CN117877604A - 一种电厂循环水阻垢剂加药量的计算方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电厂循环水处理技术领域，公开了一种电厂循环水阻垢剂加药量的计算方法，包括以下步骤：S1、收集水质数据：测量电厂循环水的水质数据；S2、确定水质状态：通过饱和指数判断循环水是否需要添加阻垢剂；S3、确定阻垢剂浓度：根据水质参数确定所需添加的阻垢剂浓度；S4、确定阻垢剂投加量：确定所需添加的阻垢剂用量；S5、实时调整：定期监测循环水的水质参数；本发明通过实现了对电厂循环水阻垢剂加药量的精确计算，简化了阻垢剂添加量的计算过程，提高了操作的简便性和效率，减轻了操作人员的负担，提高循环水系统的运行效率；LSI值的运用使得对循环水的饱和状态有了清晰的判断，进而预测水垢形成的倾向，提高了判断的准确性和及时性。
Description
技术领域
本发明涉及电厂循环水处理技术领域，具体是一种电厂循环水阻垢剂加药量的计算方法。
背景技术
电厂循环水系统是电力行业中常用的冷却系统之一，其主要功能是通过将热量从设备中传递到循环水中，以维持设备的正常运行温度；然而，随着循环水长时间使用，其中溶解的无机盐和有机物质会逐渐沉淀并形成水垢，导致设备的效率下降、能耗增加以及设备寿命缩短等问题；为了解决这些问题，在电厂循环水中添加阻垢剂是一种有效的控制水垢生成和沉积的方法。
目前，电厂循环水阻垢剂加药量的方法主要是先检测出循环水质参数和循环水量，然后再基于工作人员常年来积累的经验确定阻垢剂的投加量；然而，由于不同电厂的水质条件和操作要求各不相同，这些方法适用性有限，无法准确预测循环水系统中阻垢剂的最优加药量，并且这种方法无法预测水垢形成的倾向，从而无法根据这种倾向选用相应的阻垢剂来达到降低成本的目标。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电厂循环水阻垢剂加药量的计算方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种电厂循环水阻垢剂加药量的计算方法，包括以下步骤：
S1、收集水质数据：测量电厂循环水的水质数据；
S2、确定水质状态：通过电厂循环水的饱和指数判断循环水是否需要添加阻垢剂；
S3、确定阻垢剂浓度：根据水质参数确定所需添加的阻垢剂浓度；
S4、确定阻垢剂投加量：根据阻垢剂浓度和循环水量，确定所需添加的阻垢剂用量；
S5、实时调整：在阻垢剂添加后，应定期监测循环水的水质参数，并根据实际情况进行调整，水质参数发生变化，需要重新计算阻垢剂的添加量，并及时调整操作策略。
作为本发明再进一步的方案：所述S1中电厂循环水的水质数据包括循环水的总硬度、PH值、温度和碱度。
作为本发明再进一步的方案：所述循环水的总硬度采用化学分析方法或水质分析仪进行测量；所述循环水的PH值采用PH计或PH试纸测量；所述循环水的温度采用温度计测量；所述循环水的碱度采用滴定法进行测量。
作为本发明再进一步的方案：所述S2中电厂循环水的饱和指数计算公式为：
LSI＝PH-PHS (1)，
公式(1)中，LSI为循环水的饱和指数，PH为循环水的PH值，PHS为饱和pH值。
作为本发明再进一步的方案：所述饱和pH值的计算公式为：
公式(2)中，T为循环水的水温；A为循环水的碱度。
作为本发明再进一步的方案：所述LSI值用于判断循环水的饱和以及不饱和状态：当LSI值大于0时，表示循环水处于超饱和状态，有生成水垢的倾向；当LSI值小于0时，表示循环水处于亚饱和状态，不易形成水垢；当LSI值无限接近于0时，表示循环水处于平衡状态，不易形成水垢。
作为本发明再进一步的方案：所述阻垢剂浓度的计算公式为：
C＝|K×(H-T)| (3)，
公式(3)中，C为所需阻垢剂的浓度，K为阻垢剂系数，H为循环水的总硬度，T为阻垢剂的使用上限。
作为本发明再进一步的方案：所述阻垢剂投加量的计算公式为：
W＝V×0.001C (4)，
