Совершенствование химконтроля и диагностики нарушений водно-химического режима барабанного котла высокого давления
Анализ и диагностика режимов фосфатирования котловой воды могут быть выполнены с применением усовершенствованных диаграмм состояния ВХР, предложенных к реализации в системах мониторинга. Построение и анализ диаграмм состояния выполняются по методу Бринкли с учетом конкретных особенностей состава котловой воды. Разработана ИВС химконтроля качества вод типа конденсата, основу которой составляют… Читать ещё >
Содержание
- 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА. ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
- 1. 1. Проблемы водно-химического режима и химконтроля барабанных котлов высокого давления
- 1. 2. Химконтроль конденсатно-питательного тракта
- 1. 3. Методы косвенных измерений концентраций ионных примесей по результатам измерений рН и электропроводности
- 1. 4. Задачи исследования
- 2. ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДОВ ХИМКОНТРОЛЯ И ДИАГНОСТИКИ СОСТОЯНИЯ И НАРУШЕНИЙ ВХР КОНДЕНСАТНО-ПИТАТЕЛЬНОГО ТРАКТА И КОТЛА
- 2. 1. Методы химконтроля и диагностики ВХР котла
- 2. 2. Использование измерений рН и электропроводности для повышения информативности автоматизированного химконтроля за питательной водой и конденсатом
- 2. 2. 1. Измерение и расчет электропроводности и величины рН питательной воды энергоблоков с барабанными котлами
- 2. 2. 2. Использование метода химконтроля пробы и ее Н-фильтрата
- 2. 3. Погрешность расчета концентраций
- 2. 4. Выводы
- 3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ИОННЫХ РАВНОВЕСИЙ В КОТЛОВОЙ ВОДЕ И ВОДАХ ТИПА КОНДЕНСАТА
- 3. 1. Математическое описание расчета ионных равновесий в растворах, моделирующих котловую воду
- 3. 2. Математическое описание расчета ионного состава вод типа конденсата
- 3. 3. Выводы
- 4. ПРИМЕНЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ МЕТОДОВ КОНТРОЛЯ И ДИАГНОСТИКИ ВХР ТЭС С БАРАБАННЫМИ КОТЛАМИ
- 4. 1. Анализ ВХРТЭС
- 4. 2. Промышленное исследование работы информационно-вычислительной системы
- 4. 3. Диагностика нарушений ВХР конденсатно-питательного тракта с использованием ИВС
- 4. 3. 1. Присосы охлаждающей воды в конденсаторах турбин
- 4. 3. 2. Колебания в дозировке аммиака
- 4. 3. 3. Определение качества добавочной воды
- 4. 4. Информационно-вычислительная система АХК КПТ
- 4. 4. 1. Описание структуры «ИВС контроля качества питательной воды ТЭС с барабанными котлами высокого давления»
- 4. 4. 2. Работа системы в автономном режиме
- 4. 4. 3. Работа системы в режиме ручного ввода
- 4. 5. Использование ИВС для работы в режиме тренажера
- 4. 6. Использование ИВС для оценки минерализации котловой воды
- 4. 7. Выводы
Совершенствование химконтроля и диагностики нарушений водно-химического режима барабанного котла высокого давления (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Надежность, экономичность и безопасность тепловых электростанций (ТЭС) в значительной мере зависят от водно-химического режима (ВХР). В последние десятилетия прослеживается тенденция к некоторому ужесточению норм ВХР ТЭС, а именно, снижение величин и интервалов изменения избытков фосфатов, величины рН, понижение щелочных отношений котловой воды, установление предельного значения электропроводности Н-катионированной пробы питательной воды для котлов высокого давления (ВД) и т. д.
Важным фактором нарушения норм водно-химического режима является попадание потенциально-кислых органических веществ в тракт ТЭС с возвратными производственными конденсатами или с исходной водой. Снижение установленных в последнем издании ПТЭ избытков фосфатов уменьшает опасность коррозии в среде кислых фосфатов, но не исключает, а даже несколько увеличивает ее вероятность при заметном накоплении в котловой воде продуктов термолиза потенциально-кислых веществ.
