автореферат диссертации по энергетике, 05.14.14, диссертация на тему:Совершенствование мониторинга и диагностики водно-химического режима конденсатно-питательного тракта на ТЭС

На правах рукописи

КОЗЮЛИНА Екатерина Владимировна

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МОНИТОРИНГА И ДИАГНОСТИКИ ВОДНО-ХИМИЧЕСКОГО РЕЖИМА КОНДЕНСАТНО-ПИТАТЕЛЬНОГО ТРАКТА НА ТЭС

Специальность: 05.14.14 - «Тепловые электрические станции, их энергетические системы и агрегаты»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Иваново 2004

Работа выполнена на кафедре Химии и химических технологий в энергетике Ивановского государственного энергетического университета

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Ларин Борис Михайлович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Воронов Виктор Николаевич доктор технических наук, профессор Тверской Юрий Семенович

Ведущая организация: Всероссийский теплотехнический институт (ВТИ)

Зашита состоится 2004 года в il часов на засе-

дании диссертационного совета Д 212.064.01 при Ивановском государственном энергетическом университете по адресу: 153003, Иваново, Рабфаковская, 34, корпус «Б», аудитория 237.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, просим присылать по адресу: 153003, Иваново, Рабфаковская, 34, Ученый совет ИГЭУ. Тел.: (0932) 38-57-59, факс: (0932) 38-57-01. E-mail: npp@als.ispu.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ивановского государственного энергетического университета.

Автореферат разослан

2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета д.т.н., проф.

А.В. Мошкарин

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Нарушения норм качества теплоносителя энергоблоков с котлами СВД и СКД связанны, прежде всего, с присосами охлаждающей воды в конденсаторах турбин, с нарушением качества добавочной воды или режима дозирования реагентов. В этих условиях химконтроль должен обеспечивать надежное и своевременное получение информации о нормируемых параметрах ВХР, путем прямого измерения или косвенного (расчетного) определения соответствующих показателей.

Согласно правилам технической эксплуатации в разных точках кон-денсатно-питательного тракта (КПТ) энергоблока контролируются показатели:

а) удельная электропроводность прямой пробы ( ) или Н-катионированной пробы ()(н), рН, аммиак (N4,), натрий (№+), жесткость, щелочность;

б) железо, медь, кислород и др.

При этом первая группа (а) характеризует названные выше, как правило, быстротекущие нарушения ВХР КПТ и только первые три показателя )<н> рН) измеряются автоматическими промышленными приборами, с высокой разрешающей способностью. Другие показатели либо не отличаются высокой точностью или надежностью измерения в области предельно разбавленных растворов, какими являются конденсат и питательная вода энергоблоков, либо определяются методами ручного химического анализа. Как то, так и другое снижает в целом оперативность и надежность химического контроля качества питательной воды энергетических котлов, и создает значительные препятствия в разработке и внедрении систем химико-технологического мониторинга (СХТМ) водно-химического режима на ТЭС с барабанными и прямоточными котлами.

Под надежностью измерений здесь понимают свойства анализатора выполнять заданные функции при сохранении своих эксплуатационных показателей в заданных пределах в течении требуемого промежутка времени. В широком смысле надежность характеризуется сохранением класса точности в процессе эксплуатации, т.е. параметрической надежностью.

Опыт подтверждает, что надежность работы энергетического оборудования, в том числе поверхностей нагрева, находится на высоком уровне именно на тех ТЭС, где больше внимания уделяется внедрению СХТМ и поддержанию ВХР на должном уровне. Опубликованный в 2001 году руководящий документ «Общие технические требования к системам химико-технологического мониторинга водно-химических режимов тепловых электростанций» дает такое определение: СХТМ предназначена, во-первых, для оперативного комплексного автоматизированного контроля и анализа состояния ВХР и, во-вторых, для диагностики и прогнозирования нарушений водно-химического режима энергоблока во всех режимах его работы, включая пуски и остановы. Первое назначение обеспечивается

рос. национальная библиотека

ГУЩ

приборами автоматического химконтроля с высокой разрешающей способностью, желательно простых в эксплуатации (надежных) и недорогих. Второе назначение СХТМ может быть обеспеченно использованием математических моделей ионных равновесий в теплоносителе КПТ. Обоснованию выбора приборов химконтроля, разработке и внедрению математических моделей для СХТМ посвящена данная работа.

Работа проводилась в соответствии с межвузовской научно-технической программой «Разработка расчетных методов диагностики водно-химических режимов энергоблоков ТЭС на базе систем автоматизированного химконтроля», грантом № ТО 2-01.2-220.

Целью диссертации является разработка и исследование на базе измерений удельной электропроводности исходной и Н-катионированной пробы и рН диагностической системы состояния ВХР конденсатно-питательного тракта, отличающейся высокой надежностью измерений и информативностью при малой стоимостью.

Задачи диссертационной работы заключаются в следующем:

1. Разработка недорогих и надежных систем АХК повышенной информативности, базирующихся на измерительной подсистеме, включающей кондуктометры и рН-метры.

2. Разработка метода решения основных задач диагностики состояния ВХР на базе нового расчетного метода

3. Промышленная проверка диагностической системы.

4. Решение прикладных задач химического контроля и ВХР на базе расчетного метода

Научная новизна работы:

1. Усовершенствована методика расчетного определения ионного состава вод типа конденсата по измерениям удельной электропроводности и величины рН с учетом влияния температуры и солесодержания.

2. Разработан новый метод автоматического химконтроля качества теплоносителя конденсатно-питательного тракта ТЭС, отличающейся более высоким уровнем информативности при равном объеме приборных измерений. На базе штатных автоматических измерений электропроводности и рН расчетом определяются концентрации аммиака, натрия, хлоридов, а так же щелочность.

3. Получены новые результаты по определению качества теплоносителя и диагностике нарушения ВХР конденсатно-питательного тракта энергоблока.

Практическая ценность работы:

1. Разработан и внедрен на Ивановской ТЭЦ-3 программный продукт для контроля качества питательной воды и анализа нарушений ВХР барабанного котла СВД.

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.

Система проверенна в промышленных условиях КПТ Костромской ГРЭС и Ивановской ТЭЦ-3.

3. Решены прикладные задачи организации химконтроля и ВХР, применимые в теплоэнергетике, созданные с участием автора:

• анализатор примесей конденсата АПК-051;

• электронный тренажер ВХР энергоблока 300 МВт Костромской ГРЭС;

• способ калибровки рН-метров, подтвержденный положительным решением на выдачу патента.

Достоверность основных результатов и выводов обеспечивается применением апробированных расчетных методов, стандартных методик хим-анализа, приборов АХК, и сравнением результатов с данными других авторов.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Метод автоматического химконтроля качества теплоносителя КПТ энергоблока ТЭС, включающий измерительную систему и алгоритм определения косвенных показателей.

2. Результаты определения качества теплоносителя и алгоритмы диагностики нарушения ВХР КПТ энергоблоков с прямоточными и барабанными котлами.

3. Прикладные разработки по совершенствованию системы мониторинга водно-химического режима КПТ энергоблока ТЭС.

Апробация работы. Результаты работы докладывались и обсуждались на III Всероссийской научно-практической конференции «Повышение эффективности теплоэнергетического оборудования» (Иваново, ИГЭУ, ноябрь 2002), Девятой и десятой Международных научно-технических конференциях студентов и аспирантов (Москва, МЭИ (ТУ), март 2003, март 2004), Международной научно-технической конференции «XI Бенар-досовские чтения» (Иваново, ИГЭУ, июнь 2003), НТС кафедр ХХТЭ и ТЭС ИГЭУ (октябрь 2004).

Публикации. По результатам проведенных исследований опубликовано 8 печатных работ. Получено 3 свидетельства на регистрацию интеллектуального продукта.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав и заключения, списка литературы из 99 наименований и приложений. Количество страниц 140, в том числе рисунков • 46, таблиц в тексте-31.

Основное содержание работы

Во введении дано обоснование актуальности темы исследования методов автоматического химконтроля ВХР ТЭС, дана общая характеристика работы.

Глава первая посвящена анализу основных задач диагностики состояния ВХР КПТ и существующих СХТМ.

Развитие и совершенствование систем химико-технологического мониторинга на ТЭС и АЭС идет одновременно с развитием приборной базы и информационных технологий. Накопленный за последние 10-5-15 лет опыт позволил сформулировать общие технологические требования к СХТМ (первый уровень) водно-химических режимов энергоблоков ТЭС с турбоустановками мощностью 50 МВт и выше.

