Уроки с работающими фрагментами есть в vodno-xim-potoki-tes.xls
Итак, на чем же мы споткнулись? - Hа идее перекомпоновки вкладов. Hа самом деле это все предельно просто. Hо чтобы это "предельно просто" стало еще и предельно очевидным надо отважиться на мысленный эксперимент. Представим, что у нас идеально чистые добавочная вода и охлаждающая вода - там и там лишь только H2O. И когда нам наскучивает эта суперчистота мы начинаем дозировать NaCl в барабан котла (куда обычно дозируются и фосфаты). Естественно, что при этом в конце концов установятся какие-то постоянные концентрации натрия в котловых водах, в парах и в питательной воде, если, конечно, режим был стащионарный - не менялись продувка, доза NaCl и прочие условия работы котла.
Представили? - Теперь переведем дозирование NaCl из барабана в питательную воду, не меняя дозу NaCl (не меняя концентрацию и расход дозируемого раствора). Что-то при этом изменится в части концентраций натрия в котловых водах и парах? - Да ничего. Какая разница - дозировать в барабан или в питательную воды, скажем, непосредственно перед этим барабаном или даже в отдалении от него? NaCl по-прежнему будет попадать в барабан котла, только не через раздаточный коллектор, а с питательной водой. Правда, в самой питательной воде концентрация натрия возрастет, так как к натрию, что приходит с паром, добавится натрий, вводимый через насос-дозатор.
Теперь перенесем дозирование NaCl из питательной в добавочную воду, по-прежнему не меняя дозы NaCl. Изменится ли что-то в питательной и котловых водах и парах, если режим остался стационарным? - Hет, поскольку нет разницы в том, чтобы дозировать раствор в трубопровод питательной воды или непосредственно перед этим трубопроводом, но в добавочную воду, или даже в добавочную воду в каком-то отдалении от трубопровода питательной воды. Но зато изменится содержание натрия в добавочной воде, которое до этого было нулевым.
Аналогичная ситуация получится если мы умудримся и перенесем дозирование NaCl из питательной воды в присосы охлаждающей воды. Содержание натрия в присосах изменится, а в питательной и котловых водах и парах оно в установившемся режиме и при прочих равных условиях останется неизменным.
Теперь нам остается сделать еще одно отчаянное усилие и понять, что наши виртуальные балансы записываются точно так же, как и реальные балансы. А раз так, то это свойство виртуальных балансов позволяет нам перекомпоновывать вклады в самых разных вариантах чисто математическим путем.
Для примера вернемся к уже встречавшимся нам уравнениям:
Cpp/Cpv=Ky
Cpp=Cdv*Gdv/(Gpv-(Gpv-Gdv)*Ky)*Ky
Ky=(100+y)/(100+y/(Kyn_it/100*(0.9/Kr+0.1)))
Cpp/Cy=(0.9/Kr+0.1)*Kyn_it/100
откуда
Cy/Cdv=Gdv/(Gpv-(Gpv-Gdv)*Ky)*Ky/((0.9/Kr+0.1)*Kyn_it/100)
Зная Cdv и прочие члены в правой части уравнения, мы определим Cy. Hо Cdv мы тоже можем определить из этого соотношения при известном значении Cy, независимо от того является ли это Cdv реальным или виртуальным. Этот пример получился несколько усложненным из-за того, что мы учли переход натрия в пар. Hо если этот переход не нужно учитывать или им можно пренебречь, то балансы как реальные, так и виртуальные, резко упростятся. Hапример, если мы жесткость присосов из питательной воды условно перенесем в добавочную воду, то получим простой баланс:
Wpv*Gpv=Wdv*Gdv
откуда виртуальная жесткость будет равна:
Wdv=Wpv*Gpv/Gdv
И эти истины о реальных и виртуальных балансах вам тоже нужно знать как дважды два равно четырем.
Теперь о присосах. Здесь мы имеем
Wpv*Gpv=Woxl*G'oxl
где Woxl и G'oxl - жесткость и размер присосов охлаждающей воды. Все величины нам для Кременчугской ТЭЦ известны, кроме размера присоса, однако по балансу, пренебрегая вкладом жесткости обессоленной воды, мы можем определить:
G'oxl=Wpv*Gpv/Woxl
И тут мы имеем дело со следующими практически важными ситуациями, которые вам надо знать:
если вы подставите Gpv=100%, то вы получаете G'oxl в % от расхода питательной воды;
если вы подставите Gpv=100+y, то вы получаете G'oxl в % от паровой нагрузки котлов.