Проблема совершенствования ВХР ТЭС в последнее время в большой степени связана с переменными режимами работы электростанций. При этом значительную роль играет химический контроль за дозировками реагентов, за качеством конденсатов, добавочной, питательной и котловой вод, контроль за состоянием поверхностей нагрева оборудования ТЭС.
Ужесточение норм ВХР в обстоятельствах ухудшения качества исходной воды и переменных режимов работы оборудования требует уточнения допустимых диапазонов изменения параметров ВХР по условию обеспечения надежной работы котла с учетом повышения надежности и информативности химического контроля.
Целью диссертации является разработка и исследование методов диагностики ВХР барабанного котла и химического контроля за состоянием ВХР с применением ПЭВМ, удовлетворяющих повышенному уровню надежности и экономичности работы теплоэнергетического оборудования.
Научная новизна работы:
1 .Разработана методика расчетного анализа и диагностики фосфатных водно-химических режимов паровых котлов высокого давления по диаграммам состояния, отличающихся повышенной информативностью анализа ВХР.
2.Разработана методика расчетного определения ионного состава вод типа конденсата по измерениям их электропроводности и величины рН с учетом температуры и солесодержания.
3.Разработан новый метод автоматизированного химического контроля (АХК) кон-денсатно-питательного тракта ТЭС, отличающийся при равном объеме приборных измерений более высоким уровнем информативности.
Практическая ценность работы:
1 .Разработан программный продукт для расчетного анализа и диагностики ВХР, в том числе, режима фосфатирования котловой воды паровых котлов высокого давления на базе диаграмм состояния.
2.Предложена система АХК за ВХР конденсатно-питательного тракта, позволяющая на базе измерений рН и электропроводности определять количественный состав ионных примесей конденсата и питательной воды.
3 .Представлены результаты опытно-промышленной проверки нового метода АХК ВХР конденсатно-питательного тракта.
4.Согласованы технические условия совместной разработки ИГЭУ и фирмы «Тех-ноприбор» (г.Москва) приборного комплекса на базе отечественных промышленных приборов: кондуктометров и рН-метров контроля качества конденсата и питательной воды.
Основные положения, выносимые на защиту:
1.Методика расчетного анализа и диагностики фосфатных водно-химических режимов по диаграммам состояния.
2.Методика расчета ионного состава вод типа конденсата по измерениям их электропроводности и величины рН с учетом температуры и солесодержания.
3.Метод автоматизированного химконтроля за питательной водой и турбинным конденсатом.
4.Результаты исследований нового метода АХК ВХР конденсатно-питательного тракта.
Апробация работы. Результаты работы докладывались и обсуждались на международной научно-технической конференции «VIII Бенардосовские чтения» (Иваново, ИГЭУ, июнь 1997), юбилейной научно-технической конференции «Повышение эффективности теплоэнергетического оборудования» (Иваново, ИГЭУ, июнь 1998), всероссийском совещании «Совершенствование ВХР, средств его автоматизации и мониторинга электростанций» (Москва, ВВЦ, май 1999), международной научно-технической конференции «IX Бенардосовские чтения» (Иваново, ИГЭУ, июнь 1999), научно-техническом семинаре РАО «ЕЭС РФ» (Тула, ноябрь, 1999).
Публикации. По результатам проведенных исследований опубликовано 6 печатных работ [12,25,63,69,71,78].
Структура и объем диссертации
Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения. Глава первая посвящена анализу существующих ВХР барабанных котлов высокого давления и методов химического контроля ВХР котла и конденсатно-питательного тракта.
выводы:
1. Существующая практика организации и химконтроля ВХР показывает необходимость разработки и внедрения новых, более информативных методов АХК, обеспечивающих оперативную диагностику нарушений ВХР.
2. Анализ и диагностика режимов фосфатирования котловой воды могут быть выполнены с применением усовершенствованных диаграмм состояния ВХР, предложенных к реализации в системах мониторинга. Построение и анализ диаграмм состояния выполняются по методу Бринкли с учетом конкретных особенностей состава котловой воды.
3. С использованием диаграмм состояния выполнен анализ и выявлены противоречия основных норм качества котловой воды (для котлов с давлением пара 14 МПа), а также анализ эффективности режимов фосфатирования для ряда ТЭС Центрэнерго. Впервые установлено, что нормы качества котловой воды для чистого отсека выполняются только при режиме фосфатирования с избыточной свободной щелочностью.