Предусматривается так же дополнение СХТМ элементами диагностической системы, в том числе (второй уровень):

• решение оперативных задач по диагностике состояния ВХР и коррозионной диагностике;

• формирование и выдача советов оператору;

• анализ качества ведения ВХР;

• обучение (тренировки) оперативного персонала.

Принимая требования к функциям СХТМ, как руководство к действию, следует отметить, что современный уровень состояния комплекса технических средств позволяет реализовать значительную часть требований первого уровня, связанных с обработкой и выводом оператору результатов приборных измерений, за исключением требований контроля достоверности измерений. Требования второго уровня находятся в стадии разработки и решаются частично, в том числе и в данной работе.

Так, например, на Костромской ГРЭС установлена система химико-технологического мониторинга водно-химического режима (СХТМ ВХР) энергоблоков. На рис. 1 приведена её экранная форма для блока 300 МВт.

Рис.1. Экранная форма СХТМ на рабочем месте лаборанта экспресс-лаборатории

Основными источниками входной информации являются данные, поступающие от приборов автоматического химконтроля (далее АХК), теплотехнического контроля и данные ручных экспресс анализов. Кроме того, имеется ряд параметров, отображающих данные, получаемые системой расчетным путем. Ряд показаний приборов АХК, например, рН-метров и pNa-меров, носят, по существу, индикаторный характер: погрешности их не нормируются. Ряд измерений, в частности pNa, вступает в противоречия с измерениями удельной электропроводности. Отсутствует контроль достоверности данных, поступающих от датчиков.

Контроль достоверности значений удельной электропроводности в условиях рабочей среды выполняется сравнением с результатом параллельного измерения другим, образцовым кондуктометром, что достаточно легко осуществимо. Сложнее обстоит дело в случае измерения электропроводности Н-катионированной пробы рабочей среды. Здесь оценка достоверности контролируемого параметра - среды должна производиться с учетом возможного срабатывания Н-колонки. Еще сложнее реализуется калибровка рН-метров, работающих в условиях сверхчистой среды

Во второй главе дано обоснование использованных методов анализа и диагностики ВХР и приборной базы АХК. Дано описание математической модели косвенного определения показателей качества конденсата и питательной воды.

Для решения задач автоматизированного химконтроля за качеством конденсата и питательной воды была разработана методика косвенного определения ионных примесей водного теплоносителя энергоблока СВД. Этот метод позволяет рассчитывать концентрации нормируемых примесей: аммиака, натрия, углекислоты, щелочности по измеренным значениям штатных показателей (рис.3).

Штатный АХК

X Математическая модель ионных равновесий примесей конденсата

Хн

рН

СС (питательной воды)

N1*

СГ

->^J

Контроль норм ируем ых параметров; диагностика ВХР

Рис. 3. Принципиальная схема реализации математической модели ионных равновесий вод типа конденсата

Входными данными для математической модели ионных равновесий примесей конденсата и питательной воды являются результаты измерений АХК, т.е. результаты измерений удельной электропроводности исходной и Н-катионированной пробы, а так же измерение рН и температуры пробы. Выходными данными являются расчетные значения концентраций аммиака, натрия, хлоридов, а так же значение общей щелочности. По этим величинам проводится диагностика нарушений водно-химического режима.

В составе математической модели ионных примесей лежат следующие уравнения:

• Уравнения, описывающие диссоциацию слабых электролитов в анализируемой воде:

[Н+][НСОз ] = К1Р2СО3]; (2)

[Н+][С032-] = КП[НС0^]; (3)

[Ш;][ОН-] = КШ4он[НН4ОН]. (4)

• Уравнение электронейтральности для анализируемой воды

[Н+НКа+]усл +[Ш+]К0Н-] + [НС01] + 2[С0|-]+[СГ]усл (5)

• Уравнение электропроводимости для анализируемой воды

Концентрация ионов водорода в анализируемой воде связана с показателем рН:

РН=-18[Н+3 (7)

Уравнения, описывающие диссоциацию слабых электролитов в Н-фильтрате:

[Н+]н[ОН-]н =кш; (8)

[Н+]н[НС01]н=К1[Н2С03]н; (9)

Р)+]н [СОз"]Н = Кп[НСОЛн .

Уравнение электронейтральности для Н-фильтрата

(й)+]н +[Ка+]н = [НСОЛн +[С02-]Н +[СГ]Усл

Уравнение электропроводимости для Н-фильтрата

[НС01]Н +

ЮООхн

Ка"1

НСОз'

—•■уел

(12)

СО

С Г

Балансовое уравнение форм состояния углекислоты (до и после Н-фильтра)

[Н2СОЗ]+[НСОЛ+[СОЗ2-] = [Н2СОЗ]Н +[НСОЛН +[С032-]Н (13)

Известен способ контроля качества конденсата и питательной воды, с использованием системы уравнений (1)-(13), который основан на одновременном измерении удельной электропроводности и рН исходной и Н-катионированной пробы (патент на изобретение № 2168172 от 27 мая 2001 г.). Проведенные опыты показали необходимость отказаться от измерения рН Н-катионированной пробы, как наименее надежного показателя. Сокращение объема приборных измерений компенсируется расчетными методами в рамках представленной математической модели, использующей приборные измерения и константное обеспечение при фактической температуре рабочей среды.

Для реализации метода определения качества конденсата и питательной воды была разработана измерительная система, которая включает в себя: устройство подготовки пробы (УПП) (1), клапаны переключения потоков проб (2, 3, 4), термометра (5), последовательно установленных датчиков кондуктометров (6, 9), Н-катионированной колонки (7), и рН-метра (поз. 8), расход пробы устанавливается по ротаметру (10). Ввод данных на ЭВМ может осуществляться непосредственно с приборов или в ручном режиме.

Работа измерительной системы осуществляется следующим образом: пройдя устройство подготовки пробы через клапан разделения потоков проб вода поступает на датчик кондуктометра, (измеряется удельная электропроводность и температура исходной пробы), затем, пройдя Н-катионитовую колонку проба поступает на следующий датчик кондуктометра, где измеряется удельная электропроводность и температура Н-фильтрата. Другой поток поступает на датчик рН-метра.

Использование данной установки не требует значительных затрат, так как все приборы, которые применяются для этих измерений, являются штатными приборами химконтроля и на всех электрических станциях находятся в эксплуатации.

ЕА

УПП

~7

У У

Рис. 4. Принципиальная схема приборного комплекса

В третьей главе приведены результаты исследования метода косвенного измерения и оценки состояния ВХР в условиях эксплуатации энергоблоков ТЭС с прямоточными и барабанными котлами.

На Ивановской ТЭЦ-3 испытания проводились на энергоблоке с котлом ТП-87 и турбиной ПТ-80-130, а на Костромской ГРЭС на энергоблоке 300 МВт (котел ТГМП-114, турбина К-300-240).

Измерения осуществлялись автоматическими промышленными приборами: кондуктометром КАЦ-017 ТК и рН-метром рН-011 производства фирмы «Техноприбор», г. Москва. Параллельно производились периодические анализы проб на аммиак, натрий, щелочность и жесткость в питательной воде и турбинном конденсате. Пробы в аналитическую лабораторию поступали в условиях оперативного химконтроля. Показания приборов считывались с самих приборов и поступали в систему АСУ ТП (СХТМ) с выводом на ПЭВМ. Расчет контролируемых параметров качества среды выполнялся непосредственно при температуре пробы, что устранило необходимость температурной компенсации показаний кондуктометра и рН-метра и температурной компенсации свойств воды. Настройка рН-метра осуществлялась в условиях рабочей среды.

Расчет выполнялся решением общей системы нелинейных уравнений (1)-(13) по схеме, представленной на рис. 4.Часть результатов представлена в табл.1 и 2, по случайной выборке, как правило, совпадающей с выполнением химического анализа проб.

Таблица 1. Результаты расчета и измерений рН и удельной электропроводности в конденсате турбины ПТ-80-130 за период с 9.10.2001-5.12.2001 г.

