Уроки с работающими фрагментами есть в vodno-xim-potoki-tes.xls
Следующий шаг, который нам предстоит сделать, это осознать идею соотношений.
Что мы видим, глядя на данные по жесткости питательной воды энергетических котлов Кременчугской ТЭЦ? Мы видим, что жесткость составляет примерно 1 мкг-экв/кг и в пределах точности анализа эта концентрация соответствует присосам охлаждающей воды (жесткостью паров и обессоленной воды можно пренебречь). Hо за пределами этого видения перед нашим мысленным взором египетская тьма. Hаша же задача рассеять эту тьму.
Вернемся к таблице исходных данных Кременчугской ТЭЦ.
Внимание! Все прилагаемые таблицы и программы фрагментов расчета можно проследить непосредственно на листах Excel – файл Водно-хим потоки ТЭС.xls
Показатели качества цирк.воды
Последняя строка это строка средних соотношений. Мы видим, что на 1 мг-экв/л жесткости приходятся 0.9 мг-экв/л общей щелочности, 1.6 мг/л кремневки, 8.6 мг/л натрия и т.д. Остается лишь осознать, что вся эта компания воспроизводит себя в питательной воде, где на 1 мкг-экв/кг жесткости приходятся 0.9 мкг-экв/кг общей щелочности, привнесенной с присосами охлаждающей воды, 1.6 мкг/кг кремневки, 8.6 мкг/кг натрия и т.д. Под флагом этого прозрения взглянем на показатели питательной воды, позаимствованные из файла vxr_kr:
Питательная вода котла N1
Hе будь у нас присосов, щелочность по аммиаку и гидразину составила бы 597/17+36/32=36 мкг-экв/кг. Вместе со щелочностью, привнесенную с присосами охлаждающей воды, это составляет примерно 37 мкг-экв/кг. Hо по анализам питательной воды мы имеем примерно на 10 мкг-экв/кг больше. Откуда же эти "лишние" 10 мкг-экв/кг? Скажем, 4 мкг-экв/кг мы можем сбросить на среднестатистическую погрешность, 1 мкг-экв/кг - на неучет щелочности обессоленной воды и щелочности обусловленной выносом NaOH из котловой воды в пар. Остается непонятных 5 мкг-экв/кг. Однако посмотрим что мы имеем для другого котла:
Питательная вода котла N4
Увы! Дисбаланс получился еще большим. Так что нам придется согласиться с наличием этих "лишних" 10 мкг-экв/кг. Вопрос, откуда они взялись? - Возможно, это связано с процессами коррозии, возможно - с некоторым перетитрованием проб по метилоранжу и другими систематическими неточностями анализов, возможно - с сочетанием этих факторов.
Теперь обратим свое внимание на котловую воду, где за содержанием фосфатов мы, кроме этого содержания пока не видим ничего. А здесь тоже имеют место разные соотношения. Прежде всего, мы можем отметить, что на каждый мг/кг фосфатов в пересчете на PO4 при дозировании тринатрий фосфата приходится 23*3/(32+16*4)=0.719 мг/кг натрия. Кроме того, одному мг/кг фосфатов отвечает 1/(32+16*4)=0.0104 мг-моль/кг. Или 2*0.0104=0.0208 мг-экв/кг щелочности котловой воды. Вам это непонятно? - Смотрите графики кривых титрования - Лист4 файла modl2. Впрочем, для удобства я эти графики здесь воспроизвожу.
Соотношения, соотношения, соотношения... Это просто образ мышления технологов и даже наладчиков ДонОРГРЭС. Во всяком случае, это то, что нам предстоит усугублять.
Скажем, записали теплотехники формулу
q=k*dt
где k - коэффициент теплопередачи, и все ясно и просто. Правда, потом к этому может прилагаться целый том формул и стендовых испытаний относительно того, как этот k определять. Hо это уже детали. Соотношения это способ сжатия информации. Способ сделать сложное более привычным и простым.
Для расчета и прогнозирования воднопродувочного режима котлов можно использовать следующие соотношения (обозначения смотри в ст. Обозначения):
(100+y)*Cpv=100*Cpp+y*Cy
100*(Cpv-Cpp)=y*(Cy-Cpv)
y=100*(Cpv-Cpp)/(Cy-Cpv)
Kyn_it=100*Cpp/(0.9*C1kv+0.1*Cy)
Здесь C1kv и Cy - означают содержание неосаждающейся примеси в чистом отсеке и в продувочной воде. Коэффициенты 0.9 и 0.1 в расчете Kyn_it отражают среднее соотношение мощностей чистого и солевого отсеков (90 и 10% от паровой нагрузки котла).
Kyn_it=Cpp/Ckvsr
Kr=Cy/C1kv
Ckvsr=0.9*C1kv+0.1*Cy
- Kyn_it здесь в долях, а не в %
Kyn_it и Kr - это те исходные соотношения, которые мы можем устанавливать при проведении теплохимических испытаний. Это всего лишь два соотношения. Hо, войдя во вкус, мы можем несложным образом добавить:
C1kv/Ckvsr=1/(0.9+0.1*Kr)
Cy/Ckvsr=1/(0.9/Kr+0.1)
или:
Ckvsr/C1kv=0.9+0.1*Kr
Ckvsr/Cy=0.9/Kr+0.1
Умножая на Cpp/Ckvsr=Kyn_it, получим:
Cpp/C1kv=(0.9+0.1*Kr)*Kyn_it
Cpp/Cy=(0.9/Kr+0.1)*Kyn_it
Используя балансовое уравнение
(100+y)*Cpv=100*Cpp+y*Cy
найдем:
Cy/Cpv=(100+y)/(100*(0.9/Kr+0.1)*Kyn_it+y)
Cpp/Cpv=(100+y)/(100+y/(Kyn_it*(0.9/Kr+0.1)))
или
Cpp/Cpv=Ky
где Ky=(100+y)/(100+y/(Kyn_it*(0.9/Kr+0.1)))
Для вклада обессоленной воды можно записать баланс - из файла vxr_kr:
Gpv*Cpv=Gov*Cov+(Gpv-Gov)*Cpp
или:
Gpv*Cpv=Gov*Cov+(Gpv-Gov)*Ky*Cpv
Hе правда ли, с этими Ky все начинает выглядеть изрядно просто? Однако здесь есть и опасность, заключающаяся в том, что технологи порой настолько привыкают к внешне простым соотношениям, что забывают спрятанный в них смысл. Hапример, я сталкивался с тем, что продувку для котлов ВД считают по балансу кремнекислоты так же, как это часто делается по солям посредством упрощенной формулы, когда долей выноса солей в пар возможно пренебречь.
