[发明专利]一种炉水电导率计算方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及火电厂炉水水质监控技术领域，特别是涉及一种炉水电导率计算方法及系统。

背景技术

随着电力行业的迅速发展，我国国内火力发电机组在不断增加，为保证火力发电机组的经济、安全运行，首要前提是保证锅炉炉水水质合格。为了更好地保证锅炉水质的品质，很多火力发电厂开始研发采用多参数协同自动加药系统。

多参数协同加药系统，采用人工智能模糊控制技术，能够同时满足自动加磷酸盐加药装置的技术要求和锅炉水质监控的运行控制指标合格的要求。该装置具有加药量显示、主控参数显示、加药泵选择与运行显示、参数记录与打印、故障报警与断电参数保护、RS485串口通讯接口等功能；同时具备手动与自动操作功能。多参数协同自动加药控制方式，将炉水表、DD表、pH表、给水流量信号同时接入控制系统，机组稳定负荷工作时以作为主控参数，DD表、pH表作为辅控参数，得到炉水加磷酸盐数学控制模型，采用智能PID进行调节。

为了减缓锅炉水汽系统的腐蚀，多参数协同加药系统通常向炉水中加入氨、磷配盐、氢氧化钠中的一种或多种药剂，药剂加入炉水中形成炉水溶液。炉水溶液中的各种正、负离子都具有导电的能力，其导电能力的大小用电导率来表示。炉水电导率通常作为综合反映热力系统水汽品质，尤其是炉水水质的监控指标、锅炉排污的判断指标以及多参数协同自动加药控制技术的辅助参数，因此炉水电导率的精确计算对于火力发电厂锅炉系统的安全经济运行尤为重要。

发明内容

本发明的目的是提供一种炉水电导率计算方法及系统，能够精确计算出多电解质炉水溶液的电导率，为炉水品质的监控、炉水排污的判断以及多参数协同自动加药控制技术的辅控提供一个参考指标，有利于火力发电厂锅炉系统的安全经济运行。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种炉水电导率计算方法，所述方法包括：

根据炉水中各离子的真实质量摩尔浓度和炉水中各离子所带的电荷数计算离子强度；

根据炉水中所述各离子所带电荷数、溶剂的介电常数、炉水温度、溶剂粘度和所述各离子的极限摩尔电导率计算常数系数；

根据所述离子强度和所述常数系数计算炉水中强电解质离子的摩尔电导率；

根据所述各离子的极限摩尔电导率、弱电解质的电离度和弱电解质浓度计算炉水中弱电解质离子的摩尔电导率；

根据所述强电解质离子的摩尔电导率和所述弱电解质离子的摩尔电导率计算炉水电导率。

可选的，所述根据炉水中各离子的真实质量摩尔浓度和炉水中各离子所带的电荷数计算离子强度，具体包括：

根据炉水中各离子的真实质量摩尔浓度和炉水中各离子所带的电荷数计算所述离子强度，所述离子强度的计算公式如下：

其中，I表示所述离子强度，单位mol·kg^-1；m_i表示第i种离子的真实质量摩尔浓度，单位mol·kg^-1；Z_i表示第i种离子所带电荷数；n表示炉水中离子的种类数。

可选的，所述根据炉水中离子所带电荷数、溶剂的介电常数、炉水温度、溶剂粘度和离子的极限摩尔电导率计算常数系数，具体包括：

根据炉水中离子所带电荷数、溶剂的介电常数、炉水温度和溶剂粘度计算由电泳效应导致的摩尔电导率的降低值β，所述降低值β的计算公式如下：

其中，β表示由电泳效应导致的摩尔电导率的降低值，单位S·m²·mol^-1；η表示溶剂粘度，单位Pa·s；D表示溶剂的介电常数，单位F/m；T表示炉水温度，单位K；Z₁表示第一种离子所带电荷数，Z₂表示第二种离子所带电荷数，所述第一种离子和所述第二种离子为炉水中同一种电解质电离出的两种离子；

根据离子的极限摩尔电导率和离子所带电荷数求中间量q，所述中间量q的计算公式如下：

其中，q表示所述中间量，单位S·m²·mol^-1；Z₁表示所述第一种离子所带电荷数，Z₂表示所述第二种离子所带电荷数，所述第一种离子和所述第二种离子为炉水中同一种电解质电离出的两种离子；表示所述第一种离子的极限摩尔电导率，表示所述第二种离子的极限摩尔电导率；

根据离子所带电荷数、所述中间量q、溶剂的介电常数和炉水温度计算由于弛豫效应引起的摩尔电导率的下降值α，所述下降值α的计算公式如下：