Измеряемые величины Расчетные величины

1,°С рН X'. Х'н, [N8'], [Шз], щ». [ЫаТ", [Шз], Щн,

мкСм/см мкСм/см м кг/дм1 мкг/дм' мкг-экв/дм' мкг/дм' мкг/дм' мкг-экв/дм'

28 9,05 5,50 0,600 37 312 25 98 426 17

31 8,95 4,85 0,816 65 410 14 94 390 14

27 9,09 6,44 0,857 43 137 27 170 475 19

30 8,94 4,72 0,835 97 259 13 120 297 14

30 9,00 5,49 0,700 40 400 20 95 402 17

27 9,03 5,00 0,580 49 182 15 88 382 16

30 8,93 4,98 0,869 103 350 15 147 307 14

32 8,91 5,09 0,871 82 426 15 117 320 14

30 9,09 6,44 0,857 43 137 27 154 478 19

30 9,17 7,66 0,770 18 370 24 118 314 24

31 8,95 5,93 0,891 26 380 18 129 418 17

30 9,07 6,82 0,702 39 441 30 80 590 21

33 9,00 7,10 0,714 20 553 20 84' 574 21

31 8,87 4,69 0,819 58 350 14 114 290 13

29 9,04 5,13 0,776 40 388 30 107 362 16

33 9,00 6,15 0,558 29 395 20 68 468 18

33 8,92 6,25 0,600 29 400 20 83 466 18

32 8,83 6,17 0,800 55 440 27 109 449 18

32 8,80 4,87 0,510 36 266 10 82 420 14

Таблица 2. Результаты расчета и измерений рН и удельной электропроводности в конденсате турбины К-300-240 за 6.02.2002 г.

Измеренные значения

Расчетные значения

1,0С рН х1, мкСм/см Хн, мкСм/см [№Т\ мкг/дм3 мкг/дм3 Щ» мкг-экв/дм3

21 7,90 0,414 0,246 33 25 1,6

22 7,41 0,505 0,234 42 40 3,1

22 7,45 0,450 0Д04 36 35 2,8

22 7,28 0,435 0,192 30 39 3,1

22 7,30 0,433 0,186 30 39 3,1

22 7,38 0,435 0,186 32 39 2,9

22 7,37 0,448 0,183 32 38 3,0

22 7,49 0,449 0,180 30 41 3,2

22 7,84 0,451 0,179 31 35 2,5

22 7,74 0,452 0,176 30 35 2,5

22 7,51 0,453 0,175 29 41 3,1

В табл.1 и 2 под обозначением [№+]"" приведены расчетные значения суммарной концентрации всех катионов в пробе в пересчете на ионы натрия. При проведении промышленных испытаний на Костромской ГРЭС

аналитически

измеренная

концентрация

натрия

равнялась

1,2 мкг/дм .Для более точной оценки и разделения катионов на составляющие: натрий, кальций и магний было проведено определение общей жесткости в конденсате теплофикационной турбины. Пробу конденсата (рН = 9,00, удельная электропроводность исходной пробы равна 7,10 мкСм/см, а Н-катионированной пробы - 0,714 мкСм/см, 13-ая строка табл. 1) упарили в 10 раз и методом титрования нашли значение жесткости равной 15 мкг-экв/дм . Следовательно, в исходной пробе жесткость равна 1,5 мкг-экв/дм3, что в пересчете на ионы натрия составляет 34,5 мкг/дм3. При этом измеренная концентрация [№+] была равна 25 мкг/дм3, а расчетная величина [№+]'" составляла 84 мкг/дм3.

В ходе промышленных испытаний проводилась имитация присосов охлаждающей воды в конденсаторе. Для этого в пробе создавались возмущающие воздействия микродозировками бикарбоната и хлорида натрия (БА, рис.4). Ряд опытов проведен с дозировкой в пробу аммиака. Одновременно проводились приборные измерения и ручной анализ. В табл. 3 приведены результаты измерений.

Аналогичные испытания проводились на питательной воде. На рис. 5 показаны зависимости изменения электропроводности исходной и Н-катионированной пробы при увеличении концентрации аммиака или хлорида натрия.

Таблица 3. Результаты расчета и измерений рН и электропроводности в конденсате турбины ПТ-80-130 и питательной воде котла ТП-87 за период с 9.10.2001 - 5.12.2001 г. и конденсата турбины К-300-240 в период с 7.02.20028.02.2002 г. (при имитации присосов охлаждающей воды в конденсаторе турбины и при дозировке аммиака в питательную воду)

Дозирование дс, рН X, X". Расчетные значения

реагентов в пробу мкг/дм3 мкСм/см мкСм/см мкг/дм5 мкг/дм1 [МВД мкг/дм1 1%. мкг- экв/дм3

0 8,88 1,40 0,35 21 65 105 14

Дозировка 10 8,88 1,44 0,45 35 80 105 15

ШС1(ДШ) 40 8,86 1,59 0,60 70 120 100 15

0 8,94 5,74 0,71 117 176 555 17

Дозировка 100 8,96 6,56 1,40 214 322 578 17

ШС1(Д»а)

0 9,17 1,64 0,30 21 24 111 5

Дозировка 50 9,23 2,13 0,32 22 25 157 7

ш.ои 200 9,37 3,78 0,33 23 26 348 12

0 9,17 7,66 0,77 118 174 908 24

Дозировка 250 9,20 9,26 0,77 121 183 1180 28

ГШ.ОЩДГШ,)

0 7,09 0,440 0,254 40 43 27 2,12

Дозировка 20 7,20 0,504 0,400 54 64 27 2,06

40 6,73 0,686 0,962 80 110 23 1,71

0 6,83 0,440 0,175 33 22 39 3,02

Дозировка 20 7,80 0,704 0,180 45 28 61 4,62

гш.ощДгш,) 50 8,11 0,909 0,162 29 20 91 4,43

250 9,03 2,790 0,172 21 27 294 9,24

а) б)

Рис.5. Характер изменения электропроводности питательной воды (а) и её Н-катионированной пробы (б): 1 - при увеличении концентрации в пробе аммиака; 2 - при увеличении концентрации в пробе соли №0

Анализ зависимостей удельной электропроводности, рН и расчетных концентраций позволяет сделать следующий вывод. Увеличение концен-

трации натрия с 20 до 100 мкг/дм3 вызывает изменение удельной электропроводности Н-катионированной пробы на 100 % (при нормальном режиме удельная электропроводность Н-катионированной пробы была равна 0,34 мкСм/см, а при дозировке - 0,68 мкСм/см), при этом удельная электропроводность пробы - изменяется незначительно (при нормальном режиме ~ 1,40 мкСм/см, при дозировке - 1.64 мкСм/см). При увеличении концентрации аммиака с 107 до 300 мкг/дм удельная электропроводность пробы увеличилась в 3,5 раза (при нормальном режиме работы она составляла 1,6 мкСм/см, а после увеличения концентрации - 5,80 мкСм/см), при этом практически отсутствует изменение удельной электропроводности Н-катионированной пробы (при нормальном режиме - 0,3 мкСм/см, а при дозировке - 0,37 мкСм/см). Это позволяет надежно контролировать (качественно и количественно) с помощью предложенной методики как солевые присосы в конденсаторе турбины, так и передозировку аммиака в конден-сатно-питательный тракт.

Испытания метода косвенных измерений показателей качества конденсата и питательной воды прямоточных котлов производились на блоках 300 МВт Костромской ГРЭС.

Анализ данных показал, что расчетные концентрации аммиака по программе действующей СХТМ и по методике авторов хорошо коррелируют-ся. Так по данным СХТМ средняя, максимальная и минимальная концентрации аммиака равные 60-5-62 мкг/дм3; 88-5-89 мкг/дм3 и 55-5-56 мкг/дм3 соответствуют таковым по расчету авторов, то есть 40-5-42 мкг/дм; 60+61 мкг/дм3 и 32-5-36 мкг/дм3, с разницей в 20 мкг/дм3, вызванной использованием разных методик расчета.

В то же время были установлены большие различия в расчете концентраций №+. Если принять истинными измеренные значения электропроводности воды, в частности, - удельную электропроводность Н-катионитовой пробы, то концентрацию катионов натрия в пробе можно оценить, решая следующее уравнение:

(14)

где = 0,056 мкСм/см - удельная электропроводность абсолютно

чистой воды, А^О, 0 = 126,5 Ом-1см2-экв-1 - эквивалентная электропроводность №0. Тогда, для минимального и максимального значений Хн, равных в среднем 0,090 мкСм/см и 0,188 мкСм/см, решая уравнение (14), по концентрации натрия, получим соответственно 6,2 мкг/дм и 24 мкг/дм3, что отвечает расчету [№+]"" автора и значительно выше данных действующей СХТМ, кстати, отличающихся между собой в этих случаях весьма незначительно, как 0,90 и 0,98 мкг/дм3 натрия. Особенность измерения электропроводности состоит в том, что является интегральной характеристикой и показывает суммарную концентрацию катионов в питательной воде. Действительно, кроме №+ в конденсате и питательной воде обнаруживаются ионы кальция и магния, можно говорить о появлении в

1000-(хн-ХН2о)=^а+]-ЛКас1>0

Н-катионированной пробе микроколичеств катионов железа и проскоке NH4+, но с достаточной вероятностью можно утверждать, что значительная часть катионов (не менее 50 %) будет представлена катионами натрия.

