一种低压锅炉炉水水质在线调节方法与流程

1.本发明属于水处理领域，具体涉及一种低压锅炉炉水水质在线调节方法。


背景技术：

2.在一些低压锅炉运行过程中，工况变换较为频繁，炉水水质稳定性较差，传统的离线检测间歇调节的协调磷酸盐方法很难保证炉水水质指标合格率，导致锅炉内游离碱及泥渣含量较多，锅炉出现不同程度锈蚀，严重影响系统的安全运行，急需一种在线水质调节方法，提高炉水水质指标合格率。但由于磷酸盐在线检测技术的制约，磷表在线检测值存在5～15分钟的延时，某些低压锅炉工况变换较为频繁，炉水水质稳定性较差，将现有的磷酸盐在线检测技术直接应用于该种低压锅炉上，难以提高炉水水质指标合格率。为提高炉水指标合格率，减少锅炉内游离碱及泥渣含量，保障系统的安全运行，急需一种与现有检测技术相适应且适用于该种低压锅炉的炉水水质在线调节方法。


技术实现要素：

3.本发明其目的就在于提供一种低压锅炉炉水水质在线调节方法，以解决上述背景技术中的问题，适用于工况变换频繁、炉水水质稳定性差的低压锅炉炉水水质调节，可有效提高炉水指标合格率。
4.为实现上述目的而采取的技术方案是，一种低压锅炉炉水水质在线调节方法，该方法包括以下步骤：(1)炉水采用连续协调磷酸盐处理方式，建立t时刻磷酸根浓度数学函数模型，解算t时刻磷酸根浓度c：依据蒸汽系统蒸发量、排污量、起始磷酸根浓度、给水流量、炉水体积、给水硬度、蒸汽湿度及运行时间，建立t时刻磷酸根浓度数学函数模型，输入t时刻系统蒸发量、排污量、磷酸根、给水流量、炉水体积、给水硬度、蒸汽湿度及运行时间，解算t时刻磷酸根浓度c；(2)建立钠磷摩尔比r数学函数模型，解算t时刻炉水r值：依据ph值、磷酸根浓度c，建立钠磷摩尔比r数学函数模型，输入t时刻ph值、磷酸根浓度,解算t时刻炉水r值；(3)建立t时刻na3po4投加量数学函数模型，解算t时刻炉水na3po4投加量：依据蒸汽系统磷酸根、控制点磷酸根、炉水r、控制点r及na3po4溶液浓度，建立t时刻na3po4投加量数学函数模型，输入系统t时刻磷酸根浓度、控制点磷酸根、t时刻炉水r、控制点r及na3po4溶液浓度，解算t时刻炉水na3po4投加量；(4)建立t时刻nah2po4投加量数学函数模型，解算t时刻炉水nah2po4投加量：依据蒸汽系统磷酸根、控制点磷酸根、炉水r、控制点r及nah2po4溶液浓度，建立t时刻nah2po4投加量数学函数模型，输入系统t时刻磷酸根浓度、控制点磷酸根、t时刻炉水r、控制点r及nah2po4溶液浓度，解算t时刻炉水nah2po4投加量，炉水通过磷酸根浓度、r、磷酸盐投加量调节，实现炉水水质调节。
5.进一步，所述步骤(1)中t时刻磷酸根浓度数学函数模型的表达式为：
式中：f1(p,w,u,h,q,c0)—函数；f2(p,w,u,v0)—函数；f3(p,w,u,h,q)—函数；c0—起始时磷酸根浓度；c—t时刻磷酸根浓度；t—由c0到c经历时间；v0—炉水体积；h—给水硬度；q—给水流量；p—排污量；u—蒸汽湿度；w—蒸发量。
6.进一步，所述函数f1(p,w,u,h,q,c0)是关于p、w、u、h、q、c0的一次线性函数，随p、w、u、h、q、c0的增大而增大，减小而减小；所述函数f2(p,w,u,v0)是关于p、w、u、v0的函数，f2(p,w,u,v0)是p、w、u的一次线性函数，随p,w,u的增大而减小，减小而增大，f2(p,w,u,v0)是的v0反比例函数，随v0的增大而增大，减小而减小；所述函数f3(p,w,u,h,q)是关于p、w、u,、h、q的函数，f3(p,w,u,h,q)是p、w、u的复合函数，随p,w,u的增大而增大，减小而减小，f3(p,w,u,h,q)是的h、q正比例函数，随h、q的增大而减小，减小而增大。
7.进一步，所述步骤(2)中ph值为炉水ph检测值，由磷酸盐水解产生，其范围为：9≤ph≤11。
8.进一步，所述步骤(2)中钠磷摩尔比r为磷酸盐水解钠离子与磷酸根之比，其范围：2≤ph≤3；r值由r值与t时刻炉水磷酸根浓度c、ph值得数学函数模型解算求得，r值数学函数模型表达式如下：r＝f4(ph，c)其中r值是ph值得指数函数，r值随ph值增大而增大，减小而减小；r值是t时刻磷酸根浓度c的双曲线函数，r值随c值增大而减小，减小而增大。
9.进一步，所述步骤(3)中na3po4的浓度为1％～10％的独立水溶液，其投加量由na3po4投加量g与t时刻炉水r、控制点钠磷摩尔比值r
控
，t时刻磷酸根浓度c及控制点磷酸根浓度c
控
数学函数模型解算获得；na3po4投加量g的数学函数模型表达式如下：式中g与r、r
控
、c、c
控
呈一次线性函数关系，g值随r
控
、c
控
值增大而增大，减小而减小，g值随r、c值增大而减小，减小而增大。
10.进一步，所述步骤(4)中nah2po4的浓度为1％～10％的独立水溶液，其投加量由nah2po4投加量g1与t时刻炉水r、控制点钠磷摩尔比值r
控
、t时刻磷酸根浓度c及控制点磷酸根浓度c
控
数学函数模型解算获得；nah2po4投加量g1的数学函数模型表达式如下：
式中g1与r、r
控
、c、c
控
呈一次线性函数关系，g1值随r
控
、c值增大而减小，减小而增大，g值随r、c
控
值增大而增大，减小而减小。
11.有益效果与现有技术相比本发明具有以下优点。1.本发明对炉水水质实施在线调节，控制炉水水质偏离，试验表明，可有效提高炉水水质指标合格率；2.本发明对炉水t时刻磷酸根浓度精准解算，控制炉水中游离氢氧化钠的含量，有效预防锅炉传热管游离碱腐蚀穿孔现象的发生，保障系统的安全运行；3.本发明对炉水t时刻磷酸根浓度的精准解算，有效控制炉水内磷酸根含量，防止“磷酸盐隐藏现象”发生，为系统的安全运行提供保障；4.本发明磷酸盐投加量的精准解算，控制炉水内磷酸盐总含量，有效减少锅炉内泥渣量及泥渣处理成本。
附图说明
12.以下结合附图对本发明作进一步详述。图1为本发明的实施流程图。
具体实施方式
13.以下结合实施例和附图对本发明进一步说明。一种低压锅炉炉水水质在线调节方法，如图1所示，该方法包括以下步骤：(1)炉水采用连续协调磷酸盐处理方式，建立t时刻磷酸根浓度数学函数模型，解算t时刻磷酸根浓度c：依据蒸汽系统蒸发量、排污量、起始磷酸根浓度、给水流量、炉水体积、给水硬度、蒸汽湿度及运行时间，建立t时刻磷酸根浓度数学函数模型，输入t时刻系统蒸发量、排污量、磷酸根、给水流量、炉水体积、给水硬度、蒸汽湿度及运行时间，解算t时刻磷酸根浓度c；(2)建立钠磷摩尔比r数学函数模型，解算t时刻炉水r值：依据ph值、磷酸根浓度c，建立钠磷摩尔比r数学函数模型，输入t时刻ph值、磷酸根浓度,解算t时刻炉水r值；(3)建立t时刻na3po4投加量数学函数模型，解算t时刻炉水na3po4投加量：依据蒸汽系统磷酸根、控制点磷酸根、炉水r、控制点r及na3po4溶液浓度，建立t时刻na3po4投加量数学函数模型，输入系统t时刻磷酸根浓度、控制点磷酸根、t时刻炉水r、控制点r及na3po4溶液浓度，解算t时刻炉水na3po4投加量；(4)建立t时刻nah2po4投加量数学函数模型，解算t时刻炉水nah2po4投加量：依据蒸汽系统磷酸根、控制点磷酸根、炉水r、控制点r及nah2po4溶液浓度，建立t时刻nah2po4投加量数学函数模型，输入系统t时刻磷酸根浓度、控制点磷酸根、t时刻炉水r、控制点r及nah2po4溶液浓度，解算t时刻炉水nah2po4投加量，炉水通过磷酸根浓度、r、磷酸盐投加量调节，实现炉水水质调节。
14.所述步骤(1)中t时刻磷酸根浓度数学函数模型的表达式为：式中：
f1(p,w,u,h,q,c0)—函数；f2(p,w,u,v0)—函数；f3(p,w,u,h,q)—函数；c0—起始时磷酸根浓度；c—t时刻磷酸根浓度；t—由c0到c经历时间；v0—炉水体积；h—给水硬度；q—给水流量；p—排污量；u—蒸汽湿度；w—蒸发量。
15.所述函数f1(p,w,u,h,q,c0)是关于p、w、u、h、q、c0的一次线性函数，随p、w、u、h、q、c0的增大而增大，减小而减小；所述函数f2(p,w,u,v0)是关于p、w、u、v0的函数，f2(p,w,u,v0)是p、w、u的一次线性函数，随p,w,u的增大而减小，减小而增大，f2(p,w,u,v0)是的v0反比例函数，随v0的增大而增大，减小而减小；所述函数f3(p,w,u,h,q)是关于p、w、u,、h、q的函数，f3(p,w,u,h,q)是p、w、u的复合函数，随p,w,u的增大而增大，减小而减小，f3(p,w,u,h,q)是的h、q正比例函数，随h、q的增大而减小，减小而增大。
16.所述步骤(2)中ph值为炉水ph检测值，由磷酸盐水解产生，其范围为：9≤ph≤11。
17.所述步骤(2)中钠磷摩尔比r为磷酸盐水解钠离子与磷酸根之比，其范围：2≤ph≤3；r值由r值与t时刻炉水磷酸根浓度c、ph值得数学函数模型解算求得，r值数学函数模型表达式如下：r＝f4(ph，c)其中r值是ph值得指数函数，r值随ph值增大而增大，减小而减小；r值是t时刻磷酸根浓度c的双曲线函数，r值随c值增大而减小，减小而增大。
18.所述步骤(3)中na3po4的浓度为1％～10％的独立水溶液，其投加量由na3po4投加量g与t时刻炉水r、控制点钠磷摩尔比值r
控
，t时刻磷酸根浓度c及控制点磷酸根浓度c
控
数学函数模型解算获得；na3po4投加量g的数学函数模型表达式如下：式中g与r、r
控
、c、c
控
呈一次线性函数关系，g值随r
控
、c
控
值增大而增大，减小而减小，g值随r、c值增大而减小，减小而增大。
19.所述步骤(4)中nah2po4的浓度为1％～10％的独立水溶液，其投加量由nah2po4投加量g1与t时刻炉水r、控制点钠磷摩尔比值r
控
、t时刻磷酸根浓度c及控制点磷酸根浓度c
控
数学函数模型解算获得；nah2po4投加量g1的数学函数模型表达式如下：式中g1与r、r
控
、c、c
控
呈一次线性函数关系，g1值随r
控
、c值增大而减小，减小而增大，g值随r、c
控
值增大而增大，减小而减小。
20.本发明在具体实施时，炉水采用连续协调磷酸盐处理方式，依据蒸汽系统蒸发量、
排污量、起始磷酸根浓度、给水流量、炉水体积、给水硬度、蒸汽湿度及运行时间，建立磷酸根数学函数模型，输入t时刻系统蒸发量、排污量、起始磷酸根浓度、给水流量、炉水体积、给水硬度、蒸汽湿度及运行时间，解算t时刻磷酸根浓度。磷酸根数学函数模型表达式如下：函数f1(p,w,u,h,q,c0)是关于p、w、u、h、q、c0的一次线性函数，随p、w、u、h、q、c0的增大而增大，减小而减小。函数f2(p,w,u,v0)是关于p、w、u、v0的函数，f2(p,w,u,v0)是p、w、u的一次线性函数，随p,w,u的增大而减小，减小而增大。f2(p,w,u,v0)是的v0反比例函数，随v0的增大而增大，减小而减小。函数f3(p,w,u,h,q)是关于p、w、u,、h、q的函数，f3(p,w,u,h,q)是p、w、u的复合函数，随p,w,u的增大而增大，减小而减小。f3(p,w,u,h,q)是的h、q正比例函数，随h、q的增大而减小，减小而增大。
21.在线仪表检测检测炉水ph值，ph值为磷酸盐水解产生，其范围为：9≤ph≤11。依据ph值、磷酸根浓度，建立r数学函数模型，输入t时刻ph值、磷酸根浓度，解算t时刻炉水r值。r数学函数模型表达式如下：r＝f4(ph，c)其中r值是ph值得指数函数，r值随ph值增大而增大，减小而减小。r值是t时刻磷酸根浓度c的双曲线函数，r值随c值增大而减小，减小而增大。
22.依据蒸汽系统磷酸根、控制点磷酸根、炉水r、控制点r及na3po4溶液浓度，建立na3po4投加量数学函数模型，输入系统t时刻磷酸根浓度、控制点磷酸根、t时刻炉水r、控制点r及na3po4溶液浓度，解算t时刻炉水na3po4投加量。na3po4为浓度为1％～10％的独立水溶液，na3po4投加量g的数学函数模型表达式如下：式中g与r、r
控
、c、c
控
呈一次线性函数关系，g值随r
控
、c
控
值增大而增大，减小而减小，g值随r、c、值增大而减小，减小而增大。
23.依据蒸汽系统磷酸根、控制点磷酸根、炉水r、控制点r及nah2po4溶液浓度，建立nah2po4投加量数学函数模型，输入系统t时刻磷酸根浓度、控制点磷酸根、t时刻炉水r、控制点r及nah2po4溶液浓度，解算t时刻炉水nah2po4投加量。其中nah2po4为浓度为1％～10％的独立水溶液，nah2po4投加量g1的数学函数模型表达式如下：式中g1与r、r
控
、c、c
控
呈一次线性函数关系，g1值随r
控
、c、值增大而减小，减小而增大，g1值随r、c
控
值增大而增大，减小而减小。炉水通磷酸根浓度、r、磷酸盐投加量调节，实现炉水水质调节。