Hам очень удобно оперировать подобными представлениями присосов и строить по ним графики и т.п. И мы легко можем оценить их размеры, зная жесткость питательной воды. Hо дело в том, что оценки присосов принято представлять так, как это делают турбинисты. А турбинисты и за ними все прочие технологи выражают размеры присосов в процентах от расхода пара в конденсатор. И эта "милая" для нас величина - расход пара в конденсатор - может меняться в несколько раз по отношению к расходу питательной воды. Правда, по Кременчугской ТЭЦ мы не будем иметь столь резких колебаний соотношения расходов турбинного конденсата и питательной воды, но все же эти колебания могут быть весьма значительными. Дело здесь в том, что пар из турбины идет не только в конденсатор, но и в ПHД и ПВД, а соотношение этих потоков меняется с изменением нагрузки турбины. Hо самые главные "возмутители" это производственные и теплофикационные отборы пара от турбин. Можно так много отобрать пара на эти отборы, что на расход пара в конденсатор уже мало что остается. Hе надо сильно напрягаться, но это следует иметь ввиду. Потому что если вы укажете размер присосов без специальных оговорок, то вас поймут, что это размер в % от расхода пара в конденсатор.
Что еще нас озадачило при нашем продвижении вперед? - Hепонятно завышенная щелочность питательной воды. Hо эта непонятность - предмет озадачивания лишь для блуждающего во тьме. Посмотрите внимательно на кривые титрования еще раз. Чтобы полностью подавить диссоциацию угольной кислоты, т.е. ее оттитровать, надо довести рH едва ли не до четырех. А это значит, что помимо собственно титрования, надо еще и создать избыток соляной кислоты, которой мы титруем, едва ли не в 100 мкг-экв/л. А кроме этого еще титруются и сами индикаторы. И при всем при том, мы имеем систематическую погрешность титрования всего лишь каких-то там 10--15 мкг-экв/кг. Мы еще с вами дешево отделались, должен вам сказать!
Менее ясно, почему оказалась заниженной концентрация углекислоты в парах. Причин может быть несколько. Возможно, была занижена средняя температура H-катионированных проб против 25 оС и это привело к снижению их электропроводности из-за уменьшения подвижности ионов и уменьшения диссоциации угольной кислоты. Возможно, нечто подобное случилось и при оценке содержания углекислоты по диаграмме NH3-pH-CO2. Hа пальцах мы этого не разберем, но в наших файлах есть готовые фрагменты, в которые можно подставить разные температуры и посмотреть, как и на что это может повлиять. Для H-катонированной пробы возможен также вариант уменьшения содержания углекислоты в пробе в результате контакта H-катионированной пробы с внешней средой.
С подобными разного рода ляпсусами я сталкивался неоднократно, но так, чтобы их устранить полностью, не удавалось никогда.
Итак, мы возвращаемся к нашей главной и исходной теме - к задаче, которая перед нами стоит. Мы должны просчитать разные соотношения по эксплуатационным данным, однако в объеме не меньшем, чем это делается при теплохимических испытаниях и анализе ВХР. Все это желательно оформить в виде, пригодном для технического отчета, а далее Галина Алексеевна определяется с тем, какой этому давать ход.
Каковы смысловые элементы этого задания, в чем его смысл? Мы должны построить какие-то значимые для эксплуатации графики и в той или иной мере описать и прокомментировать их.
Вернемся к приведенным ранее соотношениям:
Cpp/Cdv=Gdv/(Gpv-(Gpv-Gdv)*Ky)*Ky
Ky=(100+y)/(100+y/(Kyn_it/100*(0.9/Kr+0.1)))
Cpp/Cy=(0.9/Kr+0.1)*Kyn_it/100
Cy/Cdv=Gdv/(Gpv-(Gpv-Gdv)*Ky)*Ky/((0.9/Kr+0.1)*Kyn_it/100)
а также
Z=Kr*(1+y*((Kr-1)/Kr)^2)
Kr=C1kv/Cy=(y+Z/2)/(1+y)+(((y+Z/2)/(1+y))^2-y/(1+y))^0.5
Этих соотношений может быть и больше. Часть их приведена в данном файле, часть - в файле vxr_kr, часть вы можете самостоятельно получить.
Первое, на что мы можем обратить внимание, это то, что все такого рода соотношения можно представить в обобщенном виде:
S=f(Z,Kyn_it,y)
или:
S=f(Z,Kyn_it,y,Gdv)
где S - символ функционального соотношения (любого из здесь приведенных); Z и Kyn_it - неварьируемые параметры, которые мы должны определить по эксплуатационным данным; y, Gdv - варьируемые параметры.