Таким образом, сложная задача определения нормируемых показателей качества теплоносителя и диагностики состояния ВХР конденсатно-питательного тракта энергоблока в значительной степени может решаться посредством предложенной системы АХК.

В четвертой главе разработаны алгоритмы мониторинга водно-химического режима конденсатно-питательного тракта энергоблока для тренировок оперативного персонала. Показаны особенности математической модели ионных равновесий в теплоносителе для задачи обучения оперативного персонала.

Принцип работы электронного тренажера состоит в следующем: «Обучающийся» видит на экране компьютера схему конденсатно-питательного тракта. На этой схеме представлены как показания приборов автоматического химконтроля, так и результаты ручного анализа. «Инструктор» задает нарушение ВХР, «Обучающийся» видит на экране изменение показаний приборов. Он должен найти причину и устранить нарушения. Принципиальная схема работы тренажера может быть показана следующим рисунком (рис.6). Основным элементом тренажера является математическая модель «Математическая модель СХТМ ВХР блока». Центральной частью последней является математическая модель поведения ионогенных компонентов.

Рис. 6. Принцип работы электронного тренажера

В составе математической модели лежат те же уравнения (1)-(13).

Данная модель решает обратную задачу, т.е. по значениям нормируемых концентраций рассчитывают показания приборов АХК. При этом математическая модель учитывает фактическую температуру пробы и практически все основные ионогенные примеси конденсата и питательной воды, адекватно отражает отклонения состояния ВХР. При этом есть возможность диагностики нарушений ВХР энергоблока, в т.ч. присосов охлаждающей воды в конденсаторе турбины, передозировку аммиака в питательную воду, попадание сетевой воды через основной и пиковый бойлера,

а так же отличать нарушения ВХР от некоторых нарушений в устройствах подготовки пробы.

Возможные виды нарушений ведения водно-химического режима и изменения при этом показаний приборов автоматического химконтроля приведены в табл. 4. Там же даны возможные нарушения в системе подготовки пробы для АХК

Таблица 4. Характерные виды нарушений ВХР КПТ и реакция приборов АХК

Вид нарушения Глубина нарушения ВХР Изменение показаний приборов АХК Предпочтительный контроль

X. мкСм/см Хн, мкСм/см рН

Присосы охлаждающей воды в конденсаторе турбины До 0,1% М Хн

Присосы нагреваемой воды через сетевые подогреватели До 1,0% (3,* ! X

Нарушение дозировки аммиака в питательную воду Увеличение до 1000 мкг/дм3 Т х> рН

Прекращение дозировки аммиака и ; * хрн

Ухудшение качества добавочной воды Увеличение солесо-держания в пересчете на натрий выше 100 мкг/дм1 ! Хн.Х. рН

Изменение температуры пробы Увеличение температуры пробы Г ! 1 рН

Срабатывание Н-колонки - И - Хн.Х. РН

Примечание: М - значительное увеличение удельной электропроводности исходной пробы и еб Н-фильтрата (на 0,5 - 1,0 мкСм/см), I • незначительное увеличение измеряемой величины (для удельной электропроводности исходной пробы и её Н-фильтрата - на 0,1-0,5мкСм/см, для рН- 0,05), ~ • измеряемая величина не изменилась, 11 - значительное уменьшение удельной электропроводности исходной пробы (на 0,5-1,0 мкСм/см), 1 • незначительное уменьшение измеряемой величины (для электропроводности - 0,01-0,03 мкСм/см, для рН-0,05).

Из табл. 4 видно, что различные нарушения ВХР КПТ часто вызывают сходную реакцию показаний приборов АХК, что затрудняет идентификацию нарушений ВХР, особенно на ранних стадиях развития ситуаций.

Разработанный алгоритм поиска нарушений ВХР КПТ предлагается строить, прежде всего, обращая внимание на контроль возможных нарушений в измерительной системе (проверка на приемлемость). Блок-схема алгоритма приведена на рис. 7.

Хн X рН

Заменить Н'Кояому

Рис.7. Алгоритм поиска причины нарушений в конденсате теплофикационной турбины

В пятой главе приведены результаты внедрения исследований, в конкретное техническое мероприятие по совершенствованию системы мониторинга ВХР КПТ.

1. Рассматривается первый опыт разработки и внедрения элементов СХТМ на Ивановской ТЭЦ-3.

Силами работников ТЭЦ была разработана автоматическая система ввода данных с непрерывно измеряющих приборов теплотехнического контроля и, с нашим участием, автоматического химконтроля и вывод их на экраны компьютеров в экспресс-лаборатории и начальника смены хим-цеха. Объем автоматического химического контроля соответствует современным требованиям. Система успешно функционирует. Она достаточно проста в обслуживании, не требует приобретения дополнительных приборов. Данные, поступающие на ЭВМ, обрабатываются в автоматическом режиме по программе, разработанной в ИГЭУ. По результатам расчетов на экран выводятся расчетные значения концентрации ионов натрия, концентрации аммиака, хлоридов, содержание углекислоты. Кроме того, на экран выводятся показания приборов и температура пробы. Экранная форма мониторинга приведена на рис. 8.

В целом испытания показали, что система адекватно реагирует на изменение качества теплоносителя, как на увеличение солесодержания, так и на увеличение концентрации аммиака. Применение такой системы позволяет значительно расширить возможности оперативного химконтроля питательной воды и турбинного конденсата.

Рис.8. Экранная форма мониторинга водно-химического режима Ивановской ТЭЦ-3

2. С участием автора был разработан способ калибровки рН-метров

непосредственно в условиях рабочей среды. Способ основан на измерении удельной электропроводности в исходной пробе воды, и в пробе, пропущенной через Н-колонку (Н-фильтрате). При этом измеряется температура пробы воды. Данные от приборов обрабатываются на ЭВМ или аналитически с использованием системы уравнений (1)-( 13). Рассчитывается значение рН, а затем сравнивается расчетное значение с измеренным и проводится уточнение измеренной величины непосредственно в контролируемой среде. В условиях рабочей среды дозируется аммиак с известной и периодически изменяющейся 1-2 раза концентрацией (например, концентрация аммиака равна 100, 200, 400, 600, 800 мкг/дм3), для более точного определения величины рН. При дозировании аммиака рН пробы увеличивается пропорционально дозировке аммиака тем интенсивней, чем меньше концентрация углекислоты в пробе. Для указанной цели калибровки рН-метра можно пользоваться расчетным графиком. С помощью графика (рис. 9) по измеренным значениям электропроводностей ( \ и Хн) находят значение рН, и корректируют измеренное значение. Для точной калибровки рН-метра необходимо провести несколько различных дозировок аммиака.

Рис.9. Изменения показателя рН в зависимости от удельной электропроводности пробы (х) и её Н-фильтрата (х) для ковденсатно-пигательного траки блоков СКД

Предлагаемый способ позволяет: производить калибровку рН-метров непосредственно в условиях рабочей среды конденсатно-питательного тракта энергоблока.

3. Используя описанную ранее расчетную модель для расчета примесей вод типа конденсата на кафедре Химии и химических технологий в энергетике Ивановского энергетического университета совместно с НПП «Техноприбор» (г. Москва) разработан анализатор примесей в конденсате «АПК-051».

Стационарный анализатор примесей в конденсате предназначен для непрерывного контроля содержания аммиака и иных примесей в конденсате паровых турбин тепловых и атомных станций и обнаружения присосов охлаждающей воды в конденсаторе турбин по содержанию в конденсате ионов натрия и хлора.

Работа анализатора основана на алгоритме расчета концентраций примесей по приведенным к температуре 25 °С значениям активности ионов водорода (рН) в исходной пробе и по удельной электропроводности исходной пробы (X) и пробы, пропущенной через Н-катионитовую колонку ( ).

Выводы

1. Разработана, исследована и внедрена автоматизированная система АХК высокой информативности и надежности, отвечающая требованиям к современным СХТМ и обеспечивающая оперативный контроль качества и анализ основных (быстротекущих) нарушений ВХР конденсатно-питательного тракта энергоблока ТЭС, что служит повышению надежности эксплуатации основного теплоэнергетического оборудования.