公式(4)中，W为阻垢剂投加量，V为循环水的体积，C为阻垢剂的浓度。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过收集循环水的水质数据，包括循环水的总硬度、PH值、温度和碱度，然后通过第一个和第二个公式计算饱和指数LSI值，从而判断循环水是否需要添加阻垢剂以及便于使用者选用相应的阻垢剂，确定所选阻垢剂的阻垢系数，通过第三个公式确定阻垢剂的浓度，最后根据循环水量和阻垢剂浓度，通过第四个公式计算出阻垢剂的投加量，实现了对电厂循环水阻垢剂加药量的精确计算，简化了阻垢剂添加量的计算过程，提高了操作的简便性和效率，减轻了操作人员的负担，从而能够有效地防止水垢的生成，提高循环水系统的运行效率；
LSI值的运用使得对循环水的饱和状态有了清晰的判断，进而预测水垢形成的倾向，提高了判断的准确性和及时性，这样的判断可以在阻垢剂添加前预知阻垢情况，并且可以最大限度地降低水垢的形成；预测水垢形成的倾向，可以使操作人员选用相应的阻垢剂，在水垢不易形成时，使用成本较低且效果较差的阻垢剂，反之，在水垢容易形成时，使用成本较高且效果较好的阻垢剂，避免浪费和过量使用阻垢剂，有效地降低了成本。
具体实施方式
本发明实施例中，一种电厂循环水阻垢剂加药量的计算方法，包括以下步骤：
S1、收集水质数据：测量电厂循环水的水质数据，水质数据包括循环水的总硬度、PH值、温度和碱度；循环水的总硬度采用化学分析方法或水质分析仪进行测量；循环水的PH值采用PH计或PH试纸测量；循环水的温度采用温度计测量；循环水的碱度采用滴定法进行测量；
循环水的总硬度测量方法：准备样品：取一定量的循环水样品，通常需要将样品过滤以去除悬浮物和杂质；配制试剂：准备0.01mol/L的EDTA溶液，并用洗瓶清洗干净容量瓶或滴定瓶；确定指示剂：加入适量的指示剂，例如硫代乙二胺三乙酸钠或者酞菁指示剂，使其与钙、镁离子形成可见颜色变化的络合物；滴定操作：将样品放入滴定瓶中，加入足够的缓冲液(常用氨氯化铵缓冲液)，并加入适量的指示剂；然后，开始滴定EDTA溶液，直到颜色出现明显的变化，例如由红色变为蓝色；记录滴定体积：记录滴定溶液加入的体积(滴定终点)，以及反应时的颜色变化；计算总硬度：根据滴定体积和试剂浓度，计算循环水中钙、镁离子的含量，根据EDTA与钙、镁的摩尔比例(通常为1：1)，可以得出总硬度的浓度；
循环水的总硬度测量方法：准备样品：取一定量的循环水样品，注意样品应该代表整个循环水体系，可以通过混合不同采样点的样品来获得代表性。配制试剂：准备适量的酚酞指示剂溶液，并用洗瓶清洗干净容量瓶或滴定瓶；同时，准备标准盐酸(HCl)溶液，浓度一般为0.1mol/L；滴定操作：将样品放入滴定瓶中，加入几滴酚酞指示剂，使其呈现出淡红色；然后，开始滴定标准盐酸溶液，缓慢滴定，直到颜色由淡红色变为无色；这表示碱度的终点已经达到；记录滴定体积：记录滴定盐酸溶液加入的体积(滴定终点)，以及反应时的颜色变化；计算碱度：根据滴定体积和标准盐酸溶液的浓度，可以计算出循环水的碱度；在此过程中，需要考虑到样品的稀释因素，以确保结果的准确性；
S2、确定水质状态：通过电厂循环水的饱和指数判断循环水是否需要添加阻垢剂；
S3、确定阻垢剂浓度：根据水质参数确定所需添加的阻垢剂浓度；
S4、确定阻垢剂投加量：根据阻垢剂浓度和循环水量，确定所需添加的阻垢剂用量；
S5、实时调整：在阻垢剂添加后，应定期监测循环水的水质参数，并根据实际情况进行调整，水质参数发生变化，需要重新计算阻垢剂的添加量，并及时调整操作策略。
优选的，电厂循环水的饱和指数计算公式为：
LSI＝PH-PHS (1)，
公式(1)中，LSI为循环水的饱和指数，PH为循环水的PH值，PHS为饱和pH值，它是根据水温、碳酸盐硬度和碱度等参数计算得到的预测值。
优选的，饱和pH值的计算公式为：
公式(2)中，T为循环水的水温，单位为℃；A为循环水的碱度，单位为mg/L，25为标准温度；9.3代表的是水体在标准条件下的理论饱和pH值，这个值是根据多项参数计算得出的预测值，用于与实际测量到的循环水pH值进行比较，从而判断循环水的饱和状态；因为循环水中存在多种成分，如总硬度、碱度等，它们会对水的饱和性产生影响，所以在计算循环水的理论饱和PH时，除了考虑温度因素(通过来调整)外，还要考虑碱度(A)的影响，通过(A-60)×0.028来进行调整。
