Текст статьи можно загрузить в формате Эксель.
Итак, продолжим наше знакомство с ВХРБ, которое мы начали в статьях "О водном режиме котлов ВД. Программы, принципы, примеры", "Об особенностях ВХР в части баланса поступления-удаления примесей в пароводяном тракте ТЭЦ" и "О выводе формул". Здесь мы уже будем исходить из того, что стадия "ликбеза" осталась позади, поэтому изложение будет более концентрированным в части подачи информации, чем в предыдущих разделах, относящихся к моделированию и расчетам в ВХРБ.
Еще раз вернемся к знакомой схеме из файла modl1.xls:
Все бы здесь хорошо в части зрительного восприятия обозначений для пользователя, но для разработчика (а мы с вами разработчики фрагментов для компьютерных расчетов) эти обозначения более чем неудобны. Не будем тратить время на выписывание индексов, подбор размеров символов и прочее, а обойдемся более простыми и унифицированными обозначениями. Например, такими:
Теперь представим, что нам УЖЕ известны все соотношения между смежными концентрациями, и запишем соответствующую систему уравнений:
(Dk+y)*Cpv=Dk*Cp+y*C2v
n1s*C1p+n2s*C2p=Dk*Cp
C1p=K1y*Kpr*C1v
C2p=K2y*Kpr*C2v
C2v/C1v=K21v
Из этой простой раскладки легко получить новое соотношение:
Cp=(n1s*C1p+n2s*C2p)/Dk
Cp=(n1s*(K1y*Kpr*C1v)+n2s*(K2y*Kpr*C2v))/Dk
Cp=(n1s*(K1y*Kpr*C2v/K21v)+n2s*(K2y*Kpr*C2v))/Dk
Cp/C2v=(n1s*(K1y*Kpr/K21v)+n2s*(K2y*Kpr))/Dk
после чего наша исходная система уравнений сводится всего лишь к двум уравнениям:
(Dk+y)*Cpv=Dk*Cp+y*C2v
Cp/C2v=(n1s*(K1y*Kpr/K21v)+n2s*(K2y*Kpr))/Dk
или
(Dk+y)*Cpv=Dk*Cp+y*C2v
Cp/C2v=Kpv
Из этих двух уравнений мы можем получить все нужные нам соотношения между Dk, y, Cpv, Cp, C2v. Недостающие значения коэффициентов K1y, Kpr, K21v, K2y и даже Kpv мы можем получить эмпирически - из таблицы исходных данных, - а также и путем дополнительных (поузловых и прочих) расчетов, примеры которых вы найдете во многих наших статьях.
Однако в более общем случае нам следует записать:
(Dk+y+dt)*Cpv=Dk*Cp+y*C2v+qc
Cp/C2v=(n1s*(K1y*Kpr/K21v)+n2s*(K2y*Kpr))/Dk
где второе уравнение остается неизменным, а в первом появляются два новых члена: dt - дополнительный поток теплоносителя (воды или пара) и qc - дополнительный концентрационный поток. Так, котловая вода и пар могут выводиться из котла через неплотности арматуры и пробоотборные точки, что и обусловливает dt, а примеси, поступающие в котел, могут, кроме того, осаждаться из котловых вод в виде накипи и шлама.
Пример первый:
пусть мы не имеем осаждения примеси в котле, но имеем потери котловой воды из первой ступени испарения. Тогда:
(Dk+y+dt)*Cpv=Dk*Cp+y*C2v+dt*C1v
или
(Dk+y+dt)*Cpv=Dk*Cp+y*C2v+dt*C2v/K21v
и, соответственно
(Dk+y+dt)*Cpv=Dk*Cp+(y+dt/K21v)*C2v
Cp/C2v=(n1s*(K1y*Kpr/K21v)+n2s*(K2y*Kpr))/Dk
Конечно, оценить размер dt при нашей точности замеров не просто, однако при достаточном количестве исходных данных это возможно, в особенности при больших потерях котловой воды.
Пример второй:
пусть мы не имеем потерь котловой воды, но имеем осаждение из котловых вод первой и второй ступеней испарения соединений железа или меди с коэффициентом осаждения, равным Kc. Тогда:
(Dk+y)*Cpv=Dk*Cp+y*C2v+Kc*C1v+Kc*C2v
или
(Dk+y)*Cpv=Dk*Cp+y*C2v+Kc*(C1v+C2v)
и, соответственно
(Dk+y)*Cpv=Dk*Cp+(y+Kc*(1/K21v+1))*C2v
Cp/C2v=(n1s*(K1y*Kpr/K21v)+n2s*(K2y*Kpr))/Dk
Значение Kc мы обычно находим по исходным данным согласно уравнению:
Kc=((Dk+y)*Cpv-Dk*Cp-y*C2v)/(C1v+C2v)
Ну вот, молодые друзья, почти все секреты ВХРБ уже раскрыты! Все разнообразие мелких деталей ВХРБ описать невозможно. Но овладев в общем-то нехитрыми приемами составления балансов вы можете самостоятельно переходить, что называется, к фигурам высшего пилотажа. Вы можете рисовать гораздо более красочные и полные схемы, против тех, что приведены здесь. Вы, при некотором старании, можете проводить и более детальные и сложные расчеты. Что касается оговорки по части почти всех секретов, то следует обратить внимание на тот момент, что пар, обозначенный нами как Cp, это, в общем-то, пар выходящий из барабана котла, а не тот пар, который выходит после пароперегревателя из самого котла. В последнем случае в пар может впрыскиваться или другим образом (например, через неплотности пароохладителей) поступать питательная вода.
Этот весьма существенный для практики дефект нашего рассмотрения можно устранить довольно несложным приемом. Суть его покажем на знакомой, но слегка дополненной схеме:
То есть, в котел поступает не Gpv, а Gpv'=Gpv+dpv питательной воды. Соответственно и из котла выходит не Dk, а Dk'=Dk+dpv пара. Ну и качество пара Cp' тоже соответственным образом отличается от Cp. Все остальные соотношения сохраняются и к ним лишь добавляется несложный фрагмент:
(Dk+y+dt)*Cpv=Dk*Cp+y*C2v+qc
Cp/C2v=(n1s*(K1y*Kpr/K21v)+n2s*(K2y*Kpr))/Dk
Gpv'=Gpv+dpv
Dk'=Dk+dpv
Cp'*(Dk+dpv)=Cp*Dk+dpv*Cpv
где dpv - это впрыск или присос в пар питательной воды.
Конечно, для последней системы уравнений можно подобрать и более удачные обозначения. Но для расчетов важна суть, а обозначения играют лишь вспомогательную роль.