2. Разработана методика определения ионного состава вод типа конденсата по результатам измерений удельной электропроводности и рН с

учетом температуры пробы и минерализации теплоносителя, обеспечивающая при паспортной ошибке измерения электропроводности 1,5% и измерений рН в 0,05 единиц, расчетные значения концентраций ионов натрия, аммиака и общую щелочность со средней ошибкой 25+30 %.

3. Предложено устройство измерительного комплекса с использованием разработанного метода, которое позволяет вести непрерывный контроль за важнейшими оперативными показателями качества ВХР КПТ и своевременно выявлять некоторые нарушения ВХР и их причины.

4. Получены новые данные по контролю качества теплоносителя КПТ в объеме штатного АХК, отличающиеся тем, что на одной пробоотборной точке единовременно определяются прямые показатели (рН, X. Лн) и косвенные ([№+], [КЫ3], [С1-], Що) качества теплоносителя.

5. Измерительная система надежно работает в автоматическом режиме длительное время и адекватно отражает качество водно-химического режима конденсатно-питательного тракта барабанных котлов ТЭЦ и прямоточных котлов ГРЭС (Ивановская ТЭЦ-3, Костромская ГРЭС, ТЭЦ -ЭВС ОАО «Северсталь» г.Череповец).

6. Разработан компьютерный тренажер контроля водно-химического режима для обучения оперативного персонала ТЭЦ на основе созданной модели ионных равновесий примесей водного теплоносителя.

7. Разработан и предложен алгоритм поиска причины нарушений ВХР конденсатно-питательного тракта при использовании нового метода.

8. Результаты работы внедрены в виде фрагмента СХТМ Ивановской ТЭЦ-3.

9. Разработан и подтвержден положительным решением о выдаче патента метод калибровки рН-метров, повышающей надежность измерения рН в условиях работы энергоблока.

10. Разработан совместно с НПП «Техноприбор» новый приборный комплекс АХК «АПК-051», обладающий функцией измерения и диагностики качества теплоносителя.

Основные положения диссертации отражены в следующих публикациях:

1. Промышленные испытания методики расчета примесей конденсата и питательной воды барабанного котла СВД / Е.В. Козюлина, Б.М. Ларин, М.Ю. Опарин и др.// Вестник ИГЭУ Вып. 1,2002, с.47-51.

2. Козюлина Е.В., Ларин Б.М., Бушуев Е.Н. Повышение информативности мониторинга водного режима конденсатно-питательного тракта энергоблоков // Теплоэнергетика №7,2003 , с. 2-8.

3. Козюлина Е.В., Ларин Б.М., Бушуев Е.Н. Разработка алгоритмов диагностики системы химико-технологического мониторинга энергоблока 300 МВт// Вестник ИГЭУ Вып. 3,2003 , с. 16-21.

»23*98

4. Козюлина Е.В., Ларин Б.М. Разработка метода калибровки рН-метров в условиях рабочей среды энергоблоков СКД // Вестник ИГЭУ Вып. 2,2004 , с.32-35.

5. Козюлина Е.В. Анализ системы химико-технологического мониторинга Костромской ГРЭС // III Всерос. науч.-практ. конф. Повышение эффективности теплоэнергетического оборудования: 21-22 нояб. 2002. Материалы конференции. Иваново: с. 133-136.

6. Козюлина Е.В. Разработка и испытание измерительной системы АХК нового поколения // Тез. докл. девятой междунар. науч.-техн. конф. студентов и аспирантов «Радиотехника, электротехника и энергетика». М.: МЭИ. 2003, с. 118.

7. Козюлина Е.В., Ларин Б.М. Применение математической модели измерения качества конденсата в разработке тренажера ВХР энергоблока 300 МВт // Тез. докл. междунар. науч.-техн. конф. «Состояние и перспективы развития электротехнологии». Иваново: 2003, т.1, с.199.

8. Козюлина Е.В. Разработка диагностических моделей измерений электропроводности и рН в водах типа конденсата // Тез. докл. десятой междунар. науч.-техн. конф. студентов и аспирантов «Радиотехника, электротехника и энергетика». М.: МЭИ. 2004, с. 115.

Формат 60x84 1/16 Печать плоская

Тираж 100 экз. Заказ 0960

Отпечатано в ООО «Принт-мастер" 153003, Иваново, ул. Рабфаковская, 34, оф.101, тел. (0932) 38-37-36

Введение.

1. Анализ состояния вопроса. Задача исследования.

1.1.1. СХТМ - комплекс технологических и программных средств диагностической системы состояния ВХР.

1.2. Достоверность измеряемых и контролируемых химических параметров — основа достоверности диагностической системы ВХР. Анализ принятых и новых методов непрерывного автоматического химкон-троля ВХР

1.3. Расчетное определение показателей качества турбинного конденсата и питательной воды.

1.4. Анализ основных задач диагностики состояния водно-химического режима коденсатно-питательного тракта.

1.5. Определение задач исследования.

2. Методика выполнения работы. Оценка достоверности и целесообразности нового метода.

2.1. Общая методическая задача работы.

2.1.1. Обоснование выбора измерительной системы АХК для диагностической системы. Требования к подсистеме АХК.

2.1.2. Объем получаемой информации и требования к системе обработки приборных измерений в новой системе.

2.1.3. Задачи и объём лабораторных исследований по разработке новой системы.

2.1.4. Требования к промышленным испытаниям новой системы.

2.1.5. Методика решения основных задач диагностики состояния водно-химического режима конденсатно-питательного тракта.

2.2. Математическая модель косвенного определения показателей качества воды.

2.2.1. Описание математической модели.

2.2.2. Алгоритм реализации математической модели в рамках программного продукта (блок-схема алгоритма и её объяснение).

2.3. Метрологическая оценка достоверности измерений (и расчетов).

2.4. Схема установки для анализа качества теплоносителя на энергоблоках ТЭС.

2.5. Выводы.

3.Расчетно-экспериментальное исследование высокоинформативного метода автоматического химконтроля водно-химического режима конден-сатно-питательного тракта.

3.1. Результаты измерений и расчетов качества теплоносителя по КПТ барабанного котла СВД.

3.2. Результаты измерений и расчетов качества теплоносителя по КПТ энергоблока с прямоточным котлом СКД.

3.3. Проверка разработанного метода АХР в условиях оперативного обследования ВХР ТЭЦ ОАО «Северсталь».

3.4. Анализ результатов и выводы.

4.Разработка алгоритмов мониторинга водно-химического режима кон-денсатно-питательного тракта для тренировок оперативного персонала

4.1. Реализация математической модели ионных равновесий в теплоносителе для задачи обучения персонала химцеха ТЭС.

4.1.1. Описание математической модели.

4.1.2. Использование математической модели для анализа нарушений водно-химического режима конденсатно-питательного тракта.

4.1.3. Идентификация вида нарушений по измеряемым показателям.

4.2. Алгоритм поиска нарушений водно-химического режима конденсатно-питательного тракта по показаниям автоматического химконтроля.

4.3. Реализация алгоритма для тренировок оперативного персонала Костромской ГРЭС.

4.4. Выводы.

5. Разработка и реализация высокоинформативного метода для совершенствования системы мониторинга водно-химического режима энергоблоков.

5.1. Реализация метода для контроля состояния водно-химического режима энергоблока (Ивановская ТЭЦ-3).

5.2. Разработка метода калибровки рН-метров для конденсатно-питательного тракта энергетического блока.

5.3. Описание испытания АПК-051.—.

5.4. Выводы.—

Нарушения норм качества теплоносителя энергоблоков с котлами СВД и СКД связанны, прежде всего, с присосами охлаждающей воды в конденсаторах турбин, с нарушением качества добавочной воды или режима дозирования реагентов. В этих условиях химконтроль должен обеспечивать надежное и своевременное получение информации о нормируемых параметрах ВХР, путем прямого измерения или косвенного (расчетного) определения соответствующих показателей.

Согласно правилам технической эксплуатации в разных точках конденсатно-питательного тракта (КПТ) энергоблока контролируются показатели: а) удельная электропроводность прямой пробы (х) или Н-катионированной пробы (хн)> рН, аммиак (!ЧН3), натрий (Ыа+), жесткость, щелочность; б) железо, медь, кислород и др.

