CN116858890A - 一种联合循环电站凝结水腐蚀性监测方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种联合循环电站凝结水腐蚀性监测方法及系统，属于凝结水腐蚀性监测技术领域。本发明将凝结水样经凝结水取样口进入电再生单元，去除所述凝结水样中的阳离子；去除阳离子后的凝结水样进入第一电导率传感器中测量水样的氢电导率；测量氢电导率后的水样进入脱气单元中脱气；脱气后的水样进入第二电导率传感器中测量水样的脱气氢电导率；测量脱气氢电导率后的水样进入离子分析仪中，测量水样的离子含量。本发明通过检测凝结水的氢电导率、脱气氢电导率以及离子含量，不仅可以有效准确地反应腐蚀性阴离子含量以及痕量离子含量，还可以定量分析出凝结水的腐蚀性大小，实现对凝结水腐蚀性大小的定量表征。
Description
技术领域
本发明涉及凝结水腐蚀性监测技术领域，尤其涉及一种联合循环电站凝结水腐蚀性监测方法及系统。
背景技术
水汽系统腐蚀防控是各类发电机组化学运行人员工作的重中之重，水冷壁、汽轮机低压缸叶片等热力设备发生腐蚀严重威胁机组的安全运行，一旦发生锅炉爆管或汽轮机叶片断裂等事故，将会给发电企业带来千万元以上的经济损失。氢电导率是水样脱除阳离子后的电导率指标，可反映水汽样品中腐蚀性阴离子的总体含量，因此其作为水汽品质最关键的指标，普遍应用于各类发电机组，每台机组均设置6～10台在线氢电导率表进行水汽品质日常监督。
现有技术通常通过检测水样中的氢电导率，以氢电导率作为发电机组水汽系统腐蚀性监督的指标，这种方法尚存在一些技术缺陷：1)由于空气漏入、有机污染物分解等原因，水汽样品中往往含有一定含量的无机碳(二氧化碳及其溶解产生的碳酸根和碳酸氢根)；氢电导率反映的是碳酸(氢)根以及腐蚀性阴离子的总量，在不明确无机碳含量的情况下，无法准确判断水汽样品腐蚀性的大小。尤其对于联合循环机组、空冷机组等，水汽中无机碳含量较高，往往存在氢电导率超标而腐蚀性阴离子含量合格的情况；2)氢电导率主要用于阴离子总量，对于腐蚀性最严重的氯离子，无法重点反映；3)氢电导率作为腐蚀防控指标，仅能表征水汽样品品质超标与否，对于腐蚀性大小无法定量表征。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处而提供一种联合循环电站凝结水腐蚀性监测方法及系统，本发明通过检测凝结水的氢电导率、脱气氢电导率以及痕量离子含量，不仅可以有效准确地反应腐蚀性阴离子含量以及痕量离子含量，还可以定量分析出凝结水的腐蚀性大小，实现对凝结水腐蚀性大小的定量表征。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
第一方面，本发明提供的一种联合循环电站凝结水腐蚀性监测方法，包括如下步骤：
(1)将凝结水样经凝结水取样口进入电再生单元，去除所述凝结水样中的阳离子；
(2)去除阳离子后的凝结水样进入第一电导率传感器中测量水样的氢电导率；
(3)测量氢电导率后的水样进入脱气单元中脱气；
(4)脱气后的水样进入第二电导率传感器中测量水样的脱气氢电导率DCC；
(5)测量脱气氢电导率后的水样进入离子分析仪中，测量水样的离子含量C；
(6)根据测量到的脱气氢电导率DCC及离子含量C定量分析凝结水样的腐蚀性。
针对现有技术以氢电导率作为反应凝结水样腐蚀性存在的技术缺陷，本发明通过检测凝结水的氢电导率、脱气氢电导率以及痕量离子含量，不仅可以有效准确地反应腐蚀性阴离子含量以及痕量离子含量，还可以定量分析出凝结水的腐蚀性大小，实现对凝结水腐蚀性大小的定量表征。
本发明可准确检测水样脱气氢电导率，排除水样中无机碳对腐蚀性阴离子总量的影响，准确判断腐蚀性阴离子总量是否超标；对比步骤(2)测量到的氢电导率和步骤(4)测量到的脱气氢电导率，若两者相差不大，说明水样携带的无机碳含量不多；而两者差别越大，代表水样携带的无机碳含量越大，脱气氢电导率越能准确反映水质腐蚀性阴离子的总量。
作为本发明的优选实施方式，所述步骤(6)包括：将测量到的脱气氢电导率DCC及离子含量C输入如下计算模型中定量分析凝结水样的腐蚀性：
F＝Q1×(DCC/SD1)+Q2×(C/SD2)，其中，F为凝结水样的腐蚀性，Q1为脱气氢电导率指标的权重系数，DCC为测量到的脱气氢电导率，SD1为脱气氢电导率的控制指标，Q2为离子含量指标的权重系数，C为测量到的离子含量，SD2为离子含量的控制指标，Q1和Q2满足：Q1+Q2＝1。
