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米顿罗计量泵加药—各种加药计算

发布日期:2015-09-18 22:15 【关闭】

1. 浓联氨的需用量的计算:
      N2H4= c*d*v*1000/w   (kg)   
式中:c——欲配溶液的百分比浓度
      d——所配制溶液的比重(稀联氨溶液可取1.0g/m3)
      v——所配稀联氨溶液体积m3
      w——浓联氨的百分比     浓度(一般为40%)

2.一般是程序控制,连续加入.
 
1. 氢氧化钠和碳酸钠加药量的计算 
(1) 空锅上水时给水所需加碱量 
X1=(YD-JD +JD+ JDGMV 
式中 :X1 一一空锅上水时 , 需加 NaOH 或 Na2C03 的量 ,g; 
YD 一一给水总硬度 ,mmol/L; 
JD 一一给水总碱度 ,mmol/L; 
JDG 一一锅水需维持的碱度 ,mmol/L; 
V 一一锅炉水容量 ,m3; 
M 一一碱性药剂摩尔质量 ; 用 NaOH 为 40 g/mol, 用Na2C03 为 53g/mol 。 
 

(2) 锅炉运行时给水所需加碱量 
1) 对于非碱性水可按下式计算 
X2=(YD-JD +JDGP)M 
式中 :X2 一一每吨给水中需加 NaOH 或 Na2C03 的量 ,g/t; 
PL 一锅炉排污率 ,10-2; 
其余符号同上式。 
如果 NaOH 和 NazC03 同时使用时 , 则在上述各公式中应分别乘以其各自所占的质量分数 , 如 NaOH 的用量占总碱 量的 η×10-2, 则 Na2C03 占 (1-η) ×10-2 , 两者的比例应 根据给水水质而定。一般对于高硬度水、碳酸盐硬度高或续 硬度高的水质宜多用 NaOH, 而对于以非碳酸盐硬度为主的 水质 , 应以 Na2C03 为主 , 少加或不加 NaOH 。 
2) 对于碱性水 , 也可按上式计算 , 但如果当 JDG 以标准 允许的最高值代入后 , 计算结果出现负值 , 则说明原水钠钾 碱度较高 , 将会引起锅水碱度超标 , 宜采用偏酸性药剂 , 如 Na2HP04 、 NaHJ04 等。 
 

2. 磷酸三纳 (Na3P04 · 12H20) 用量计算 
磷酸三纳在锅内处理软水剂中 , 一般用来作水渣调解剂 
和消除残余硬度用。当单独采用锅内水处理时 , 加药量是按 经验用量计算。 
〈 1) 空锅上水时磷酸三钠用量 Yl 的经验计算式 : 
Y1=(65 十 5YD)VU)(7-8) 
(2) 锅炉运行时磷酸三钠 (Y2) 的经验计算式 : 
Y2=5YDU/m3) 
 

3. 常用有机药类的用量 有机类防垢剂一般每吨水的经验用量如下 : 
(1) 拷胶 :5~1Og/t; 
(2) 腐殖酸销 : 每 l mrnol/L 的给水硬度投加了 3~5g; 
(3) 有机聚磷酸盐或有机聚宠酸盐 : 根据不同的水质 , 一 
般在 1~lOg/t 。 dc 
上述各式的加药量仅为理论计算值 , 实际运行时 , 由于 Vh 各种因素如 ( 锅炉负荷、实际排污率的大小等 ) 的影响 , 加 t 药后的锅水的实际碱度有时与欲控制的碱度会有一定差别 , 这时应根据实际情况 , 适当调解加药量和锅炉排污量 , 使锅 水指标达到国家标准ρ -aA 
 
 
1 引 言

  目前,我国对大型锅炉的给水与蒸汽质量指标要求十分严格,因而需要对炉水品质连续监控。测量pH值大多采用传统的PID控制算法,但在反应过程中,因其中和点附近的高增益使得难以调整传统PID控制器参数。因此只能采用很小的比例增益,否则系统不稳定,而比例增益过小,又将使系统的动态特性变坏。对于锅炉给水加药测控装置,已经实现了加药系统的自动化,但无自动配药设备,仍需根据汽水实验室的化验结果人工配药,这样不仅工作强度大,而且所加的氨、联胺均属有剧毒易挥发物质,会给操作者造成严重危害,并导致环境污染。为此,提出变增益三区段非线性PID和积分模糊控制(IFC)算法的两种新型pH值控制法。通过对带有时滞的pH值中和过程进行数字仿真,结果表明,这两种控制算法均具有鲁棒性强,响应速度快和控制精度高的特点,尤其是IFC算法能克服pH值中和过程中的较大时滞。通过在某电厂的实际应用,已实现了锅炉给水配药、加药系统的全自动控制。