4. Разработан при участии автора и внедрен прикладной программный продукт для систем мониторинга ВХР, направленный на повышение оперативности и информативности их функционального анализа.
5. Разработана ИВС химконтроля качества вод типа конденсата, основу которой составляют измерения рН и электропроводности в питательной воде и турбинном конденсате. ИВС позволяет вести непрерывный контроль за важнейшими оперативными показателями ВХР конденсатно-питательного тракта и своевременно вы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
.
Исследования, проведенные в рамках диссертации позволяют сделать следующие.
Список литературы
- Инструкция по фосфатированию котловой воды. М.: СПО «Союзтехэнерго», 1978.
- Организация надежного водно-химического режима энергетического оборудования. Водно-химический режим паровых и водогрейных котлов промышленной энергетики. Руководящие указания. Вып.54 Л.: НПО ЦКТИ, 1988, с.20−21.
- Вайнман А.Б. Предупреждение коррозии барабанных котлов высокого давления. -М.: Энергоатомиздат, 1985.
- Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей. М.:, 1961.
- Кот A.A., Деева З. В. Водно-химический режим мощных энергоблоков ТЭС.-М.: Энергия, 1978.
- Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей. М.: Энергоатомиздат, 1989.
- Об условиях образования кислых форм фосфатов / Ю. М. Кострикин, А. Б. Вайнман, Е. П. Крылова, И.М. Каменюк//Электрические станции, 1992, № 9, с.34−37.
- Расчетные и экспериментальные характеристики фосфатного режима / Ю. М. Кострикин, А. Б. Вайнман, М. И. Данкина и др.// Электрические станции, 1991, № 10.
- Водный режим барабанных котлов и испарительных установок/Сб. трудов ВТИ. Под ред. Гронского Р. Н. М.: Энергоатомиздат, 1990.
- Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации. М.: СПО ОРГРЭС, 1996.
- И.Салашенко О. Г., Петин B.C., Бускунов Р. Ш. Об источниках кислых органических продуктов в пароводяном контуре ТЭС // Энергетик, 1996, № 8.
- Влияние органических примесей на водно-химический режим барабанного котла / В. Н. Виноградов, H.A. Еремина, Б. М. Ларин, Ю. А. Морыганова // Повышение эффективности работы ТЭС и энергосистем. Труды ИГЭУ. Вып. 2., Иваново, 1998, с.155−158.
- Дули Р.Б. Значение оксидной пленки для предотвращения повреждения котельных труб на ТЭС. Автореф. дисс. докт. техн. наук. М.: МЭИ, 1996.
- М.Ходырев Б. Н., Коровин В. А., Щербинина С. Д. и др. Проблема термолиза органических веществ в пароводяном контуре ТЭС // Энергетик, 1988, № 7.
- Поведение продуктов термолиза органических веществ в двухфазной области: кипящая вода равновесный насыщенный пар // О. И. Мартынова, Т. И. Петрова, О. С. Ермаков, А. А. Зонов // Теплоэнергетика, 1997, № 6, с.8−11.
- Йовчев М. Коррозия теплоэнергетического и ядерноэнергетического оборудования. М.: Энергоатомиздат, 1988.
- Dooley R.B., Paul 1. Фосфатирование котловой воды и усталостно-коррозионные разрушения. Proc. 56th Int. Water Conf. October-November 1995, Pittsburg, USA, paper IWC-95−17 (на англ. языке).
- Василенко Г. В., Сутоцкий Г. П., Дули Р. Б. О бесфосфатном водном режиме барабанных котлов // Электрические станции, 1995, № 5, с. 19−24.
- Costa S.I., Brestel L.O. Managing a captive-alkalinity boiler-treatment program // Power, 1989, № 3, p.21−28.
- Мартынова О.И. Водно-химический режим электростанций с барабанными котлами // Теплоэнергетика, 1995, № 10.
- Камалетдинов М.Г., Насыров M.JI. Опыт оптимизации фосфатно-продувочного режима барабанных котлов // Энергетик, 1998, № 2.