Теперь вернемся к идее вкладов. Почему бы нам не расширить это представление и придумать какой-нибудь виртуальный вклад? Или, скажем мягче, условный вклад. Hапример, определим жесткость продувочной воды при условии, что она не осаждается в котле. По усредненным данным, файл Водно-хим потоки ТЭС.xls, имеем:
Этому соответсвует вышеприведенное уравнение:
Cy/Cpv=(100+y)/(100*(0.9/Kr+0.1)*Kyn_it/100+y)
где Cpv и Cy отвечает жесткости в мкг-экв/кг, а коэффициент Kyn_it поделен на 100 т.к. он представлен не в долях, а в %.
Расчетный фрагмент (в Водно-хим потоки ТЭС.xls):
Реальный смысл этого условного вклада заключается в том, что катионы жесткости в процессе их осаждения из котловой воды замещаются на натрий. Почти столько же мкг-экв/кг мы получим для той щелочности продувочной воды, которая обусловлена присосами охлаждающей воды при условии, что эта щелочность не осаждается из котловой воды (соотношение щелочности и жесткости в охлаждающей воде в среднем, вспомним, составило 0.915). При этом мы имеем среднее содержание фосфатов в продувочной воде 18 мг/кг или 18000 мкг/кг, чему, согласно вышеприведенному соотношению, соответствует щелочность 18000*0.02=360 мкг-экв/кг. В сумме мы получим в среднем 591*0.915+360=900 мкг-экв/кг некоторой условной щелочности для котловых вод циклонов и 900/18=50 мкг-экв/кг - для чистых отсеков (при кратности Kr=18). Фактически же средние щелочности солевого и чистого отсеков составляют не 900 и 50, а 670 и 95 мкг-экв/кг. Это свидетельствует о том, что нелетучая щелочность питательной воды (общая щелочность за вычетом щелочности обусловленной аммиаком и гидразином) действительно превышает щелочность, привнесенную присосами охлаждающей воды, о чем говорилось ранее и что подтверждается превышением фактической щелочности над условной по чистому отсеку. А также свидетельствует о том, что эта щелочность каким-то образом частично выводится из котловой воды, о чем свидетельствует превышение условной щелочности над фактической по солевому отсеку. Вам остается лишь предложить свои собственные схемы протекания этих процессов.
Теперь о некоторых особенностях выполнения компьютерных расчетов. Вы составили набор формул, или позаимствовали его из технической литературы, или скопировали из файла. Пусть этот набор будет состоять с уже известной вам формулы: Cy=(100+y)/(100*(0,9/Kr+0,1)*Kyn_it/100+y)*Cpv при этом дробная часть чисел 0,88 и 0,12 должны быть отделена не точкой, как в некоторых других системах, а запятой.
Первое, что вы делаете, это составляете шапку обозначений:
Cpv y Kyn_it Kr Cy
Затем подставляете исходные данные и формулу для Cy:
Cpv y Kyn_it Kr Cy
1 0,16 0,056 18 Cy=(100+y)/(100*(0,9/Kr+0,1)*Kyn_it/100+y)*Cpv
Далее, щелкая по опциям Сервис, Параметры, Переход, нужно установить флажок против текста "Преобразование формул в формат Excel при вводе" и нажать OK. После этого выделяете этот фрагмент и, щелкая по опциям Вставка, Имя, Создать, устанавливаете флажок против текста "в строке выше", все прочие флажки убрать и щелкнуть по OK. После этого раскрываете формулу в ячейке с именем Cy. Для этого ставите указатель курсора в ячейку Cy (на формулу, что под обозначением "Cy"), нажимаете клавишу F2, убираете в формуле первые символы, предшествующие знаку равенства, и нажимаете клавишу Enter. Теперь остается лишь скопировать строку вниз и получить нужный фрагмент, например такой (Водно-хим потоки ТЭС.xls):
Если в последующем вам потребуется в этом же файле сделать какой-то другой расчетный фрагмент с именами ячеек, то вам придется предварительно уничтожить все ранее присвоенные имена (через опции Вставка, Имя, Присвоить, Удалить), иначе этот весьма неповоротливый в некоторых отношениях Эксель может наломать вам изрядную кучу дров.
P.S. Еще раз обращаю ваше внимание на коллизию с формулой Cy/Cpv=(100+y)/(100*(0.9/Kr+0.1)*Kyn_it/100+y) В таком виде она будет работать если ее подставить в так называемую функцию пользователя (это касается программирования), но здесь, на листе, эта формула может работать только в виде:
Cy/Cpv=(100+y)/(100*(0,9/Kr+0,1)*Kyn_it/100+y)
То есть, целые и дробные части чисел на листе разделяются запятой, если так настроен Excel. На это следует обращать внимание, так как в моих формулах, которые вы найдете в файлах, в качестве разделителя используется не запятая, а точка.