[01368564]电站锅炉水质调节方法与自动加药装置

腐蚀、结垢、积盐是电站锅炉、汽机运行中容易发生的、影响机组安全性与经济性的重大问题，统计表明：结垢、腐蚀、积盐是锅炉四管爆破（省煤器管、水冷壁管、过热器管、再热器管）的最主要原因所在；四管爆破导致发电机组非正常停机事故的比例在70%以上，直接经济损失每年超过100亿元。本项研究以降低电站锅炉系统腐蚀、结垢、积盐为目的，对锅炉水化学工况进行特别优化调整，并藉此研制了一整套智能加药装置，主要取得以下3方面的研究成果：第一，首创了锅炉水化学工况优化方法及制定了现场实施导则。通过优化锅炉水化学工况，确保锅炉给水管道、水冷壁管等金属表面氧化膜的完整与致密，使其处于最佳防护状态，使水汽系统中腐蚀与结垢量最少。炉水pH值是表征锅炉水化学工况优劣的最直观指标，是国内外实施炉水三级处理措施的标志性指标，也是还原性、氧化性水工况下表征金属腐蚀状态的评价性指标，本项研究中，通过长期对多家火电厂水化学系统的跟踪调查，并采取Mathemetica 4.0符号运算，通过一系列的推导及运算，得到了综合考虑锅炉给水中各种杂质的影响、适用于各种锅炉水化学工况下炉水pH值通用计算模型，使检验、校核、预测炉水pH值变化情况变得简单易行，为锅炉水化学工况的优化与调整提供可靠依据。同时，针对锅炉给水系统与汽轮机初凝区腐蚀问题、高温下炉水pH值变化特性与炉水缓冲能力等问题，本项研究通过详尽的分析、论证，为降低整个水汽系统的腐蚀速率提供了指导性原则与方法。并制定了可实际应用的锅炉水化学特色优化方法与现场指导导则，在多家电厂应用，效果良好。第二，创建了锅炉水化学专家诊断系统。本项研究建立了电厂化学专家诊断系统，将已有在线仪表的数据及行业水汽最新指导原则和标准，与采集的各类信息进行综合分析、比较、研究和判断，提供机组运行期间材料状态、水工况状态、加药状况等结果，给出评价信息，并提供应采取的措施。该系统已在多家电厂的使用，为给定材质与水质状况的机组提供了给水处理、炉水处理的选择原则与方法，为水化学工况的优化调整提供极有价值的评价和诊断信息。第三，研制了锅炉智能加药装置。本项研究建立了以炉水pH值通用计算模型、炉水中磷酸盐随时间变化微分方程、炉水多参数控制体系为依据的智能加药数学控制模型，在此基础上研制了采用人工智能模糊控制技术的锅炉智能加药装置，已在多家电厂使用，该装置保证了机组加氨、加磷酸盐、加联氨、加氧等参数可以按水化学优化工况要求进行精确加药，提高了加药装置的可靠性与平稳性，满足了锅炉给水、炉水、蒸汽品质优化控制需要，且实现了远控及与DCS联网，方便了数据监控。智能加药装置的研制成功，为锅炉水化学工况的优化与调整提供技术保障；专家诊断系统的建立，为锅炉水化学工况的优化提供实时监督与诊断依据。本项研究形成的技术对于提高机组的经济性与安全性，延长机组的服役年限意义重大，在3个省多家电厂使用中产生直接经济效益1.945亿元。