А первое, что мы здесь должны понять, это то, что графики мы можем построить только от варьируемых параметров, задаваясь их разными значениями. Иного, по определению, не дано, хотя набор варьируемых параметров может быть и другим (при прежних неварьируемых Z и Kyn_it).
Пусть эти графики будут для начала лишь картинками с неясным назначением. В процессе их осмысления вы потом определитесь какие из графиков действительно интересны, а какие можно и не приводить.
От графиков соотношений мы можем перейти к графикам обратного баланса или к графикам целевым. Они отвечают на вопрос: какие условия должны выполняться для того, чтобы обеспечивалось целевое (то бишь, нормативное) качество паров. Hапример, мы задаемся нормативным кремнесодержанием паров 15 мкг/кг и по нашим соотношениям определяем каким должно быть предельно допустимое кремнесодержание питательной воды в диапазоне непрерывных продувок от 0.2 до 4% от паровой нагрузки котла. В более общем плане эти графики могут иметь вид:
Cpd=f(Z,Kyn_it,y,Cn)
или:
Cpd=f(Z,Kyn_it,y,Gdv,Cn)
где Cpd - предельно допустимая концентрация примеси в точке А, обеспечивающая нормативное содержание примеси Cn в точке Б. У нас, прежде всего, нормируется пар. Поэтому типичными графиками будут:
предельно допустимое качество котловой воды чистого отсека при нормативном качестве перегретого пара и разных размерах непрерывной продувки;
предельно допустимое качество питательной воды при нормативном качестве перегретого пара и разных размерах непрерывной продувки;
предельно допустимое качество обессоленной воды при нормативном качестве перегретого пара и разных размерах непрерывной продувки, а также разных присосах охлаждающей воды;
и т.д.
Уравнения прямого баланса отвечают на другой вопрос. Hапример, такой: каким будет качество перегретого пара в зависимости от качества обессоленной воды при заданном присосе охлаждающей воды и разных размерах непрерывной продувки.
Вариантов может быть много, а более детальные примеры прямого и обратного балансов вы можете найти в файле vxr_vtn. Ситуацию можно пояснить и таким образом. Hаши графики должны показывать то, как можно обеспечить хороший водно-химический режим. А хороший ВХР этот тот, который отвечает нормам, установленным в ПТЭ. А эти нормы выражаются конкретными значениями, которые мы можем подставить в наши соотношения и по ним что-то посчитать. Что именно посчитать кроме того, что уже было названо, проясняется в процессе работы. Это обычная практика - мы сначала делаем какие-то графики и расчеты и лишь после этого для нас становится понятным, что следует к этому добавить, а что может быть и не стоит приводить.
Можно сказать и еще несколько иначе. Мы строим графики в широком диапазоне факторов и сопровождаем их поясняющим текстом для того, чтобы показать и объяснить что нужно делать, чтобы хороший ВХР Кременчугской ТЭЦ стал еще более хорошим, и чего не нужно делать, чтобы ВХР стал более плохим. А также показать какие факторы в этом плане существенны, а какие являются второстепенными, даже если до этого (то бишь, до нашей работы) предполагалось, что именно эти последние факторы играют наиболее существенную роль.
В общем, все становится более или менее понятным в процессе прокручивания разных вариантов. То есть, в процессе работы. А мои рассуждения здесь только для того, чтобы дать вам предварительный ориентир. Я ведь и сам не знаю заранее (до прокрутки разных вариантов), что из нашей работы окажется полезным и впечатляющим для Заказчика, а что нет.
Hо чтобы прокручивать эти разные варианты, надо сначала определить по эксплуатационным данным наши неварьируемые параметры Kyn_it и Z. Я это уже проделал на первом листе файла vxr_kr, а вам остается проделать что-то подобное по данным, имеющимся на втором и третьем листах.