进一步的，Q1＝0.35，Q2＝0.65。
根据本发明提供的计算模型，定量分析出凝结水的腐蚀性大小，准确反映水质超标问题的严重程度，有利于提高指导运行人员处理水质超标问题的响应速度。
在本发明中，所述凝结水来源于联合循环电站水汽循环系统，在所述联合循环电站运行过程，凝结水水样的脱气氢电导率应不超过其控制指标SD1，离子含量应不超过其控制指标SD2。
进一步的，所述步骤(6)还包括：将腐蚀性F与腐蚀性等级阈值进行比对，获得腐蚀性等级分析结果。
更进一步的，所述腐蚀性等级阈值包括第一等级阈值f1、第二等级阈值f2、第三等级阈值f3，f1、f2、f3满足：f1＜f2＜f3，若F≤f1，判断凝结水样腐蚀性较低，水质良好；若f1＜F≤f2，判断凝结水样已存在腐蚀性超标的情况，水质一般；若f2＜F≤f3，判断凝结水样的腐蚀性较大；若f3＜F，判断凝结水样的腐蚀性严重。
f1、f2、f3均大于0，可以理解为包括但不限于1、2、3、4。例如，f1＝1，f2＝2，f3＝4。
作为本发明的优选实施方式，所述离子分析仪用于检测水样所含氯离子、硝酸根离子、硫酸根离子、氟离子中至少一种离子的含量。
作为本发明的优选实施方式，步骤(1)中电再生单元的工作电流为180～220mA，水样流量为100～150mL/min。
第二方面，本发明提供的一种联合循环电站凝结水腐蚀性监测系统，包括电再生单元、第一电导率传感器、脱气单元、第二电导率传感器及离子分析仪，其中，所述电再生单元的进水口与凝结水取样口通过管道连接，所述电再生单元的出水口与所述第一电导率传感器的进水口通过管道连接，所述第一电导率传感器的出水口与所述脱气单元的进水口通过管道连接，所述脱气单元的出水口与所述第二电导率传感器的进水口通过管道连接，所述第二电导率传感器的出水口与所述离子分析仪的进水口通过管道连接。
作为本发明的优选实施方式，所述离子分析仪为痕量氯离子分析仪，例如型号为TPRI-TC型痕量氯离子分析仪，采用光度分析法的分析仪表。
作为本发明的优选实施方式，所述第二电导率传感器的出水口还与所述电再生单元的再生进口通过管道连接，所述电再生单元的再生出口连接有排放管。
作为本发明的优选实施方式，所述电再生单元内装有阳离子交换树脂。
作为本发明的优选实施方式，还包括PLC控制器，所述电再生单元、第一电导率传感器、脱气单元、第二电导率传感器及离子分析仪均与所述PLC控制器电性连接。
作为本发明的优选实施方式，所述管道上设置有取样阀及流量计。
在本发明中，第一方面所述的联合循环电站凝结水腐蚀性监测方法是通过如第二方面所述的联合循环电站凝结水腐蚀性监测系统实施的。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明通过检测凝结水的氢电导率、脱气氢电导率以及痕量离子含量，不仅可以有效准确地反应腐蚀性阴离子含量以及痕量离子含量，还可以定量分析出凝结水的腐蚀性大小，实现对凝结水腐蚀性大小的定量表征，准确反应水质超标的严重程度，以便提高工作人员处理水质超标的响应效率。
附图说明
图1为本发明实施例提供的联合循环电站凝结水腐蚀性监测系统的结构示意图。
图中，1-电再生单元，2-第一电导率传感器，3-脱气单元，4-第二电导率传感器，5-离子分析仪。
具体实施方式
为更好地说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
本实施例提供了一种联合循环电站凝结水腐蚀性监测系统，其结果如图1所示。所述联合循环电站凝结水腐蚀性监测系统包括电再生单元1、第一电导率传感器2、脱气单元3、第二电导率传感器4及离子分析仪5，其中，电再生单元1的进水口与凝结水取样口通过管道连接，电再生单元1的出水口与第一电导率传感器2的进水口通过管道连接，第一电导率传感器2的出水口与脱气单元3的进水口通过管道连接，脱气单元3的出水口与第二电导率传感器4的进水口通过管道连接，第二电导率传感器4的出水口与离子分析仪5的进水口通过管道连接。
离子分析仪5为痕量氯离子分析仪，例如型号为TPRI-TC型痕量氯离子分析仪，采用光度分析法的分析仪表。
第二电导率传感器4的出水口还与电再生单元1的再生进口通过管道连接，电再生单元1的再生出口连接有排放管。