При этом первая группа (а) характеризует названные выше, как правило, быстротекущие нарушения ВХР КПТ и только первые три показателя (%, %н> рН) измеряются автоматическими промышленными приборами, с высокой разрешающей способностью. Другие показатели либо не отличаются высокой точностью или надежностью измерения в области предельно разбавленных растворов, какими являются конденсат и питательная вода энергоблоков, либо определяются методами ручного химического анализа. Как то, так и другое снижает в целом оперативность и надежность химического контроля качества питательной воды энергетических котлов, и создает значительные препятствия в разработке и внедрении систем химико-технологического мониторинга (СХТМ) водно-химического режима на ТЭС с барабанными и прямоточными котлами. В широком смысле надежность характеризуется сохранением класса точности в процессе эксплуатации, т.е. параметрической надежностью.

Под надежностью измерений здесь понимают свойства анализатора выполнять заданные функции при сохранении своих эксплуатационных показателей в задачных пределах в течении требуемого промежутка времени.

Опыт подтверждает, что надежность работы энергетического оборудования, в том числе поверхностей нагрева, находится на высоком уровне именно на тех ТЭС, где больше внимания уделяется внедрению СХТМ и поддержанию ВХР на должном уровне. Опубликованный в 2001 году руководящий документ «Общие технические требования к системам химико-технологического мониторинга водно-химических режимов тепловых электростанций» дает такое определение: СХТМ предназначена, во-первых, для оперативного комплексного автоматизированного контроля и анализа состояния ВХР и, во-вторых, для диагностики и прогнозирования нарушений водно-химического режима энергоблока во всех режимах его работы, включая пуски и остановы. Первое назначение обеспечивается приборами автоматического химконтроля с высокой разрешающей способностью, желательно простых в эксплуатации (надежных) и недорогих. Второе назначение СХТМ может быть обеспеченно использованием математических моделей ионных равновесий в теплоносителе КПТ. Обоснованию выбора приборов химконтроля, разработке и внедрению математических моделей для СХТМ посвящена данная работа.

Целью диссертации является разработка и исследование на базе измерений удельной электропроводности исходной и Н-катионированной пробы и рН диагностической системы состояния ВХР конденсатно-питательного тракта, отличающейся высокой надежностью измерений и информативностью при малой стоимостью.

Задачи диссертационной работы заключаются в следующем:

1. Разработка недорогих и надежных систем АХК повышенной информативности, базирующихся на измерительной подсистеме, включающей кондуктометры и рН-метры.

2. Разработка метода решения основных задач диагностики состояния ВХР на базе нового расчетного метода.

3. Промышленная проверка диагностической системы.

4. Решение прикладных задач химического контроля и ВХР на базе расчетного метода.

Научная новизна работы:

1. Усовершенствована методика расчетного определения ионного состава вод типа конденсата по измерениям удельной электропроводности и величины рН с учетом влияния температуры и солесодержания.

2. Разработан новый метод автоматического химконтроля качества теплоносителя конденсатно-питательного тракта ТЭС, отличающейся более высоким уровнем информативности при равном объеме приборных измерений. На базе штатных автоматических измерений электропроводности и рН расчетом определяются концентрации аммиака, натрия, хлоридов, а так же щелочность.

3. Получены новые результаты по определению качества теплоносителя и диагностике нарушения ВХР конденсатно-питательного тракта энергоблока.

Практическая ценность работы:

1. Разработан и внедрен на Ивановской ТЭЦ-3 программный продукт для контроля качества питательной воды и анализа нарушений ВХР барабанного котла СВД.

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. Система проверенна в промышленных условиях КПТ Костромской ГРЭС и Ивановской ТЭЦ-3.

3. Решены прикладные задачи организации химконтроля и ВХР, применимые в теплоэнергетике, созданные с участием автора:

• анализатор примесей конденсата АПК-051;

• электронный тренажер ВХР энергоблока 300 МВт Костромской ГРЭС;

• способ калибровки рН-метров, подтвержденный положительным решением на выдачу патента .

Достоверность основных результатов и выводов обеспечивается применением апробированных расчетных методов, стандартных методик хим-анализа, приборов АХК, и сравнением результатов с данными других авторов.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Метод автоматического химконтроля качества теплоносителя КПТ энергоблока ТЭС, включающий измерительную систему и алгоритм определения косвенных показателей.

2. Результаты определения качества теплоносителя и алгоритмы диагностики нарушения ВХР КПТ энергоблоков с прямоточными и барабанными котлами.

3. Прикладные разработки по совершенствованию системы мониторинга водно-химического режима КПТ энергоблока ТЭС.

Апробация работы. Результаты работы докладывались и обсуждались на III Всероссийской научно-практической конференции «Повышение эффективности теплоэнергетического оборудования» (Иваново, ИГЭУ, ноябрь 2002), Девятой и десятой Международных научно-технических конференциях студентов и аспирантов (Москва, МЭИ (ТУ), март 2003, март 2004). Международной научно-технической конференции «XI Бенардосовские чтения» (Иваново, ИГЭУ, июнь 2003), НТС кафедр ХХТЭ и ТЭС ИГЭУ (октябрь 2004).

Публикации. По результатам проведенных исследований опубликовано 8 печатных работ. Получено 3 свидетельства на регистрацию интеллектуального продукта.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав и заключения, списка литературы из 99 наименований и приложений. Количество страниц 140, в том числе рисунков - 46, таблиц в тексте -31.

7. Результаты работы внедрены в виде фрагмента СХТМ Ивановской ТЭЦ-3.

8. Разработан и подтвержден положительным решением на патент способ калибровки рН-метров в условиях рабочей среды энергоблока, путем измерения удельной электропроводности пробы и её Н-фильтрата.

9. Созданный на основе разработанного метода анализатор примесей конденсата (АПК - 051) совместно с Hi 111 «Техноприбор» г. Москва может успешно эксплуатироваться как в качестве переносного прибора для периодического контроля качества теплоносителя, так и стационарного, непрерывно работающего прибора. При этом один измерительный комплекс обеспечивает автоматическое получение практически всех показателей качества теплоносителя, характеризующих быстротекущие нарушения ВХР КПТ энергоблока, в т.ч.: удельную электропроводность пробы (х) и её Н-фильтрата (Хн)> величину рН пробы, концентрацию катионов пересчете на натрий (Na усл ), концентраций аммиака, хлоридов и щелочность.

Таким образом, разработана и испытана измерительная система нового поколения приборов АХК, работающая как в автономном режиме, так и в составе АСУ ТП энергоблока.

Заключение.

Разработана, исследована и внедрена автоматизированная система АХК высокой информативности и надежности, отвечающая требованиям к современным СХТМ и обеспечивающая оперативный контроль качества и анализ основных (быстротекущих) нарушений ВХР конденсатно-питательного тракта энергоблока ТЭС, что служит повышению надежности эксплуатации основного теплоэнергетического оборудования. В том числе решены следующие конкретные задачи.

1. Разработана методика определения ионного состава вод типа конденсата по результатам измерений удельной электропроводности и рН с учетом температуры пробы и минерализации теплоносителя, обеспечивающая при паспортной ошибке измерения электропроводности 1,5 % и измерений рН в 0,05 единиц расчетные значения концентраций ионов натрия, аммиака и общую щелочность со средней ошибкой 25-^-30 %.

2. Предложено устройство измерительного комплекса, с использованием разработанного метода, которое позволяет вести непрерывный контроль за важнейшими оперативными показателями качества ВХР КПТ и своевременно выявлять некоторые нарушения ВХР и их причины. Устройство имеет более высокую информативность и надежность по сравнению с ручным оперативным контролем и не зависит от случайных ошибок ручных измерений микроконцентраций примесей.

3. Промышленная проверка измерительной системы дала положительные результаты. Измерительная система надежно работает в автоматическом режиме длительное время и адекватно отражает качество водно-химического режима конденсатно-питательного тракта барабанных котлов ТЭЦ и прямоточных котлов ГРЭС (Ивановская ТЭЦ-3, Костромская ГРЭС, ТЭЦ -ЭВС ОАО «Северсталь» г.Череповец).

4. Получены новые данные по контролю качества теплоносителя КПТ при использовании штатного объема АХК. Применение разработанного метода позволяет как качественно, так и количественно диагностировать на ранней стадии такие нарушения ВХР КПТ барабанного котла, как заброс солей (например, при разрыве трубок конденсатора турбины) и передозировка аммиака в питательную воду (рис. 3.3,3.4).