- Dobrevski I., Winkler R. Zum Hidout in Kraftwerksanlagen // VGB Kraftwerkstechnik, 1993, № 1, S.35−40.
- Мамет B.A., Мартынова О. И. Процессы «хайд-аута» (местного концентрирования) примесей котловой воды парогенераторов АЭС и их влияние на надежность оборудования // Теплоэнергетика, 1993, № 7, с.2−7.
- Еремина Н.А. Особенности ВХР ряда ТЭС центрального региона // Тезисы докл. международной научно-технической конф. «VIII Бенардосовские чтения», Иваново, ИГЭУ, 1997, с. 156.
- Сутоцкий Г. П., Кокошкин И.А, Василенко Г. П., Петров В. Ю. Нормирование требований к водно-химическим режимам с целью повышения надежности энергетического оборудования // Труды ЦКТИ, 1987, № 235, с.81−85.
- Белянин B.C., Мамет В. А., Григорьева Г. В. Значения рН, электропроводности и окислительного потенциала растворов, содержащих С02, NH3, N2H4 // Теплоэнергетика, 1989, № 5, с.7−10.
- Деркасова В.Г., Карелин В. А. Потенциометрический анализ технологических вод ТЭС и АЭС. М.: Энергоатомиздат, 1992. 160 с.
- Виноградов А.Б. Рекомендации по выполнению устройств для автоматизации фосфатно-продувочного режима и коррекционной обработки питательной воды на действующих электростанциях с барабанными котлами. М.: СПО «Союзтехэнерго», 1981. 35 с.
- Клочов В.Н. О кондуктометрическом контроле коррекционной обработки питательной воды // Теплоэнергетика, 1974, № 10, с.46−49.
- Субботина Н.П. Водный режим и химконтроль на ТЭС. М.: Энергоатомиздат, 1985.
- Коровин В.А., Рубчинская С. М. Зависимость величины рН растворов типа питательной воды от их температуры // Энергетик, 1977, № 9, с.31−33.
- Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии. М.: Химия, 1971.
- Бородин В.А., Козловский Е. В., Васильев В. П. Обработка результатов калориметрических измерений на ЭЦВМ при изучении сложных равновесий в растворах // Ж. неорг. химии. Вып.9, 1982, с.2169−2172.
- Кульский Л. А., Гороновский И. Т., Ровинская Т. М. Измерения электропроводности воды, как метод контроля углекислотной агрессивности // Гидрохимические материалы, 1955, т.23, с. 183.
- Мостофин A.A. Кондуктометрический контроль процесса амминирования и его особенности // Теплоэнергетика, 1971, № 12, с.75−78.
- Расчет водно-химических режимов теплоэнергетических установок. Уч. пособ.: Под ред. О. И. Мартыновой. М.: МЭИ, 1985.
- Кострикин Ю.М., Коровин. В.А., Рубчинская С. М. Влияние повышения температуры пробы на значение pH и электропроводности // Теплоэнергетика, 1982, № 1, с. 76.
- Маркин Г. П., Богословский В. Г. Контроль pH теплоносителя по удельной электропроводности // Энергетик, 1984, № 4, с. 14.
- Мостофин A.A. Уточнение показаний кондуктометров с предвключенными Н-катионитовыми фильтрами // Электрические станции, 1974, № 1, с.79−81.
- Коровин В.А., Рубчинская С. М. Влияние углекислоты на показания кондуктометров с предвключенными Н-катионитовыми фильтрами // Электрические станции, 1974, № 1, с.81−82.
- Мусинова Ю.В., Смирнов С. Н. Расчет электропроводности водных растворов аммиака в широкой области концентраций // Теплоэнергетика, 1998, № 9.
- Воронов В.М., Назаренко П. Н., Паули В. К. Некоторые принципы внедрения систем химико-технологического мониторинга на ТЭС // Теплоэнергетика, 1997, № 6, с.2−7.
- Рогацкин Б.С. Экономическая эффективность автоматизации химического контроля водного режима электростанций // Теплоэнергетика, 1993, № 7, с.24−26.
- Живилова Л.М., Тарковский В. В. Система и средства автоматизации контроля водно-химического режима тепловых электростанций // Теплоэнергетика, 1998, № 7, с. 14−19.
