[发明专利]一种基于红外光谱法的水汽品质异常判定方法及监测设备

说明书

本发明公开了一种基于红外光谱法的水汽品质异常判定方法及监测设备，技术方案是，通过对凝结水、给水、过热蒸汽、再热蒸汽进行取样，分别通过氢电导率表及红外光谱监测仪表，得到氢电导率数据、碳酸根、甲酸根、乙酸根数据，数据传输至控制分析模块，数据分析模块将氢电导率数据、碳酸根、甲酸根、乙酸根数据进行纵向、横向比较，即各水汽检测浓度之间以及与理论浓度之间进行比较，得出水汽品质异常原因。本发明可对机组运行过程中水汽品质中二氧化碳、有机物等危害离子(杂质)进行直观、即时精准分析监测，实验验证证明，本发明的方法能够准确判断水汽品质异常原因，为水汽品质异常检测提供了一种新的途径。

技术领域

本发明涉及一种基于红外光谱法的水汽品质异常判定方法及监测设备，属于电厂设备技术领域。

背景技术

火力发电厂运行是将锅炉补给水(除盐水)经过热力系统，逐渐升温升压，变成高温高压蒸汽，然后拖动汽轮机做功发电，随着锅炉补给水水源由自然水源变更为城市中水，水源中有机物含量大幅增加，现有制水设备无法有效去除有机物，有机物进入火力发电厂热力系统后会随着温度、压力增加逐步分解，最终分解为二氧化碳及少量腐蚀性小分子有机酸甲酸、乙酸，且凝汽器负压系统泄漏等原因亦会使二氧化碳进入热力系统，引起热力系统腐蚀、结垢，危机机组运行安全。现有监测热力系统有机物污染的设备及方法为依靠氢电导率、除气氢电导率间接判断热力系统中二氧化碳含量，依靠TOC及离子色谱实验室检测有机物含量。但现有仪表及方法的缺陷是：(1)氢电导率、除气氢电导率为间接判定，主要检测的为二氧化碳对水汽品质的影响，无法定量检测，并无法判定二氧化碳来源为有机物污染还是系统漏入空气；(2)TOC检测的多为有机物含量，但对于对热力系统主要起危害作用的二氧化碳、甲酸、乙酸无法定量分析；(3)离子色谱为实验室检测手段，可定量分析甲酸、乙酸，但其无法对二氧化碳进行监测又无法实时监测；(4)现有监测手段都无法直接确定水汽品质异常原因。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种基于红外光谱法的水汽品质异常判定方法及监测设备。

为了实现上述目的，本发明的技术方案之一是：

一种基于红外光谱法的水汽品质异常判定方法，包括以下步骤：

(1)模拟电厂火力发电机组热力系统运行中的水汽情况，绘制标准曲线，具体方法为：

①模拟火力发电机组热力系统实际热力条件，测定不同热力条件下不同水样中有机物分解后的碳酸根、甲酸根、乙酸根浓度和氢电导率；

②根据测定的碳酸根、甲酸根、乙酸根浓度和氢电导率绘制氢电导率—甲酸根标准曲线、氢电导率—乙酸根标准曲线、氢电导率—碳酸根标准曲线；

(2)检测电厂火力发电机组热力系统中各水样实际的氢电导率、甲酸根浓度、乙酸根浓度和碳酸根浓度，并根据标准曲线获得实际氢电导率下各水样的甲酸根、乙酸根、碳酸根理论浓度，比较实际检测浓度与理论浓度，并计算绝对误差和相对误差；各水样包括凝结水、给水、过热蒸汽、再热蒸汽；

(3)根据比较结果，判定火力发电机组水汽品质异常的原因。

热力条件包括水汽温度和停留时间，水汽温度和停留时间包括热力系统中不同位置的水汽温度和停留时间；测定时在不同位置的水汽运行温度区间内设定多个温度；温度设定可为阶梯式，每隔10-20℃设定一个温度。

步骤(1)中水样设置是模拟火力发电机组热力系统水汽流程，水汽流程为凝结水→给水→过热蒸汽→再热蒸汽，以除盐水为原始水样—水样a，测定水样a在对应设定热力条件下有机物分解后的碳酸根、甲酸根、乙酸根浓度和氢电导率，然后以测定后的水样a作为水样b，测定水样b在下一设定热力条件下有机物分解后的碳酸根、甲酸根、乙酸根浓度和氢电导率，然后以测定后的水样b作为水样c，测定水样c在下一设定热力条件下有机物分解后的碳酸根、甲酸根、乙酸根浓度和氢电导率，以此类推，测定不同水样在不同热力条件下有机物分解后的碳酸根、甲酸根、乙酸根浓度和氢电导率。