5. Разработана модель ионных равновесий в теплоносителе для задачи обучения оперативного персонала ТЭЦ (разработан электронный тренажер).

6. Разработана и предложена к использованию блок-схема поиска причины нарушений ВХР при использовании разработанного метода.

1. Трухний А. Д., Макаров A.A., Клименко В.В., Основы современной энергетики. Часть 1. — М.: Изд-во МЭИ, 2002. — 366 с.

2. О.И. Мартынова, Т.И. Петрова. На IV международной конференции EPRI по водному режиму тепловых электростанций на органическом топливе (г. Атланта, США). Теплоэнергетика, 1995, №11, с.22-27.

3. Стерман Л.С., Лавыгин В.М., Тишин С.Г. Тепловые и атомные электрические станции: Учебник для вузов — 2-е изд., перераб. — М.: Изд-во МЭИ, 2000. — 408 с.

4. Стырикович М.А., Мартынова О.И., Миропольский З.Л. Процессы генерации пара на электростанциях. — М.: Энергия, 1969. — 320 с.

5. Chemistry improvement of РР & L company EPRI, USA, p. 215-222.

6. Живилова Л.М., Максимов B.B. Состояние и перспективы развития работ по автоматизации установок водоприготовления и химического контроля теплоносителя ТЭС // Электрические станции, 1992, №3, с. 56-61.

7. Опыт построения системы химико-технологического мониторинга котлоагрегатов ТТМ — 96 с последующей интеграцией её в АСУ ТП ТЭЦ / П.Н. Назаренко, В.Н. Самаренко, О.Ф. Квасова и др.// Теплоэнергетика. 2001. - № 4. -С. 10-15.

8. Методические указания по проектированию автоматизированных систем оперативного химического контроля теплоносителя энергоблоков сверхкритического давления // РД 34.37.104-88. М. Изд. ВТИ, 1988.

9. Живилова Л.М., Каплина В.Я., Князев В.Н. Автоматизация химического контроля и диагностики нарушений качества теплоносителя энергоблоков ТЭЦ 25

10. Мосэнерго на базе непрерывно действующих анализаторов и средств вычислительной техники // Электрические станции, 1994, №4, с. 15-17.

11. Ctarkson D.O., Wigglesworth Р.Е/ Cycle chemistry improvement program at Public Service company of Colorado // IV conference EPRI, USA. P. 223-232.u>

12. Мамет В.А., Назаренко П.Н., Кисвелев Н.Г. и др Автоматизированная подсистема контроля и управления водно-химическим режимом второго контура АЭС с ВВЭР на базе IBK «Комплекс Титан - 2» // Теплоэнергитика, 1991, № 12, с. 33-38.

13. Живилова Л.М., Максимов В.В., Мураховская Е.И. Автоматизация контроля и управления установками водопрриготовления ВХР ТЭС // Теплоэнергетика, 1991, № 9, с. 42-47.

14. Живилова Л.М., Тарковский В.В. Система и средства автоматизации контроля водно-химического режима тепловых электростанций // Теплоэнергетика, 1998, № 7, с. 14-19.

15. Подходы к разработке технологических алгоритмов управления и их i реализации при создании СКУ ВХР / Гашенко В.А., Преловский А.Р., Ульянов A.B.,

16. Воронов В.Н. и др. // Годовой отчёт ЭНИЦ ВНИИАЭС 2002 / Под ред. проф. В.Н. Блинкова. Электрогорск, 2003. - С. 179-186

17. Живилова JI.M. Новая система автоматизации химического контроля водного режима ТЭС // Энергетик, 1992, № 7, с. 10-11.

18. Некоторые вопросы водного режима и химического контроля на АЭС и ТЭС Западной Европы и США. Отчет о НИР / МЭИ. ГР 73019772. Инв. № 6240036. -М.: МЭИ, 1973, С.60-77.

19. Н.П. Субботина Водный режим и химический контроль на ТЭС, М., Энергоатомиздат, 1985г., 312 с.

20. Воронов В.Н., Петрова Т.И. Проблемы организации водно-химических V режимов на тепловых электростанциях // Теплоэнергетика. — 2002. — №7.1. С. 2—7.

21. Мартынова О.И. Конференция VGB «Химия на электростанциях — 1992» // Теплоэнергетика. — 1993. — №7. — С. 73—76.

22. Маргулова Т.Х., Мартынова О.И. Водные режимы тепловых и атомных электростанций: Учебник для втузов. — М.: Высш. школа, 1981. — 320 с

23. Ruther W.E., Soppert W.K., Kassner T.F. Effect of Temperature and Ionic Impurities at Very Low Concentrations On Stress Corrosion Cracking of AISI 304 SS. Corrosion, V.44, №11, 1988,p.791.

24. 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.

25. Живилова JI.M., Маркин Г.П. Автоматический химический контроль теплоносителя ТЭС; М., Энергоатомиздат, 1987 г.

26. Организация надежного ВХР энергетического оборудования. ВХР паровых и водогрейных котлов промышленной энергетики. /Руководящие указания./ Вып. 54.Л.: НПО ЦКТИ, 1988, с. 20-21.

27. Клочов В.Н. О кондуктометрическом контроле коррекционной обработки питательной воды // Теплоэнергетика, 1974, № 10, с. 46-49.

28. Деркасова В.Г., Карелин В.А. Потенциометрический анализ технологических вод ТЭС и АЭС. М.: Энергоатомиздат, 1992, 160 с.

29. О порядке определения pH в пределах от 8 до 10 питательной воды прямоточных котлов СКД лабораторным pH — метром. / Эксплуатационный циркуляр Т-1/77. М.: СПО «Союзтехэнерго», 1977.

30. Мостофин A.A. Кондуктометрический контроль процесса амминирования и его особенности // Теплоэнергетика, 1971, №12, с.75-78.

31. Отчаношенко A.B., Рогацкин Б.С. Использование кондуктометров с Н колонками для оперативного контроля водного режимаа ТЭС. // Энергетик, 1975, №12, с.12-16.

32. Мостофин A.A. О температурных поправках к показателю pH воды // Электрические станции, 1979, №6, с. 60-62.

33. Расчет водно-химических режимов теплоэнергетических установок. Уч. пособ.: Под ред. О.И. Мартыновой. М.: МЭИ, 1985.

34. Общие технологические требования к системам хмико-технологического мониторинга водно-химических режимов тепловых электростанций (OTT СХТМ ВХР ТЭС). РД 153-34. 1-37. 532.4-2001. М. 2001.

35. В.Н. Воронов, П.Н. Назаренко, В.К. Паули. Некоторые принципы внедрения систем химико-технологического мониторинга на ТЭС. //Теплоэнергетика, 1997 №6, с. 2-7.

36. Опыт разработки систем маониторинга водно-химических режимов ТЭС и АЭС / В.Н. Воронов, П.Н. Назаренко, И.С. Никитина, А.П. Титаренко// Теплоэнергетика, 1994, №1, с. 46-50.

37. О внесении изменения в объём технологических измерений, сигнализации, автоматического регулирования на тепловых электростанциях. Циркуляр Ц — 02-94 (т). М. РАО «ЕЭС России», 1994

38. Живилова Л.М. Школа передового опыта по автоматизации контроля и управления водно-химическим режимом и водоприготовлением ТЭС // Энергетик.1992. — №11. — С. 28—29.

39. Паули В.К. Экспертная система контроля и оценки условий эксплуатации котлоагрегатов ТЭС // Теплоэнергетика, 1997, №5, с. 38-43.

40. Отчет ДГИЭС РАО «ЕЭС России» по результатам «Экспертной системы контроля и оценки условий эксплуатации котлоагрегатов ТЭС». 1999-2002 гг.— М.: РАО «ЕЭС России», 2002. — 40 с.

41. Мартынова О.И 51-я Международная водная конференция // Теплоэнергетика.1991. — №4. — С. 73—75.

42. Мартынова О.И Некоторые вопросы химического контроля, мониторинга и диагностики водного хозяйства на тепловых электростанциях США // Теплоэнергетика. — 1990. — №7. — С. 72—75.

43. Bellows J.C., Weaver K.L. An on-line Steam Cycle Chemistry diagnostic System // Philadelphia. USA. ASME IEEE Power Generation Conference. — 1988. —C. 34—40.

44. Schematic of Chemistry monitoring data Acquisition System — Sargent and Lundy Co. Project. 1989. — 50 c.

45. Петров В.Ю., Иванова Т.Д. Опыт разработки систем диагностирования ВХР энергоблоков ТЭС // Труды ЦКТИ, 1989, № 255, с. 86-91.

46. Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей. РД. 34.20.501-95 (15 издание) М. 1996, 200с.

47. Стандарт предприятия. СП ЭО - 0003-99. ВХР второго контура атомных электростанций с реакторами ВВЭР - 1000. Нормы качества рабочей среды и средства их обеспечения. М. 1998. с.23.

48. Методические указания по определению рН питательной воды прямоточных котлов СКД в пределах от 8,0 до 10,0 лабораторными рН-метрами. РД34.37.308 90. М.1991. с.13

49. Патент 2168172. Способ контроля качества конденсата и питательной воды.

50. Воронов В.Н., Мартынова О.И., и др. Совершенствование химико-технологических процессов в энергетике // Теплоэнергетика. — 2000. — №6. — С. 46—49.

51. Автоматизированная подсистема контроля и управления водно-химическим ^ режимом второго контура АЭС с ВВЭР / Мамет В.А., Назаренко П.Н., Киселев Н.Г.и др. // Теплоэнергетика. — 1996. — №12. — С. 33—38.

52. Дж.К.Беллоуз Система химической диагностики для электрических станций. В кн. Искусственный интеллект: применение в химии. М.: Мир, 1988, с.68-83.

53. РД 34.20.501-95. Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской федерации. — М.: СПО ОРГРЭС, 1996. — 288с.

54. Методические указания по определению рН питательной воды прямоточных котлов СКД в пределах от 8,0 до 10,0 лабораторными рН-метрами. РД 34.37.30890. М., 1991, с.13.

55. Живилова Л.М. Новая система автоматизации химического контроля водного режима ТЭС // Энергетик. — 1992. — №7. — С. 10—11.

56. Лейзерович А.Ш., Баланчивадзе В.И., Бейзерман Б.Р. Локальные подсистемы диагностического контроля на базе персональных ЭВМ для энергоблоков 200—300 МВт, не оснащенных информационно-вычислительными комплексами // Энергетик. — 1992. — №11. — С. 14—19

57. Тарасов Д.В., Мансуров А.А., Бедрин Б.К. Модернизация АСУ ТП ХВО на ТЭЦ-27 // Электрические станции. — 2002. — №10. — С. 36—40.

58. Мартынова О.И. На международной конференции VGB «Химия на электростанциях-1993» // Теплоэнергетика. — 1994. — №7. — С. 71—75.

59. Зенова Н.В. Химико-технологический мониторинг ТЭЦ-27. Разработка освоение и развитие // Электрические станции. — 2002. — №10. — С. 31—36

60. Паули В .К., Технология воды и надежность: Курс лекций. — М.: Изд-во МЭИ, 2000. — 88 с.

61. Клочков В.Н. О расчете ионых равновесий в конденсате энергоблоков высоких и за критических параметров // Теплоэнергетика, 19974, №2, с. 46-49.

62. Мостофин А.А. Уточнение показаний кондуктометров с предвключенными Н-катионитовыми фильтрами//Электрические станции, 1974.- №1.- С. 79-81.

63. Кострикин Ю.М., Коровин В.А., Рубчинская С.М. Влияние повышения температуры пробы на значение рН и удельную электрическую проводимость // Теплоэнергетика, 1982, № 1, с. 76.

64. Маркин Г.П., Богословский В.Г. Контроль рН теплоносителя по удельной электропроводности // Энергетик, 1984, №4, с. 14.

65. Акользин П.А., Маргулова Т.Х., Мартынова О.И. Водный режим паротурбинных блоков сверхкритических параметров. М., «Энергия», 1972. 176 с.

66. Коровин В.А., Рубчинская С.М. Влияние углекислоты на показания кондуктометра с предвключенными Н-катионитовыми фильтрами // Электрические свтанции, 1974, №1, с. 81-82.

67. Мусинова Ю.В., Смирнов С.Н. Расчет электропроводности водных растворов аммиака в широкой области концентраций // Теплоэнергетика, 1998, №9, с. 15-17.

68. Опыт построения системы химико-технологического мониторинга паровых котлов ТГМ-96 с последующей интеграцией ее в АСУ ТП ТЭЦ / П.Н. Назаренко,

69. B.Н. Самаренко, О.Ф. Квасова, C.B. Невский // Теплоэнергетика. — 2002. — №4. —1. C. 43—45.

70. Рогацкин Б.С. Экономическая эффективность автоматизации химического контроля водного режима электростанций конференция // Теплоэнергетика. — 1993. — №7. — С. 24—26.

71. Живучесть стареющих ТЭС / Балдин H.H., Богачко Ю.Н., Бритвин и др. — М.: Изд-во НП ЭНАС, 2000. — 559 с.

72. Паули В.К. К оценки надежности работы энергетического оборудования // Теплоэнергетика, 1996, №12, с. 37-41.

73. Ларин Б.М., Короткое А.Н. Испытание промышленного образца системы автоматического химконтроля за обессоливанием воды // Теплоэнергетика. — 1993. — №7. —С. 27—29.

74. Ларин Б.М., Бушуев E.H., Козюлина Е.В. Повышение информативности мониторинга водного режима конденсатно-питательного тракта энергоблоков // Теплоэнергетика. — 2003. — №7. — С. 2—8.

75. Ларин Б.М., Еремина H.A. Расчет минерализации и концентрации аммиака и углекислоты в водах типа конденсата // Теплоэнергетика. 2000. - №7. - С. 10-14.

76. Ц-02-94Т. О внесении изменений в объем технологических измерений, сигнализации. — М.: РАО «ЕЭС России», 1994. — 6 с.

77. Паули В.К. К оценке надежности работы энергетического оборудования // Теплоэнергетика. — 1996. — №12. — С. 37—41.

78. Паули В.К. Некоторые проблемы организации нейтрально-кислородного водного режима котлоагрегатов ТЭС // Электрические станции. — 1996. — №12. — С. 20—26.

79. Паули В. К. Новое в организации контроля за производственно-хозяйственной деятельностью в российской энергетике // Новое в российской энергетике. — 2000. — №1. — С. 5—8.

80. Dooley R.B. Fossil Plant Cycle Chemistry and Availability Problems // ESKOM/EPRI Cycle Chemistry Symposium — 1994. — С. ЗА—42.

81. Локотков А.В. Устройства связи с объектом. Модули фирмы ADVANTECH // Современные технологии автоматизации. — 1997. — №3. — С. 2—8.

82. Автоматический химконтроль за обработкой продувочной воды парогенераторов на АЭС с ВВЭР/ Б.М. Ларин, В.А. Маемет, В.Ф. Тяпков и др. //Теплоэнергетика. 2002. №7.с 8-13.

83. Integrated Circuits Data Book. Edition 3 — Consumer Microcircuits Limited, 1994. —340 c.

84. Методические указания по проектированию автоматизированных систем оперативного химического контроля теплоносителя энергоблоков сверхкритического давления. РД 34.37.104 88. М.; Изд. ВТИ, 1988.

85. 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.

86. Кострикин Ю.М., Коровин В.А., Рубчинская С.М. Влияние температуры пробы на значение рН и электропроводности//Теплоэнергетика, 1982.- №1.- С.76

87. Каганов В.И. Радиотехника+компьютер+Mathcad. — М.: Горячая линия -Телеком, 2001. — 416с.

88. ГОСТ 19.701-90. Единая система программной документации. Схемы алгоритмов, программ данных и систем. Условные обозначения и правила выполнения — М.: Изд-во стандартов, 1990. — 14 с.

89. Манькина Н.Н., Паули В.К., Журавлев JT.C. Обобщение промышленного опыта эффективности пароводокислородной очистки и пассивации // Теплоэнергетика. — 1996. — №7. — С. 55—61.

90. Гладышев Г.П., Мартынова О.И., Денисов В.Е. Влияние маневренных режимов на показатели качества воды и пара энергоблоков СКД // Электрические станции. — 1989. — №6. — С. 38—43.

91. О.И. Мартынова, Т.И. Петрова. На IV международной конференции EPR1 по водному режиму тепловых электростанций на органическом топливе (г. Атланта, США). Теплоэнергетика, 1995, №11, с.22-27.

92. Кондуктометр автоматический КАЦ 037. Руководство по эксплуатации. НПП «Техноприбор». М.: 2001, 26 с.94. рН-милливольтметр типа рН 011. Паспорт. НПП «Техноприбор». М.:1996, 22 с.

93. Патент 216872. способ контроля качества конденсата и питательной воды.