优选的，LSI值用于判断循环水的饱和以及不饱和状态：当LSI值大于0时，表示循环水处于超饱和状态，有生成水垢的倾向；当LSI值小于0时，表示循环水处于亚饱和状态，不易形成水垢；当LSI值无限接近于0时，表示循环水处于平衡状态，不易形成水垢。
优选的，阻垢剂浓度的计算公式为：
C＝|K×(H-T)| (3)，
公式(3)中，C为所需阻垢剂的浓度，单位为mg/L，K为阻垢剂系数，即阻垢系数，H为循环水的总硬度，单位为mg/L，T为阻垢剂的使用上限。
优选的，阻垢剂投加量的计算公式为：
W＝V×0.001C (4)，
公式(4)中，W为阻垢剂投加量，单位为kg，V为循环水的体积，单位为m3，C为阻垢剂的浓度，单位为mg/L。
为了进一步说明本发明的技术效果，通过下述案例进行验证：
案例一
电厂甲为了确保循环水系统的正常运行，需要定期对循环水进行检测，并根据检测结果计算阻垢剂的添加量；
该电厂负责人使用化学分析方法和水质分析仪，测得循环水的总硬度为200mg/L，PH值为8.0，温度为30℃，碱度为50mg/L；
因此饱和pH值为：
循环水的饱和指数为：
LSI＝PH-PHS＝8.0-9.52＝-1.52，
由于LSI小于0，该循环水处于亚饱和状态，不易形成水垢；
已知该厂使用的阻垢剂系数K为2，阻垢剂使用上限T为150mg/L，则阻垢剂浓度为：
C＝|K×(H-T)|＝2×(200-150)＝100mg/L
该厂循环水的体积为5000m3，则该厂阻垢剂投加量为：
W＝V×0.001C＝5000×0.001×100＝500kg
根据计算，该电厂循环水系统需要添加500kg的阻垢剂，以维持系统的正常运行并防止水垢的形成。
案例二
电厂乙为了确保循环水系统的正常运行，需要定期对循环水进行检测，并根据检测结果计算阻垢剂的添加量；
该电厂负责人使用化学分析方法和水质分析仪，测得循环水的总硬度为400mg/L，PH值为8.5，温度为35℃，碱度为200mg/L；
因此饱和pH值为：
循环水的饱和指数为：
LSI＝PH-PHS＝8.5-14.78＝-6.28，
由于LSI小于0，该循环水处于亚饱和状态，不易形成水垢；
已知该厂使用的阻垢剂系数K为0.2，阻垢剂使用上限T为20mg/L，则阻垢剂浓度为：
C＝|K×(H-T)|＝0.2×(400-20)＝76mg/L
该厂循环水的体积为5000m3，则该厂阻垢剂投加量为：
W＝V×0.001C＝1500×0.001×76＝114kg
根据计算，该电厂循环水系统需要添加114kg的阻垢剂，以维持系统的正常运行并防止水垢的形成。
案例三
电厂丙为了确保循环水系统的正常运行，需要定期对循环水进行检测，并根据检测结果计算阻垢剂的添加量；
该电厂负责人使用化学分析方法和水质分析仪，测得循环水的总硬度为400mg/L，PH值为9.6，温度为35℃，碱度为30mg/L；
因此饱和pH值为：
循环水的饱和指数为：
LSI＝PH-PHS＝9.6-9.46＝0.14，
由于LSI小于0，该循环水处于亚饱和状态，不易形成水垢；
已知该厂使用的阻垢剂系数K为1.2，阻垢剂使用上限T为200mg/L，则阻垢剂浓度为：C＝|K×(H-T)|＝1.2×(400-200)＝240mg/L
该厂循环水的体积为9000m3，则该厂阻垢剂投加量为：
W＝V×0.001C＝9000×0.001×360＝2160kg
根据计算，该电厂循环水系统需要添加2160kg的阻垢剂，以维持系统的正常运行并防止水垢的形成。
案例四
电厂丁为了确保循环水系统的正常运行，需要定期对循环水进行检测，并根据检测结果计算阻垢剂的添加量；
该电厂负责人使用化学分析方法和水质分析仪，测得循环水的总硬度为400mg/L，PH值为11.5，温度为40℃，碱度为86mg/L；
因此饱和pH值为：
循环水的饱和指数为：
LSI＝PH-PHS＝11.5-11.528＝-0.028，
