[其他]化学过程的智能监控系统

说明书

本发明涉及监测、诊断和控制系统，并更具体地涉及到用于监测、诊断和控制蒸汽发生器的水的化学成分的系统。

一个早已为工业界人士所周知的事实是：公用事业蒸汽发生器的腐蚀问题是对这类设备的制造厂和用户双方都值得注意的一个方面。为此，发电业仅就致力于减缓那些被断定为由腐蚀所引起的问题，据说每年就要化费数十亿美元。迄今，在试图将腐馈的影响减至最小，并在某些场合消除这种影响方面已取得了重大进展。然而，任恁用于研究和开发新材料及对付腐蚀及其影响的实际做法方面，至今已化费了大量美元，仍然存在需要改进的地方。

据说，矿物燃料蒸汽发生器所遇到的强迫停机大约高达50%是与腐蚀有关的。由蒸汽发生器的这种强迫停机所造成的经济损失每年约达50亿美元。造成蒸汽发生器强迫停机的两个主要起因，也就是说，蒸汽发生器循环中的两个最薄弱的环节-现已被断定为炉膛的水冷壁和蒸汽回路，导致矿物燃料型蒸汽发生器的强迫停机的这两个环节的事故分别约占40%和30%。此外，现已发现：公用事业蒸汽发生设备方面所遇到的大多数汽轮机问题中的2/3是与长期蒸汽纯度不合格有关。在这些机组中引起腐蚀问题的一个基本原因是与水和蒸汽的化学环境有关。一旦出现化学成分上的异常，首先易出故障的既是薄壁的又是厚壁的部件。举例来说（而并不局限于此），氢和腐蚀性损害直接与锅炉水的pH的误控制有关，同时由不能对氧和/或pH进行控制而引起氧点蚀和过热过程（这一过程又起源于腐蚀产物的沉积）。每台机组，由这些和其他与腐蚀有关的故障所造成的强迫停机，其代阶可能非常大，对一台500MW机组来说，每天的代价可达12万至72万美元。失去的发电时间和接着为再卖电力而买电往往构成停机损失的主要部分。因此，将这些类型的故障减至最少出现或完全消除，则可为降低总的运行和维护开支而具有短期和长期两种意义。

国家经济状况在日益强调要减轻腐蚀影响方面也已起到一定的作用。即，由于过去5-7年的美国经济形势的结果，予测负荷增长和电力需求的任务已变得不可确定而令人烦恼。其作用是使各项公用事业处于必须就以下问题作出艰难抉择的境地，即，要在购买新设备还是整修所用设备问题上作出选择。为此，现已着手研究包括（但不限于）延长使用期限的规程，这些规划的目标是同时从设备和实际操作两方面来识别其存在的缺陷，而当这两方面的缺陷被改进和/或更新以后，这些规程将起到这样的作用：恢复机组完善性和/或能在一段延长了的时间周期内，将各种操作维持在一个令人满意的水平上。同样，政府和工业机构已制定了旨在有助于实现对蒸汽发生器完善性评价的规程-其中有许多是直接涉及对腐蚀的预防的。再者，人们已知：为了实现在执行这类规程过程中业已产生的推荐器具所化费资金的大部分是用在更换和/或整修因腐蚀损坏的部件上的。

为避免过去这些问题并为确保提高蒸汽发生器的利用度和可靠性，人们正在寻找新的和更好的方法。在蒸汽发生器的工作方式从基本负荷转为循环操作的条件下，这个提高蒸汽发生器利用度和可靠性的任务便变得更为困难。因此，要是不把改进重点放在蒸汽发生器循环的化学过程的环境上，那么，几乎可以保证会出现由腐蚀引起的种种问题。

为更好地满足对某一给定蒸汽发生设备的工作时的化学性质方面的要求，应由该蒸汽发生器的操作员负责执行恰当的水工艺的实际操作。而蒸汽发生器的操作员又通过建立监测、判断、控制和趋势分析方法来力求满足这些要求，所述方法将在被确定是存在于某给定蒸汽发生设备中的特定环境中起作用。关于由蒸汽发生器操作员所采用的这些方法方面，通常这些方法是根据通用准则改编而成的，而后者是已由所使用设备的不同供应者制定的。

作为举例（而不局限于此），为便于以下讨论起见，假设我们的注意力所集中的那种应用型是属于一种与某种公用事业型蒸汽发生器相联系的那种高压蒸汽循环的类型。在这种应用场合下，由于所述循环的主工段是连结在一起的，故每个工段的水的化学性质参数必须是相容的。例如，设想：蒸汽汽轮机制造厂已对包含在蒸汽中的成分规定了诸极限值。这些极限本身又对锅炉水的化学性质和对用作过热蒸汽降温喷水时的给水的化学性质起到限制作用。此外，为锅炉水的化学性质规定的极限，对给水的化学性质起到另一种限定作用。因此显而易见：当出现诸如来自冷凝器泄漏之类的污染时，整个循环会受到影响。最后，人们也知道，启动和负荷变化都会引起循环运行中的化学过程必要条件方面的扰动。