- Опыт разработки систем мониторинга водно-химических режимов ТЭС и АЭС / В. Н. Воронов, П. Н. Назаренко, И. С. Никитина, А. П. Титаренко // Теплоэнергетика, 1994, № 1, с.46−50.
- З.Паул и В.К. К оценке надежности работы энергетического оборудования // Теплоэнергетика, 1996, № 12, с.37−41.
- Мартынова О.И., Петрова Т. И. На IV международной конференции EPRI по водному режиму тепловых электростанций на органическом топливе (г.Атланта, США) // Теплоэнергетика, 1995, № 11, С.22−27.
- Паули В.К. Экспертная система контроля и оценки условий эксплуатации котлоагрегатов ТЭС //Теплоэнергетика, 1997, № 5, с.38−43.
- Петров В.Ю., Иванова T.JI. Опыт разработки систем диагностирования ВХР энергоблоков ТЭС // Труды ЦКТИ, 1989, № 255, с.86−91.
- Ларин Б.М. Технологическое обеспечение автоматического химического контроля и диагностики для установок обессоливания природной воды на ТЭС. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. Иваново, 1991.
- Ларин Б.М., Короткое А. Н., Голубкова H.A. Автоматизация на базе микроЭВМ контроля процессов химического обессоливания воды на ТЭС // Теплоэнергетика, 1989, № 5, с.69−71.
- Ларин Б.М., Короткое А. Н., Опарин М. Ю. Автоматизированный химконтроль термохимического обессоливания воды // Теплоэнергетика, 1996, № 8, с.59−61.
- Расчеты в аналитической химии с применением ЭЦВМ. Метод, разработка: Под ред. В. П. Васильева. Иваново: ИХТИ, 1985.
- Бугаевский A.B., Мухина Т. П. Методы расчета равновесного состава в системах с произвольным количеством реакций. В кн.: Математика в химической термодинамике. Новосибирск: Наука, 1980, с.20−36.
- Васильев В.П. Термодинамика растворов электролитов. М.: Высш. школа, 1982.
- Рябин В.А., Остроумов М. А., Свит Т. Ф. Термодинамические свойства веществ. Справочник. Д.: Химия, 1977.
- Виноградов В.Н., Кутуров М. В. Состояние и перспективы развития электротехнологии // Тезисы докл. междунар. конф. «VII Бенардосовские чтения». Т. 1. Иваново, 1994, с. 108.
- Живилова Л.М., Маркин Г. П. Автоматический химический контроль теплоносителя ТЭС. М.: Энергоатомиздат, 1987, с. 44.102
- Еремина H.A. Автоматизированный химконтроль качества питательной воды барабанных котлов // Тезисы докл. международной научно-технической конф. «IX Бенардосовские чтения», Иваново, ИГЭУ, 1999, с. 161.
- Волков Е. А Численные методы. М.: Наука, 1982, с.150−153.
- Федосеев B.C., Федотова В. А. Влияние качества исходной воды ХВО на водный режим ТЭС // Теплоэнергетика, 1987, № 9, с.41−44.
- Кострикин Ю.М. Инструкция по анализу воды и пара и отложений в теплосиловом хозяйстве. М.: Энергия, 1967. 296 с.
- Мартынова О.И. Международная конференция VGB «Химия на электростанциях 1998» // Теплоэнергетика, 1999, № 7, с.76−77.
- Мартынова О.И. Некоторые вопросы химконтроля, мониторинга и диагностики водного хозяйства на ТЭС США // Теплоэнергетика, 1990, № 7, с.72−75.
- Рабенко B.C., Поспелов A.A., Щебнев B.C., Виноградов A.JI. Компьютерные тренажеры для подготовки оперативного персонала энергопредприятия. // Повышение эффективности работы ТЭС и энергосистем. Труды ИГЭУ. Вып.1. -Иваново, 1997, с. 100.
- Оценка концентрации реагентов при консервации паровых котлов. Повышение эффективности и надежности работы ТЭС и энергосистем / В. Н. Виноградов, H.A. Еремина, М. В. Кутуров, И. А. Шатова // Труды ИГЭУ. Вып.1., Иваново, 1997, с. HS-HS.