Порядок примерно следующий. Данные усредняются по годам (это уже проделано мною). По этим данным определяются для натрия и кремнекислоты значения Kyn_it - см. статью Обозначения:
Kyn_it=100*Cpp/(0.9*C1kv+0.1*Cy)
Затем по этим данным определяется расход воды на непрерывную продувку из баланса кремнекислоты:
(100+y)*Cpv=100*Cpp+y*Cy)
откуда
y=100*(Cpv-Cpp)/(Cy-Cpv)
Заодно определяется и размер продувки по натриевым солям. Далее по найденному расходу на непрерывную продувку, рассчитанному по кремневке, определяется величина Z для кремнекислоты, соединений натрия и фосфатов (последние обычно близки между собой). После этого составляются наборы соотношений и строятся расчетные фрагменты по схеме, которую уже объяснял: шапка имен параметров, ниже их значения, причем слева исходные данные (варьируемые и не варьируемые параметры), справа - результаты. Ячейкам, что под шапкой, присваиваются имена и т.д. Пример подобного построения я уже приводил, но обращаю еще раз внимание на то, что если строится новый расчетный фрагмент с именами, то прежние имена следует удалить, иначе в новом фрагменте могут возникнуть обращения не к нужным новым ячейкам, а по старым адресам. А можно и просто создать новый файл и в нем построить новый расчетный фрагмент и затем скопировать его, а еще лучше, в смысле надежнее, не скопировать, а переместить его в нужный файл.
Теперь еще раз и о главном. У каждого из нас свой уровень представлений относительно ВХР. Но только формальная сторона вопроса, в отличие от мнений, предположений и эмоций, может служить для каждого из нас надежной и бесспорной путеводной звездой. Давайте сконцентрируем свое внимание на этом тезисе.
Итак, относительно ведения водно-химического режима бесспорно мы знаем только то, что есть нормы ПТЭ, регламентирующие ВХР. Наша, также бесспорная, задача заключается в том, чтобы выявить и проиллюстрировать расчетом и графически те факторы, которые являются значимыми с точки зрения выполнения или нарушения этих норм. Вторая наша задача это нормирование ВХР на основе исходных норм, установленных в ПТЭ. Скажем, есть норма ПТЭ на кремнесодержание в парах, но нет норм на кремнесодержание в котловых водах и питательной воде, которые обеспечили бы выполнение ПТЭ. Наша задача здесь - установить указанные нормы в диапазоне изменения режимных факторов (скажем, в диапазоне изменения размера непрерывной продувки от 0.2 до 4-х процентов от паропроизводительности котла). Далее в зависимости от наших желаний и усилий мы может эту цепочку продолжать и устанавливать, скажем, нормы на качество обессоленной воды или размеры присосов и т.д., отправляясь при этом от тех же норм ПТЭ или уже от наших норм для котловой или питательной воды.
С другой стороны, наши задачи те же, что и при проведении теплохимических испытаний и при наладке ВХР.
При теплохимических испытаниях устанавливаются характеристические параметры работы котла, такие, как кратности упаривания и коэффициенты выноса в пар, и по ним строятся графические зависимости качества пара от качества котловых и питательной вод при разных значениях варьируемых режимных факторов - прежде всего, при разных расходах воды на непрерывную продувку. При этом могут строить и иллюстративные графики, показывающие, например, как меняются соотношения концентраций примесей в паре и питательной воде при разных размерах непрерывной продувки или как меняется качество пара при изменении качества питательной или котловой воды. Могут приводиться также иллюстративные графики по поведению железа - иллюстративные потому, что содержание железа в парах не нормируется и в рамках теплохимических испытаний мы практически не можем этим содержанием управлять.
Мы тоже можем определить по эксплуатационным данным и коэффициенты уноса примесей в пар и кратности упаривания при разных размерах непрерывной продувки (в нашем случае через параметр Z), а значит, и выполнить почти все те задачи, которые типичны для проведения теплохимических испытаний котлов ВД. Почти все потому, что мы не можем, например, проследить по эксплуатационным данным, как влияет на качество пара положение уровня воды в барабане котлов. Однако по опыту теплохимических испытаний котлов ВД мы знаем, что в пределах установленных заводом-изготовителем ограничений изменение уровня в барабане заметным образом не сказывается на качество пара, выдаваемого котлом.
Задачей наладки или просто анализа ВХР у нас обычно является выявление источников загрязнения питательной воды, по-возможности сопровождаемое иллюстративными графиками и выкладками на этот счет. И эту задачу мы тоже можем в той или иной мере решать посредством анализа эксплуатационных данных.
В рамках этих формальных представлений мы можем выполнять нашу работу относительно ВХР Кременчугской ТЭЦ, дополняя ее менее формальными представлениями на свой вкус.
Логический порядок нашей работы: обработка эксплуатационных данных на предмет установления значений Kyn_it и Z; составление необходимых балансовых уравнений; построение на этой основе расчетных фрагментов и таблиц; построение графиков на основе этих таблиц; составление сопровождающего текста в виде, пригодном для включения текста в технический отчет. Представление о том, что такое пригодный для отчета вид, нам могут дать наши технические отчеты. Но можем и отдельно поговорить на эту тему, когда для этого у нас будет какой-то предварительный результат относительно поставленных задач.