2 pH值控制方法的研究

  2.1 常规PID控制


  PID控制是按偏差的比例(P—Proportional)、积分(I—Integral)和微分(D—Derivative)线性组合的控制方式。图1为常规的PID控制系统。其中,r为参考输入信号;PID为控制器;P为被控对象模型;d为干扰量;e(k)为系统误差;u(k)为控制量;pH(k)为被控过程输出量。由图可见,常规PID控制中的比例作用实际上是一种线性放大或缩小作用,很难适应酸碱中和过程中被控对象非线性的特点。

图1 典型pH值控制系统

  2.2 变增益三区段非线性PID控制

  将pH值变化按拐点分为:一个高增益区和两个增益系数不同的低增益区。高增益区控制器采用较低增益;低增益区控制器采用不同的高增益,以满足系统期望的性能指标。此外为防止积分饱和,采用带死区和输出限幅的PID控制算法。

  2.3 模糊控制

  模糊控制算法概括为:根据本次采样得到的系统输出值,计算出输入变量;将输入变量的精确量变为模糊量;根据输入变量(模糊量)及模糊控制规则,按模糊推理合成规则计算控制量(模糊量);由上述得到的控制量(模糊量)计算精确的控制量。

3 电厂锅炉给水加药控制系统

  某发电厂共有4台300 MW的发电机组,分为两个单元,一单元为1#、2#机组,二单元为3#和4#机组。每个单元加药计量泵包括锅炉补给水(生水经各种水处理方式净化后,用于补充火力发电厂的汽水损失)和炉水两种用水。现以二单元为例,加药系统采用两用一备共3台加药计量泵,即3#和4#机组各用l台加药计量泵,当其中1台出现故障时切换到备用泵。在该系统中通过检测pH值来控制炉水中磷酸盐的加入量,pH值要求控制在914~9.78,当其中1台机组的pH值低于9.4时,启动相应机组的加药泵。此时,磷酸盐加药箱内的磷酸盐溶液经过管道(管道上的阀门都为手动阀,正常时为打开状态)被泵入相应机组的除氧器出水管加药点。若3#机组的加药计量泵出现故障,则打开备用泵与其相连管道上的阀门,备用泵接替3#机组的加药计量泵,为3#机组的炉水加药;4#机组亦然。由于炉水中加入了适当的磷酸盐及氢氧化钠,可提高炉水的缓冲性能,并有利于维持炉水pH值的稳定性,从而防止锅炉水冷壁的结垢和腐蚀。

  该系统将炉水水样经过减温减压装置引入磷酸表及pH表探头进行测量,经过模拟量转换,再经控制系统PID运算后控制变频器输出,控制加药泵转速,从而实时控制炉水的加药量,使炉水的磷酸根浓度与pH较好地保持在合格的范围内。图2给出其控制流程图。该控制分为调节器、执行器、被控对象及变送器4部分。其中,调节器由S7-200 PLC和相应控制软件组成;执行器由变频器、电机和计量泵组成;被控对象为炉水;变送器采用分析仪表,即pH表。


  3.1 控制流程

  图3给出3#机组的炉水加药控制系统。该系统从在线分析仪表(磷酸根表、pH表)中提取4~20mA信号,根据运行工艺参数和确定的数学模型进行窗口式PID复合运算,中间结果送变频器,控制加药泵加药量以实现加药的自动闭环调节。

图3 3#机组炉水加药控制系统

  3.2 控制系统组成

  该控制系统选用上位机软件WinCC+西门子PLC的组合方案。PLC系统通过PorfiBus总线方式与上位机WinCC连接。如图4所示。其中上位监控部分由工业计算机(WinCC)来完成。监控工作人员可通过CRT实时监控系统的运行状况.设定或修改系统的运行参数,同时通过CRT远程软件控制系统运行。上位工控机进行数据处理和管理,并与MIS系统等联网。上位机可对控制器进行组态,组态范围包括控制器的网络地址和时间、选择控制算法、设定算法参数、设定控制量的设定点、选择算法中输入量及输出量的通道等。下位控制部分由安装在现场的一套可编程控制器(PLC)来完成。它是自动加药控制系统的核心,用于采集相应的水质数据。由于化学加药系统具有纯滞后性质,会导致控制作用不及时,引起系统产生超调或振荡,而利用计算机可方便实现滞后补偿。采用改进的数字PID控制算法和模糊控制算法,使控制器利用输出控制信号调节现场的交流

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