电再生单元1内装有阳离子交换树脂。
所述管道上设置有取样阀及流量计，所述系统还包括PLC控制器及，电再生单元1、第一电导率传感器2、脱气单元3、第二电导率传感器4、离子分析仪5、取样阀及流量计均与所述PLC控制器电性连接。
脱气单元3内设置有二氧化碳选择性透过膜，脱气单元3设置有抽真空口，所述抽真空口通过管道连接有真空泵，脱气单元3的进水口与出水口位于所述二氧化碳选择性透过膜的两侧，所述抽真空口与出水口同侧。
本实施例提供的联合循环电站凝结水腐蚀性监测系统的工作原理如下：
凝结水样经凝结水取样口后进入电再生单元1中，在工作电流及阳离子交换树脂的作用下，凝结水样所含的阳离子与阳离子交换树脂上的氢离子发生离子交换，使得凝结水样中的阳离子被转移到树脂上，而树脂上的氢离子交换到凝结水样中；去除阳离子后的凝结水样进入第一电导率传感器2中测量氢电导率，测量后进入脱气单元3中，通过二氧化碳选择性透过膜脱除二氧化碳气体，同时通过真空泵抽真空，可以有效保证二氧化碳的脱除效果，脱除二氧化碳后的水样进入第二电导率传感器中4测量脱气氢电导率，最后进入痕量氯离子分析仪中测量氯离子含量。
实施例2
本实施例提供了一种联合循环电站凝结水腐蚀性监测方法，是通过实施例1提供的联合循环电站凝结水腐蚀性监测系统实施的，包括如下步骤：
(1)将凝结水样经凝结水取样口进入电再生单元1，去除所述凝结水样中的阳离子；电再生单元的工作电流为180～220mA，水样流量为100～150mL/min；
(2)去除阳离子后的凝结水样进入第一电导率传感器2中测量水样的氢电导率；
(3)测量氢电导率后的水样进入脱气单元3中脱气；
(4)脱气后的水样进入第二电导率传感器4中测量水样的脱气氢电导率DCC；
(5)测量脱气氢电导率后的水样进入离子分析仪5中，测量水样的氯离子含量C；
(6)将测量到的脱气氢电导率DCC及氯离子含量C输入如下计算模型中定量分析凝结水样的腐蚀性：
F＝Q1×(DCC/SD1)+Q2×(C/SD2)，其中，F为凝结水样的腐蚀性，Q1为脱气氢电导率指标的权重系数，DCC为测量到的脱气氢电导率，SD1为脱气氢电导率的控制指标，Q2为氯离子含量指标的权重系数，C为测量到的氯离子含量，SD2为氯离子含量的控制指标，Q1＝0.35，Q2＝0.65；
将腐蚀性F与腐蚀性等级阈值进行比对，获得腐蚀性等级分析结果；所述腐蚀性等级阈值包括第一等级阈值f1、第二等级阈值f2、第三等级阈值f3，f1、f2、f3满足：f1＜f2＜f3，若F≤f1，判断凝结水样腐蚀性较低，水质良好；若f1＜F≤f2，判断凝结水样已存在腐蚀性超标的情况，水质一般；若f2＜F≤f3，判断凝结水样的腐蚀性较大；若f3＜F，判断凝结水样的腐蚀性严重。
在本实施例中，f1＝1，f2＝2，f3＝4。
效果例1
某一联合循环电站机组原本采用氢电导率指标反映凝结水腐蚀性，但机组启动初期合格率异常偏低，氢电导率指标基本在0.3～0.7μS/cm范围内波动，但送样检测分析其中的腐蚀性阴离子含量均在合格范围内。
将该联合循环电站机组停机24h后重新启动，按照实施例2的监测方法对该联合循环电站所排的凝结水样进行监测，期间，控制电再生单元的工作电流为200mA，水样流量为150mL/min；从重新启动起每隔半小时，记录氢电导率、脱气氢电导率、氯离子含量的检测结果，并进一步获得腐蚀性F。
该联合循环电站所排凝结水水质要求为：所排凝结水的脱气氢电导率应不超过0.2μS/cm(即SD1＝0.2μS/cm)，氯离子含量应不超过1μS/L(即SD2＝1μS/L)。
测试结果如表1所示。
表1
由表1可知，虽然该机组停机启动过程中，在启机初期，凝结水的氢电导率超标，但测量的脱气氢电导率值可快速降至0.2μS/cm，表明此时氢电导率测量值超标是由于二氧化碳导致，脱气氢电导率更能准确反映氯离子等强腐蚀性阴离子总量。通过有效分析检测其中腐蚀性最大的氯离子含量，根据腐蚀性计算模型，计算获得凝结水的腐蚀性，计算结果显示，启动后所排凝结水的腐蚀性F能迅速降低至1.0以下，表明所排凝结水的腐蚀性较小，可及时进行水工况调整。相较于氢电导率指标，本发明提供的腐蚀性监测方法通过检测氢电导率、脱气氢电导率及氯离子含量，通过特定的腐蚀性计算模型，计算出凝结水的腐蚀性大小，更能准确反映凝结水的水质。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (10)
