂草酸等。草酸同时可以防止少量 铁离子的干扰及过量的钼酸铵被还原 10。 现在还出现了一种新型的硅酸根测定仪，该仪器采用流动注射示差动力学化学发 光法测定微量硅 11。其被广泛应用于电力、石油、化工、冶金等行业和部门，在水处 理工艺中以及锅炉蒸汽管道中水、汽在线监测时对硅酸根含量的变化进行监测。在测 试原理、反应时间、液路装置和操作方面，均比现有国内外同样用途的监测仪有明显 的不同与创新，是水处理中在线监测的较理想设备 12。 虽然现在硅酸根分析仪已经大量被广泛应用，但是根据以往用分光光度计和硅酸 根分析仪测定时的经验，还存在一些不足：对低含量二氧化硅的测定中，必须考虑 试剂水影响，而以往分光光度法适用于高含量的二氧化硅的分析，忽视了试剂水的影 响，不实用；目前采用硅酸根分析仪稳定性差，精度低，必须用五硅水标定；所 用试剂水并非绝对无硅 13。 1.4 参考文献 1 张志敏,王强. 化学除盐在线硅酸根分析仪的特点及改进技术. 热电技术 No4447, 1999 年第一期. 2 曹长武,宋丽莎,罗竹杰. 火力发电厂化学监督技术. 中国电力出版社. 2005.12 3 火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量标准 2008-09-24. 4 邓光南,曾文魁,付少华,李亮. 硅酸根分析仪在火电厂水处理中的应用. 工业水处理 Vol 12, No11, 4143,2002.11 5 代伟. 在线硅表在电厂化水系统上的应用. 梅山科技. 89. 2007 年曾刊（2） 6 许立国. 火电厂水处理技术. 中国电力出版社.2006.9 7 李兰峰,陈传平,姚建村,陈瑞. ABB8241 型硅酸根分析仪在火电厂的应用.自动化仪表. Vol 28 增刊. 2007.9 8张元良,李长有. 硅酸根浓度检测仪的研制. 焦作大学学报. No.1 Jan.2003. 9 Orion 2030 在线硅表硅试剂配制方法 10 邹东,汪献忠,田增国,赫树开. 基于 ATmega128 微控制器的智能在线硅酸根分析仪. 仪表技术 与传感器. No2123，2008 年第五期. 11 李永生,曹生现,郇春燕,潘笑宇.电厂给水和炉水中痕量硅酸根的自动分析法. 东北电力学院学报. Vol. 23 ,No. 2 Apr. ,2003. 12张文孝,姜春岩. 一种新型硅酸根自动监测仪的研制. 现代科学与仪器. No2526 2000 年第六期. 13 吕献然,卢星晓. 脱盐水及锅炉蒸汽中二氧化硅测定方法的该进. 化学工程与装备. No.72. 2008 年第一期 6 14 杨清华. 9097 型硅酸根分析仪的应用. 重庆电力高等专科学校学报. Vol 13, No2, 1719,2002.6 15 陈云龙. 智能硅酸跟分析仪的研制. 科苑论坛. No76. 2008年 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告 本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）： 2.1 本课题研究的主要内容 本课题以美国奥利龙公司生产的 Orion 2030 在线硅表为基础，掌握其测量原理及 其工作流程。吸取其优点，结合实际，自行设计出一种新型的在线硅酸根分析仪。研 究的主要内容为以下几个方面。 (1) 查阅资料了解国内外 300MW 和 600MW 的电厂现阶段主要所采用的硅酸根分析 仪从测量原理设计理念到各种功能的发展水平以及发展状态。 (2) 对现有的美国奥利龙公司生产的 Orion 2030 在线硅酸根分析仪进行调试： 对现有的 Orion 2030 在线硅酸根分析仪进行校准 通过实验对三种硅试剂的组合进行对比分析，得到最佳的硅试剂组合，从而提 高 Orion 2030 在线硅酸根分析仪的准确性，精度性； 对其液体流路以及两个柱塞泵、两个蠕动泵的作用进行详细分析； 对各硅试剂的进样时间、样品进样时间、以及硅试剂和样品在反应池的反应时 间的控制进行实验研究； 分析探讨硅试剂逐一混合和一起在反应池混合对测量结果的影响； 把 Orion 2030 硅酸根分析仪加入在线仪表工作站进行调试运行。 (3) 结合 Orion 2030 硅酸根分析仪的优点和本课题应达到的目的，对课题硅表 进行流路系统、加药系统、电路与单片机控制系统、软件系统进行设计。 (4) 运用仿真软件对设计硅酸根分析仪进行面板设计。 本课题期望利用现有的 Orion 2030 硅酸根分析仪进行实验研究和理论设计相结合 的方式，从中吸取优点、改进不足，设计出较先进的、较合理、较经济的在线硅酸根 分析仪，在火电厂水处理系统中进行实际运用。 8 2.2 设计方案 2.2.1 主要试剂和仪器 铬酸钾溶液、硼砂溶液、钼酸铵溶液、无水碳酸钠 2.2.2 采取四种设计方案 第一种方案; 一、试剂 铬酸钾溶液( 630 m g /L ) 硼砂溶液( 10 g /L ) 盐酸( 1+1) 氢氧化钠( 8 g /L ) 钼酸铵溶液( 100 g /L ) 草酸溶液( 70 g /L ) 对硝基酚指示剂( 1 g /L ) 硅酸标准溶液( 100 u g /m l) 二、原理 铬酸钾在硼砂溶液中呈现稳定的黄色, 在420 nm 处有吸收峰。在一定浓 度范围内, 其吸光度与其相当的偏硅酸含量成正比, 符合朗伯比尔定律。 第二种方案： 钼酸铵溶液： 30g 钼酸铵溶于适量水中，加 25ml 浓硫酸，冷却后摇匀用无硅 水定容至 1000ml 草酸： 50g/L 1-氨基 -2-萘酚-4- 磺酸 a 称取 1g 1-氨基-2- 萘酚-4-磺酸 溶于 4%的亚硫酸钠水溶液中 b 称取 50g 无水亚硫酸氢钠溶于适量无硅水中 c a+b 混合后定容 无水碳酸钠： 优级纯 二氧化硅标准溶液: 0.01mg/mL 第三种方案： 二氧化硅标准溶液: 20ug/mL 5mol/L 硫酸溶液 5%钼酸铵溶液：25 酸铵溶于适量水中，加 25ml 浓硫酸，冷却后摇匀用无 硅 水定容至 500ml 1%酒石酸溶液： 称取 50g 酒石酸溶于 250ml 水中，然后定容至 500ml 容 量 瓶中 氯化亚锡溶液 25g/L：取 12.5g 氯化亚锡倾于 500ml 甘油中，至温水中促 使 其溶解 第四种方案： 钼酸铵溶液： 30g 钼酸铵溶于适量水中，加 25ml 浓硫酸，冷却后摇匀用无硅 水定容至 1000ml 1%酒石酸溶液： 称取 50g 酒石酸溶于 250ml 水中，然后定容至 500ml 容量 瓶中 硫酸亚铁铵：3.6g/L 无水碳酸钠： 优级纯 二氧化硅标准溶液: 0.01mg/mL 2.3 进度安排 2011-03-012011-03-20 查阅文献，开题报告； 2010-01-212011-05-15 实验研究、设计流路系统、加药系统、电路与控制系统、软 件系统； 2011-05-162011-06-15 画图写说明书； 2011-06-1620