Системы химико-технологического мониторинга водно-химического режима тепловых электростанций: Учебное пособие, страница 18

2. Диагностика анионно-катионного состава среды.

          В диагностическом режиме, когда необходимо определить вид примеси, влияющей на качество ВХР, решаются совместно уравнения 4.10, 4.12 и 4.13. При этом входными параметрами являются рН, рН-после Н-фильтра, Хн, известный на данный момент анионно-катионный состав. Выходными параметрами являются  и . Данные расчеты позволяют определить эквивалентное количество неизвестных нам (если таковые имеются) примесей, идентификацию которых следует проводить, применяя ионную хроматографию или расширенный лабораторный контроль.

          Решение уравнений 4.10 и 4.12 производится численными методами.

          Таким образом, реализация алгоритмов диагностики анионно-катионного состава позволяет решить ряд следующих задач:

·  по известным значениям X_Н, рН, Na⁺, NH₃, N₂H₄ и Cl^- прогнозировать количественно сумму неопределяемых анионов или катионов;

·  по известным значениям катионно-анионного состава рассчитывать ожидаемое значение Х, Х_Н и рН;

·  сравнение расчетных и измеренных значений Х, Х_Н и рН, рассчитанных по известному катионно-анионному составу позволяет определить как достоверность показаний кондуктометров, так и определить направления поиска неизвестных анионов или катионов с помощью методов ионной хроматографии.

Ко второму типу технологических алгоритмов можно отнести косвенные измерения параметров, основанные на уравнениях взаимосвязи параметров, или основанных на результатах тепло-химических испытаний. Расчет параметров по данному типу алгоритмов необходимо производить с той же периодичностью, с которой производиться обновление данных автоматических измерений в базе данных СХТМ. Обычно данные в СХТМ обновляются раз в минуту. На рисунке 4.1 приведена блок-схема реализации алгоритма косвенного определение текущего значения концентрации аммиака NH₃, гидразина N₂H₄ и угольной кислоты СО₂ в питательной воде на входе в котел с естественной циркуляцией, работающего при гидразинно-аммиачном ВХР. В соответствии с требованиями [2] содержание аммиака в питательной воде не должно превышать 1000 мкг/дм³, содержание гидразина должно находиться в пределах 20-60 мкг/дм³.

При построении данного алгоритма сделано допущение, что в питательной воде присутствуют следующие примеси: натрий, хлориды, углекислота, аммиак и гидразин. Для реализации алгоритма необходимо организовать химический мониторинг питательной воды по следующим параметрам:

-  общая удельная электропроводимость Х, мкСм/см;

-  рН;

-  содержание натрия СNa, мкг/дм³;

-  удельная электропроводимость Н-катионированной пробы, мкСм/см;

-  рН_Н Н-катионированной пробы.

В предлагаемом алгоритме необходимо решить систему четырех уравнений 4.10-4.13, которая в данном случае будет иметь следующий вид:

Рисунок 4.1 – Блок-схема алгоритма косвенного определения текущих концентраций аммиака NH₃, гидразина N₂H₄, угольной кислоты CO₂ и анионов сильных кислот в пересчете на Cl-ион в питательной воде на входе в котел

                    (4.14)

                    (4.15)

                                            (4.16)

          (4.17)

В уравнениях 4.14–4.17 концентрации примесей измеряются в моль/л, а измерения в промышленных условиях ведутся в мкг/дм3, а содержание  - в единицах рН, поэтому для удобства вычислений систему уравнений следует привести к следующему виду с учетом уравнений 4.3–4.7:

          (4.18)

                    (4.19)

          (4.20)

          (4.21)

Кроме того, данная система решается численными методами, например методом Гаусса, для чего ее необходимо преобразовать и представить в виде:

                                                                   (4.22)

Преобразованная система уравнений 4.18–4.21 примет следующий вид:

                          (4.23)

          (4.24)

(4.25)

          (4.26)

На первом этапе осуществляется ввод исходных данных. В качестве исходных данных используются текущие значения автоматически измеряемых в питательной воде параметров: