專利名稱：：電站凝結(jié)水精處理出水水質(zhì)的在線監(jiān)測和控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種在線監(jiān)測和控制電站凝結(jié)水精處理出水水質(zhì)的方法。技術(shù)背景目前，我國300MW及以上機(jī)組給水處理主要采用的是全揮發(fā)處理(AVT)，爐水處理較多采用磷酸鹽和全揮發(fā)處理。直流爐從80年代開始逐漸采用給水加氧處理(OT)的聯(lián)合處理方式，該項(xiàng)技術(shù)己被證明，可以有效地降低鍋爐給水含鐵量、降低鍋爐結(jié)垢速率、延長鍋爐化學(xué)清洗周期和凝結(jié)水精處理混床(以下簡稱"凝混床")運(yùn)行周期，是一種既經(jīng)濟(jì)又高效的鍋爐給水處理方式。給水加氧處理(OT)的原理在于純水條件下，加氧利于在金屬表面生成保護(hù)性的鈍化膜，減緩系統(tǒng)腐蝕。汽包爐由于汽包對爐水的濃縮作用，使得如何控制爐水水質(zhì)成為汽包鍋爐實(shí)施給水加氧處理和爐水氫氧化鈉處理的難點(diǎn)。我國目前己投運(yùn)的亞臨界汽包鍋爐近200臺，研究其給水、爐水及凝混床出水等水質(zhì)優(yōu)化控制技術(shù)，對于推廣給水加氧處理和爐水氫氧化鈉處理技術(shù)，提高我國發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行安全性和運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性，有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。為達(dá)到給水加氧處理、爐水氫氧化鈉處理對給水和爐水水質(zhì)控制要求，對影響給水和爐水水質(zhì)的主要影響因素所進(jìn)行的分析、檢測和試驗(yàn)研究結(jié)果表明，凝混床運(yùn)行終點(diǎn)的控制方式對給水和爐水水質(zhì)有著重要影響。目前我國采用的凝混床控制指標(biāo)(GB12145-1999)見表l，該控制指標(biāo)規(guī)定了凝結(jié)水經(jīng)氫型混床處理后的硬度、二氧化硅、鈉、鐵、銅的含量以及電導(dǎo)率標(biāo)準(zhǔn)。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage3</column></row><table>上述凝混床運(yùn)行終點(diǎn)控制指標(biāo)對于凝混床的失效終點(diǎn)判斷而言不夠有效，較難靈敏地反映凝混床出水中微量氯離子(^g/l級)含量的變化，因此難以對凝混床出水的水質(zhì)進(jìn)行準(zhǔn)確判斷和有效控制，易導(dǎo)致出水氯離子泄漏，進(jìn)而影響到給水及爐水水質(zhì)。因此，本領(lǐng)域中迫切需要一種能有效、穩(wěn)定且靈敏地對電站凝結(jié)水精處理出水水質(zhì)進(jìn)行判斷的在線監(jiān)測和控制的方法。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種能有效、穩(wěn)定且靈敏地對電站凝結(jié)水精處理出水水質(zhì)進(jìn)行在線監(jiān)測的方法。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種能有效、穩(wěn)定且靈敏地對電站凝結(jié)水精處理出水水質(zhì)進(jìn)行控制的方法。本發(fā)明的發(fā)明人經(jīng)過深入的研究和大量的試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，通過在線監(jiān)控凝混床出水的pH值來控制凝混床的運(yùn)行終點(diǎn)，能使凝混床出水、給水和爐水水質(zhì)優(yōu)良、穩(wěn)定，滿足給水加氧處理、爐水氫氧化鈉處理等對給水和爐水水質(zhì)要求很高的化學(xué)水工況的水質(zhì)控制標(biāo)準(zhǔn)。如上所述，現(xiàn)有技術(shù)中主要采用在線氫電導(dǎo)率對凝混床出水的水質(zhì)進(jìn)行控制，由于凝混床出水的氫電導(dǎo)率絕對值小、變化范圍窄，因此較難靈敏地反映凝混床出水中微量氯離子含量的變化，從而難以對凝混床出水水質(zhì)進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷和控制。本發(fā)明方法的一大特點(diǎn)在于采用凝結(jié)水精處理出水的pH值作為監(jiān)控指標(biāo)，由于pH值變化范圍寬，靈敏度高且直觀，因此能夠及時(shí)地在線監(jiān)測凝混床出水水質(zhì)，防止凝混床出現(xiàn)氯離子泄漏現(xiàn)象，從而控制凝結(jié)水精處理出水的水質(zhì)，進(jìn)而控制汽包爐給水及爐水水質(zhì)。本發(fā)明所用的"pH值"是指25"時(shí)的pH值。在本發(fā)明的第一方面，提供了一種凝結(jié)水精處理出水水質(zhì)的在線監(jiān)測方法，該方法包括對所述凝結(jié)水精處理出水的pH值進(jìn)行在線監(jiān)測。本發(fā)明的另一個(gè)方面提供了一種凝結(jié)水精處理出水水質(zhì)的控制方法，該方法包括對所述凝結(jié)水精處理出水的pH值進(jìn)行在線監(jiān)測，并且將所述出水的pH值控制在保證良好的出水水質(zhì)的范圍內(nèi)。優(yōu)選地是，將所述凝結(jié)水精處理出水的pH值控制在6.0-8.0的范圍內(nèi)。優(yōu)選地是，將所述凝結(jié)水精處理出水的pH值控制在6.0-7.5的范圍內(nèi)。優(yōu)選地是，將所述凝結(jié)水精處理出水的pH值控制在6.0-7.0的范圍內(nèi)。優(yōu)選地是，在所述凝結(jié)水精處理出水的pH值超出所述范圍的情況下，通過切換精處理和/或再生凝結(jié)水精處理混床樹脂來將所述出水的pH值控制在所述范圍內(nèi)。優(yōu)選地是，通過精處理出口在線pH表或人工取樣測定，對所述凝結(jié)水精處理出水的pH值進(jìn)行監(jiān)控。優(yōu)選地是，所述方法可應(yīng)用于給水采用加氧處理、和/或爐水采用氫氧化鈉處理的鍋爐。優(yōu)選地是，所述加氧處理為加氨一氧處理。優(yōu)選地是，所述方法可應(yīng)用于對給水和爐水水質(zhì)要求特別高的發(fā)電機(jī)組化學(xué)水工況。圖1是根據(jù)理論計(jì)算得出的凝混床不同出水pH及不同氯型樹脂含量下出水氯離子含量的曲線。圖2是凝混床實(shí)際運(yùn)行狀況下二臺精處理氫型運(yùn)行對給水、爐水氫電導(dǎo)率影響。圖3是凝混床實(shí)際運(yùn)行狀況下一臺精處理氫型運(yùn)行，一臺精處理銨型運(yùn)行對給水、爐水氫電導(dǎo)率影響。圖4是凝混床實(shí)際運(yùn)行伏況下二臺精處理銨型運(yùn)行對給水、爐水氫電導(dǎo)率影響。圖中HD為氫電導(dǎo)率的縮寫。具體實(shí)施方式凝混床對凝結(jié)水的凈化程度與混合樹脂型態(tài)、混合均勻程度等因素有關(guān)，特別是混床陰樹脂中氯型樹脂的含量會直接影響混床出水氯離子含量。凝混床出水氯離子的平衡泄漏可以用以下等式來描述R-OH+C廠oR-C1+OH—KgH=[R-C1][OH—]/[R-OH][CI—][C1—]=[R-C1][OH—]/|R-OH]K:其中R表示樹脂相，K^表示氯離子對OH—的選擇性系數(shù)，取25'C時(shí)，為22。本發(fā)明的發(fā)明人通過深入研究后發(fā)現(xiàn)，在同一氯型樹脂含量下，凝混床出水的pH值越高，對應(yīng)的出水中氯離子含量就越高。另一方面，如果將凝混床出水的pH值控制在一定的范圍內(nèi)，則氯型樹脂的含量對氯離子的泄漏影響會較小，由此可以保證良好的凝混床出水水質(zhì)。據(jù)此，本發(fā)明的發(fā)明人提出了通過在線監(jiān)測凝結(jié)水精處理出水的pH值來對出水水質(zhì)進(jìn)行在線監(jiān)測的方法，同時(shí)還提出了通過將凝結(jié)水精處理出水的pH值控制在保證良好的出水水質(zhì)的范圍內(nèi)，由此對凝結(jié)水精處理出水水質(zhì)進(jìn)行控制的方法。影響凝混床出水水質(zhì)的主要因素是凝混床存在陽陰樹脂交叉污染，所有的凝混床都不同程度的存在交叉污染?；旌蠘渲脑偕蛛x工藝、分離設(shè)備、樹脂輸送、樹脂種類和再生劑質(zhì)量等都對陽陰樹脂的交叉污染產(chǎn)生一定的影響。各電站凝混床因再生工藝、分離設(shè)備等不同，樹脂的交叉污染率不盡相同，上述能保證良好出水水質(zhì)的出水pH值范圍會隨著凝混床樹脂的交叉污染率不同而有所不同。樹脂交叉污染低，出水pH值可適當(dāng)放寬，樹脂交叉污染高，則必須嚴(yán)格控制凝混床出水pH，pH值的控制范圍相對較窄。優(yōu)選的是，將凝結(jié)水精處理出水的pH值控制在6.0-8.0的范圍內(nèi)，更優(yōu)選的是控制在6.0-7.5的范圍內(nèi)，特別優(yōu)選的是控制在6.0-7J)的范圍內(nèi)。一般來說，凝混床運(yùn)行初期的出水pH值通常在6.0-6.5的范圍內(nèi)，為氫型運(yùn)行階段，水質(zhì)良好且穩(wěn)定。隨著凝混床運(yùn)行的進(jìn)行，凝混床進(jìn)水中的氨不斷地與陽樹脂中的氫離子官能基團(tuán)進(jìn)行交換，氫型官能基團(tuán)的數(shù)量逐漸降低，凝混床開始漏氨，出水的pH值逐漸升高，凝混床逐步向銨型運(yùn)行階段過渡，直至混床中的陽樹脂官能基團(tuán)大部分轉(zhuǎn)為銨型甚至全部轉(zhuǎn)為銨型。當(dāng)出水pH值升高至一定程度之后，凝混床就會出現(xiàn)漏氯現(xiàn)象，出水的氯離子含量隨pH升高而上升并維持在較高的含量水平，從而使得出水水質(zhì)變差，進(jìn)而影響到鍋爐給水和爐水水質(zhì)。因此，通過對凝混床出水的pH值進(jìn)行在線監(jiān)測和控制，能夠有效且靈敏地控制凝混床的出水水質(zhì)，進(jìn)而控制鍋爐給水和爐水水質(zhì)。不同的凝結(jié)水精處理混床樹脂交叉污染率不盡相同，凝混床出水pH值的控制終點(diǎn)也不同，可以采取測定不同pH值時(shí)的凝混床出水對應(yīng)的氯離子含量，也可通過測定爐水氯離子含量或爐水氫電導(dǎo)率，根據(jù)給水處理、爐水處理工藝對應(yīng)的給水水質(zhì)和爐水水質(zhì)的要求，設(shè)定凝混床運(yùn)行終點(diǎn)的pH值。一旦凝混床pH上升后出水水質(zhì)的劣化影響到給水或爐水水質(zhì)，則必須投運(yùn)備用的凝混床，停運(yùn)pH值超標(biāo)的凝混床，對該床進(jìn)行再生。本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)如—h(1)本發(fā)明首次提出了通過對凝結(jié)水精處理出水的pH值進(jìn)行在線監(jiān)測來控制凝結(jié)水精處理出水水質(zhì)的方法，該方法解決了現(xiàn)有技術(shù)中對凝結(jié)水精處理出水水質(zhì)的判斷和控制不夠靈敏和有效的問題。(2)本發(fā)明采用凝結(jié)水精處理出水的pH值作為出水水質(zhì)的監(jiān)控指標(biāo)，由于出水pH值能較容易地進(jìn)行在線監(jiān)測，因此本發(fā)明的方法在工業(yè)應(yīng)用上可靠且簡單易行。(3)本發(fā)明通過控制凝結(jié)水精處理出水的pH值來間接控制出水氯離子含量，進(jìn)而控制鍋爐給水和爐水水質(zhì)，改善熱力系統(tǒng)的水汽品質(zhì)，提高發(fā)電機(jī)組運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性。(4)本發(fā)明的方法能及時(shí)和有效地控制凝結(jié)水精處理出水水質(zhì)，適用于所有的凝結(jié)水精處理，能夠滿足汽包爐給水加氧處理和爐水氫氧化鈉處理等先進(jìn)技術(shù)對爐水水質(zhì)的要求，解決了汽包爐實(shí)施給水加氧處理和爐水氫氧化鈉處理的技術(shù)難點(diǎn)。下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。下列實(shí)施例中未注明具體條件的實(shí)驗(yàn)方法，通常按照常規(guī)條件，或按照制造廠商所建議的條件進(jìn)行。實(shí)施例l上海吳涇第二發(fā)電有限責(zé)任公司2號機(jī)組是我國自行制造的600MW火力發(fā)電機(jī)組。鍋爐是上海鍋爐廠設(shè)計(jì)、制造的2008t/h亞臨界控制循環(huán)汽包鍋爐，型號為SG-20081.7.S-M卯1。汽輪機(jī)由上海汽輪機(jī)有限公司與美國西屋公司合作，并按照美國西屋公司技術(shù)制造的600MW亞臨界、中間再熱、四缸四排汽單軸、凝汽式汽輪機(jī)，型號為N600-16.7/538。發(fā)電機(jī)組為上海電機(jī)廠制造的QFSN-600-650-2型水氫氫汽輪發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)型號為QRSN-600-2型。機(jī)組控制系統(tǒng)選用美國貝利公司提供的INFI-90微機(jī)集散控制系統(tǒng)。凝結(jié)水精處理設(shè)備是由美國GRAVERWATER水處理公司生產(chǎn)制造的,設(shè)計(jì)正常流量是763mS/h,最大出力是875m3/11，系統(tǒng)壓差是280kpa?；齑苍O(shè)計(jì)承受溫度6(TC;運(yùn)行時(shí)的溫度《55t:。系統(tǒng)設(shè)有3臺體外再生高速混床，機(jī)組正常運(yùn)行情況下，兩臺混床運(yùn)行，一臺備用，每臺床體處理流量是凝結(jié)水流量的50%。精處理系統(tǒng)設(shè)有旁路閥，當(dāng)溫度、壓差超過設(shè)定值，或者少于兩臺混床運(yùn)行，系統(tǒng)旁路閥自動打開以便保護(hù)精處理混床設(shè)備和樹脂，保證機(jī)組的安全運(yùn)行。為了有效地降低機(jī)組受熱面結(jié)垢速率、延長機(jī)組化學(xué)清洗周期、提高機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性、使機(jī)組潔凈度達(dá)到國際先進(jìn)水平，對上述2號機(jī)組實(shí)施給水加氧處理，爐水采用氫氧化鈉處理。汽包爐實(shí)施給水加氧處理對水質(zhì)要求較高，爐水的氯離子含量要求控制在100ng/L以下。凝混床的氯型樹脂含量及凝混床出水pH值對凝混床氯離子泄漏影響的理論曲線見圖l，圖l示出了不同出水pH值(分別為7.0、8.0、8.5、9.0)及不同氯型樹脂含量下出水氯離子含量的曲線。如圖1所示，在同一氯型樹脂含量下，混床出水pH越高，對應(yīng)的氯離子含量越高。另一方面，凝混床出水的pH值在7.0時(shí)，即氫型運(yùn)行周期內(nèi)，氯型樹脂的含量對氯離子的泄漏影響非常小，可以保證良好的凝混床出水水質(zhì)。然而，隨著凝混床出水pH值的上升，氯型樹脂的含量對氯離子的泄漏影響逐步增大。機(jī)組實(shí)際運(yùn)行時(shí)精處理的運(yùn)行狀態(tài)主要會出現(xiàn)下列三種情況1)兩臺精處理均為氫型運(yùn)行；2)—臺氫型、一臺氨型運(yùn)行；3)兩臺都為氨型運(yùn)行。精處理上述三種運(yùn)行狀態(tài)對給水氫導(dǎo)和爐水氫導(dǎo)的影響情況見圖2、圖3和圖4。圖2為二臺精處理氫型運(yùn)行模式。在氫型運(yùn)行狀態(tài)下，A、B凝混床出水HD均在0.050.06pS/cm，出水pH小于7，從圖2可以看出，此階段給水HD始終在0.0550.065uS/cm之間波動，爐7jCHD在0.40.7uS/cm，爐水不會產(chǎn)生濃縮現(xiàn)象。圖3是一臺精處理氫型運(yùn)行、一臺精處理銨型運(yùn)行，銨型運(yùn)行的精處理出水pH在8.09.2之間，HD--般在0.070.08yS/cm，極限值可達(dá)到O.IOnS/cm，符合GB12145-1999規(guī)定的凝結(jié)水經(jīng)氫型混床處理后出水氫電導(dǎo)率正常運(yùn)行值《0.15uS/cm的控制標(biāo)準(zhǔn)。此種情況下，給水的氫導(dǎo)在0.070.09uS/cm之間，但爐水HD會有上升趨勢，從氫型運(yùn)行的0.5yS/cm上升到1.5uS/cm左右，極限情況爐水HD可達(dá)到2.0uS/cm,說明精處理一臺氫型運(yùn)行、一臺氨型運(yùn)行(凝混床出水氫電導(dǎo)率低于GB12145-1999規(guī)定的正常運(yùn)行值)時(shí)發(fā)生微量氯離子泄漏，爐水會產(chǎn)生濃縮現(xiàn)象，導(dǎo)致氫導(dǎo)上升甚至超標(biāo)。圖4是二臺精處理均為氨型運(yùn)行情況，此時(shí)凝混床出水的pH在8.59.2，凝混床出水和給水的氫導(dǎo)在0.080.10之間(凝混床出水氫電導(dǎo)率低于GB12145-1999規(guī)定的正常運(yùn)行值)，從圖4可以看出，此種情況下，爐水的氫導(dǎo)大多數(shù)時(shí)間都在3.0pS/cm以上，精處理進(jìn)出口pH—致時(shí)(pH在9.2左右)爐水氫導(dǎo)可以達(dá)到4.2yS/cm,,說明二臺精處理均為氨型運(yùn)行時(shí)，爐水濃縮情況相當(dāng)嚴(yán)重，爐水氫導(dǎo)始終處于超標(biāo)狀態(tài)。從圖3和圖4顯示的例子可以看出，凝混床銨型運(yùn)行時(shí)，凝混床出水氫電導(dǎo)率未超出GB12145-1999規(guī)定的正常運(yùn)行值，但已對鍋爐爐水水質(zhì)產(chǎn)生了很大影響，嚴(yán)重時(shí)將造成爐水水質(zhì)超標(biāo)，因此采用GB12145-1999中氫電導(dǎo)率判斷和控制凝混床的運(yùn)行終點(diǎn)，在對給水采用加氧處理、爐水采用氫氧化鈉處理等對給水和爐水水質(zhì)要求較高的化學(xué)水工況時(shí)，宜造成爐水水質(zhì)超標(biāo)，影響給水加氧處理和爐水氫氧化鈉處理工藝的實(shí)施和效果?；诰幚沓鏊畾鋵?dǎo)絕對值小、變化范圍窄、靈敏度較低，而精處理出水pH變化范圍寬，靈敏度高且直觀的原因，在凝混床實(shí)際運(yùn)行過程中除了監(jiān)控氫電導(dǎo)率，還可根據(jù)出水pH值判斷精處理運(yùn)行狀態(tài)，只要控制出水pH《7.0，使凝混床保持氫型運(yùn)行狀態(tài)，就能夠確保凝混床出水質(zhì)量始終處于良好狀態(tài)。本實(shí)施例通過將凝混床出水的pH值控制為《7.0，采用凝混床出水pH〉7.0，便停運(yùn)該臺凝混床并進(jìn)行再生的方法，能夠確保凝混床始終處于氫型運(yùn)行狀態(tài)，改善了爐水水質(zhì)，使?fàn)t水水質(zhì)達(dá)到汽包爐實(shí)施給水加氧處理和爐水氫氧化鈉處理的水質(zhì)要求，成功地解決了汽包爐實(shí)施給水加氧處理和爐水氫氧化鈉處理的技術(shù)難點(diǎn)。機(jī)組實(shí)施給水加氧處理后，給水和高加疏水鐵含量大幅度下降，鍋爐水冷壁結(jié)垢速率降低70%，鍋爐化學(xué)清洗周期大大延長，每年可獲得經(jīng)濟(jì)效益約1300萬元，并因停用聯(lián)氨、減少再生廢水排放、減少化學(xué)清洗廢液及排氣噪聲等取得良好的社會效益。在本發(fā)明提及的所有文獻(xiàn)都在本申請中引用作為參考，就如同每一篇文獻(xiàn)被單獨(dú)引用作為參考那樣。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明的上述講授內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。權(quán)利要求1.一種凝結(jié)水精處理出水水質(zhì)的在線監(jiān)測方法，該方法包括對所述凝結(jié)水精處理出水的pH值進(jìn)行在線監(jiān)測。2.—種凝結(jié)水精處理出水水質(zhì)的控制方法，該方法包括對所述凝結(jié)水精處理出水的pH值進(jìn)行在線監(jiān)測，并且將所述出水的pH值控制在保證良好的出水水質(zhì)的范圍內(nèi)。3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，將所述凝結(jié)水精處理出水的pH值控制在6.0-8.0的范圍內(nèi)。4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，將所述凝結(jié)水精處理出水的pH值控制在6.0-7.5的范圍內(nèi)。5.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，將所述凝結(jié)水精處理出水的pH值控制在6.0-7.0的范圍內(nèi)。6.如權(quán)利要求2-5中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在所述凝結(jié)水精處理出水的pH值超出所述范圍的情況下，通過切換精處理和/或再生凝結(jié)水精處理混床樹脂來將所述出水的pH值控制在所述范圍內(nèi)。7.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，通過精處理出口在線pH表或人工取樣測定，對所述凝結(jié)水精處理出水的pH值進(jìn)行監(jiān)控。8.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法可應(yīng)用于給水采用加氧處理、和/或爐水采用氫氧化鈉處理的鍋爐。9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述加氧處理為加氨一氧處理。10.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法可應(yīng)用于對給水和爐水水質(zhì)要求特別高的發(fā)電機(jī)組化學(xué)水工況。全文摘要本發(fā)明提供了一種凝結(jié)水精處理出水水質(zhì)的在線監(jiān)測方法，該方法包括對所述凝結(jié)水精處理出水的pH值進(jìn)行在線監(jiān)測。本發(fā)明的方法可以有效、穩(wěn)定且靈敏地對電站凝結(jié)水精處理出水水質(zhì)進(jìn)行判斷的在線監(jiān)測和控制。文檔編號G01N33/18GK101144806SQ20061003107公開日2008年3月19日申請日期2006年9月13日優(yōu)先權(quán)日2006年9月13日發(fā)明者劉文強(qiáng),嵐徐,喆游,王安寧,龔秋霖申請人:華東電力試驗(yàn)研究院;上海吳涇第二發(fā)電有限責(zé)任公司