纯水中某些水质参数间的精确关系及

纯水中某些水质参数间的精确关系及纯水中某些水质参数间的精确关系及 在发电厂水汽品质调整中的应用在发电厂水汽品质调整中的应用 杨海浪杨海浪 安徽省电力公司发输电部 合肥 安徽省电力公司发输电部 合肥 230061230061 摘摘 要要 根据纯水中的化学平衡导出 pH DD CNH3 CCO2间的一系列精确量 关系 进而用加药量微小扰动的办法通过计算解出 CNH3 CCO2 可为发电厂水汽 系统化学在线测定仪表提供若干自校 互校依据等 关键词关键词 纯水 电导率 水质参数 关系 1 1 概概 述述 发电厂给水一般为纯水 在其中加入少量氨以提高 pH 值 达到防腐的目的 严格控制给水 pH 在一定范围内 pH8 8 9 3 给水自动加氨装置一般依据 pH 与 DD 与 pH 与 DD 这 3 个关系中的一个来调节 pH 它们都基于一 个假定给水为理想的纯氨水溶液 即 pH 和 DD 变化仅由于 NH3的水合 离解而 引起 但实际上 配置 NH3母液所用纯水中已溶入了 CO2 且在使用过程中 NH3 母液也自空气中不断吸收 CO2 因此 NH3母液加入给水后 给水已非纯氨体系 而是 NH3 NH4 HCO3 NH4 2CO3体系 在常规工况下 NH3 NH4 HCO3 NH4 2CO3的浓度显著大于给水中其他盐浓度的总和 因此 给水体系 的主体化学平衡式为 由于 HCO3 及与之等摩尔量的 NH4 不是与 OH 等量的 NH4 的存 在 pH DD 值除受 CNH3影响外 还受 CCO2影响 即 pH f1 CNH3 DD f2 CNH3 以 f1 f2关系作为加氨调整依据是粗糙的 很多工况下甚至 是不可行的 如今 自动加药装置的控制单元普遍导入单片机 在高性能的控制单元中 植入更准确的理论关系 精细调整加氨工况既是必要的 也是可能的 作者为 此重新精确地解析了非纯粹氨溶液体系的量关系 并推衍发现了一些新的量关 系 具有很好的实用性 对各函数的详细推导过程及最终形式不赘述 重要函 数均以图像表示其精确解 2 2 pHpH 和和 DDDD 的精确解的精确解 2 2 1 1 pHpH 的解析的解析 据此可得 方面来说 正该如此 函数 pH 如图 3 所示 在测定给水体系的 pH 和 CNH3后 即可根据函数 f3 CNH3 CCO2 或图 3 确定该体系中 CO2 的水平 这还可用于判断热力系统尤其是汽轮机尾部 CO2 腐 蚀程度 图 3 中曲线与图 1 纯氨体系 曲线及文献值均相同 但文 献中没有曲线簇值 2 2 2 2 DDDD 的解析的解析 在体系中 由 OH 和与其等摩尔量的 NH4 形 成的电导率为有效物质电导率 记为 DDeff 由余量与体系中的 共同形成的电导率可视为作为杂质存在的盐类电导率 记为 DDsal 体系的总电导率为 DDeff 与 DDsal 之和 记为 DD 有 始 上述各函数均有精确解 可以方便地解得体系的理论电导率 如图 4 所 示 同样 图 4 中 CCO2 0 的曲线与图 1 纯氨体系中的曲线及文献值相同 但 文献中没有曲线簇值 如图 5 所示 同理 用函数 f3 对 CCO2偏微分 可得到 OH 对 CCO2的变化率 解得 如图 6 所示 平衡中的体系有一确定的 pH 值 即 OH 1 加药装置自 动给予体系一个尽可能小的加药量扰动 第一扰动 体系有 OH 1 的变化 OH 1 和 OH 1 可由 pH 表测得 如果以 x 近似于 x 可有 代入 OH 1 值 化简得联立方程 1 至此 用测定体系 pH 及经两次扰动的 pH 变化量的方法 可以解得给水体 系物料总浓度 CNH3和 CCO2 不需要再测定 亦不需要再查阅图表或根据 f3 求解 4 4 电导率的变化量及其实用性分析电导率的变化量及其实用性分析 函数 f4 CNH3 CCO2 对 CNH3的偏导数反映的是 DD 对 CNH3的变化率 解 得 对体系施加微小扰动 CNH3 CCO2 后 电导率产生一个变化量 DD 有 电导率表的重要误差之一是其对真值变化的响应误差 在给水体系的实测电导率与理论电导率无显著性差异时 体系经加药扰动 后 测得的变化量与 DD 无显著性差异 表计无响应误差 反之 则存在响应 误差 电导率表的重要误差之二是真值测定误差 在给水体系的实测电导率与理论电导率有显著性差异时 造成真值测定误差的 原因可能有二 一是表计有显著测定误差 二是体系中有明确的含盐量 其判 断法不在本文讨论 体系经加药扰动后 当测得的变化量与 DD 无显著性差异 时 表计存在测定误差 5 5 结束语结束语 根据上述理论计算与分析 导出纯水 给水 体系中 pH DD CNH3 CCO2 之间的关系 可用于发电厂给水系统水质指标的控制计算及异常情况分析 如将上述各函数编程 固化于加药装置控制单元中 即可方便地加以运 用 除了用于更精细的调整给水体系 pH 值以外 给水含氨量 总碳酸盐含量可 以在线计算显示 也可在一定程度 范围中对给水 pH 表与电导率表计作自校 互校等 这样 给水体系这个单元的化学监控自动化 智能化程度较之过去会 有明显的提高 参考文献参考文献 1 叶于炳 关于纯水电导率测定中电导池常数选择的商榷 J 华东电 力 1998 3 22 24 2 曹顺安 电厂高纯水电导率测量中的温