1.一种联合循环电站凝结水腐蚀性监测方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将凝结水样经凝结水取样口进入电再生单元，去除所述凝结水样中的阳离子；
(2)去除阳离子后的凝结水样进入第一电导率传感器中测量水样的氢电导率；
(3)测量氢电导率后的水样进入脱气单元中脱气；
(4)脱气后的水样进入第二电导率传感器中测量水样的脱气氢电导率DCC；
(5)测量脱气氢电导率后的水样进入离子分析仪中，测量水样的离子含量C；
(6)根据测量到的脱气氢电导率DCC及离子含量C定量分析凝结水样的腐蚀性。
2.如权利要求1所述的联合循环电站凝结水腐蚀性监测方法，其特征在于，所述步骤(6)包括：将测量到的脱气氢电导率DCC及离子含量C输入如下计算模型中定量分析凝结水样的腐蚀性：
F＝Q1×(DCC/SD1)+Q2×(C/SD2)，其中，F为凝结水样的腐蚀性，Q1为脱气氢电导率指标的权重系数，DCC为测量到的脱气氢电导率，SD1为脱气氢电导率的控制指标，Q2为离子含量指标的权重系数，C为测量到的离子含量，SD2为离子含量的控制指标，Q1和Q2满足：Q1+Q2＝1。
3.如权利要求2所述的联合循环电站凝结水腐蚀性监测方法，其特征在于，所述步骤(6)还包括：将腐蚀性F与腐蚀性等级阈值进行比对，获得腐蚀性等级分析结果。
4.如权利要求1所述的联合循环电站凝结水腐蚀性监测方法，其特征在于，所述离子分析仪用于检测水样所含氯离子、硝酸根离子、硫酸根离子、氟离子中至少一种离子的含量。
5.如权利要求1所述的联合循环电站凝结水腐蚀性监测方法，其特征在于，步骤(1)中电再生单元的工作电流为180～220mA，水样流量为100～150mL/min。
6.一种联合循环电站凝结水腐蚀性监测系统，其特征在于，包括电再生单元、第一电导率传感器、脱气单元、第二电导率传感器及离子分析仪，其中，所述电再生单元的进水口与凝结水取样口通过管道连接，所述电再生单元的出水口与所述第一电导率传感器的进水口通过管道连接，所述第一电导率传感器的出水口与所述脱气单元的进水口通过管道连接，所述脱气单元的出水口与所述第二电导率传感器的进水口通过管道连接，所述第二电导率传感器的出水口与所述离子分析仪的进水口通过管道连接。
7.如权利要求6所述的联合循环电站凝结水腐蚀性监测系统，其特征在于，所述第二电导率传感器的出水口还与所述电再生单元的再生进口通过管道连接，所述电再生单元的再生出口连接有排放管。
8.如权利要求6所述的联合循环电站凝结水腐蚀性监测系统，其特征在于，所述电再生单元内装有阳离子交换树脂。
9.如权利要求6所述的联合循环电站凝结水腐蚀性监测系统，其特征在于，还包括PLC控制器，所述电再生单元、第一电导率传感器、脱气单元、第二电导率传感器及离子分析仪均与所述PLC控制器电性连接。
10.如权利要求6所述的联合循环电站凝结水腐蚀性监测系统，其特征在于，所述管道上设置有取样阀及流量计。
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| CN202310661920.7A CN116858890A (zh) | 2023-06-06 | 2023-06-06 | 一种联合循环电站凝结水腐蚀性监测方法及系统 |
Publications (1)
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Family Applications (1)
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| CN202310661920.7A Pending CN116858890A (zh) | 2023-06-06 | 2023-06-06 | 一种联合循环电站凝结水腐蚀性监测方法及系统 |
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2023
- 2023-06-06 CN CN202310661920.7A patent/CN116858890A/zh active Pending
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