由于LSI无限接近于0，表示循环水处于平衡状态，不易形成水垢；
已知该厂使用的阻垢剂系数K为3.5，阻垢剂使用上限T为350mg/L，则阻垢剂浓度为：C＝|K×(H-T)|＝3.5×(400-350)＝10mg/L
该厂循环水的体积为3800m3，则该厂阻垢剂投加量为：
W＝V×0.001C＝3800×0.001×175＝665kg
根据计算，该电厂循环水系统需要添加665kg的阻垢剂，以维持系统的正常运行并防止水垢的形成。
案例五
电厂戊为了确保循环水系统的正常运行，需要定期对循环水进行检测，并根据检测结果计算阻垢剂的添加量；
该电厂负责人使用化学分析方法和水质分析仪，测得循环水的总硬度为120mg/L，PH值为11.0，温度为25℃，碱度为75mg/L；
因此饱和pH值为：
循环水的饱和指数为：
LSI＝PH-PHS＝11.0-9.72＝1.28，
由于LSI大于0，表示表示循环水处于超饱和状态，有生成水垢的倾向；
已知该厂使用的阻垢剂系数K为1.5，阻垢剂使用上限T为200mg/L，则阻垢剂浓度为：C＝|K×(H-T)|＝|1.5×(120-200)|＝120mg/L
该厂循环水的体积为12000m3，则该厂阻垢剂投加量为：
W＝V×0.001C＝12000×0.001×120＝1440kg
根据计算，该电厂循环水系统需要添加1440kg的阻垢剂，以维持系统的正常运行并防止水垢的形成。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (8)
1.一种电厂循环水阻垢剂加药量的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、收集水质数据：测量电厂循环水的水质数据；
S2、确定水质状态：通过电厂循环水的饱和指数判断循环水是否需要添加阻垢剂；
S3、确定阻垢剂浓度：根据水质参数确定所需添加的阻垢剂浓度；
S4、确定阻垢剂投加量：根据阻垢剂浓度和循环水量，确定所需添加的阻垢剂用量；
S5、实时调整：在阻垢剂添加后，应定期监测循环水的水质参数，并根据实际情况进行调整，水质参数发生变化，需要重新计算阻垢剂的添加量，并及时调整操作策略。
2.根据权利要求1所述的一种电厂循环水阻垢剂加药量的计算方法，其特征在于，所述S1中电厂循环水的水质数据包括循环水的总硬度、PH值、温度和碱度。
3.根据权利要求2所述的一种电厂循环水阻垢剂加药量的计算方法，其特征在于，所述循环水的总硬度采用化学分析方法或水质分析仪进行测量；所述循环水的PH值采用PH计或PH试纸测量；所述循环水的温度采用温度计测量；所述循环水的碱度采用滴定法进行测量。
4.根据权利要求2所述的一种电厂循环水阻垢剂加药量的计算方法，其特征在于，所述S2中电厂循环水的饱和指数计算公式为：
LSI＝PH-PHS (1)，
公式(1)中，LSI为循环水的饱和指数，PH为循环水的PH值，PHS为饱和pH值。
5.根据权利要求4所述的一种电厂循环水阻垢剂加药量的计算方法，其特征在于，所述饱和pH值的计算公式为：
公式(2)中，T为循环水的水温；A为循环水的碱度。
6.根据权利要求4所述的一种电厂循环水阻垢剂加药量的计算方法，其特征在于，所述LSI值用于判断循环水的饱和以及不饱和状态：当LSI值大于0时，表示循环水处于超饱和状态，有生成水垢的倾向；当LSI值小于0时，表示循环水处于亚饱和状态，不易形成水垢；当LSI值无限接近于0时，表示循环水处于平衡状态，不易形成水垢。
7.根据权利要求2所述的一种电厂循环水阻垢剂加药量的计算方法，其特征在于，所述阻垢剂浓度的计算公式为：
C＝|K×(H-T)| (3)，
公式(3)中，C为所需阻垢剂的浓度，K为阻垢剂系数，H为循环水的总硬度，T为阻垢剂的使用上限。
8.根据权利要求7所述的一种电厂循环水阻垢剂加药量的计算方法，其特征在于，所述阻垢剂投加量的计算公式为：
W＝V×C (4)，
公式(4)中，W为阻垢剂投加量，V为循环水的体积，C为阻垢剂的浓度。
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