一种船用低压锅炉炉水游离NaOH调控方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种船用低压锅炉炉水游离NaOH调控方法和系统，其调控方法包括：当实时监测到的炉水pH值大于第一预设阈值、且小于第二预设阈值时，停止添加磷酸盐水质调节剂，开始添加去碱化剂；依据蒸汽系统磷酸盐检测值、炉水pH等参数建立第一数学函数模型，根据接收到的参数反馈值，利用第一数学函数模型计算出t时刻炉水内游离OH

【技术实现步骤摘要】
一种船用低压锅炉炉水游离NaOH调控方法和系统


[0001]本专利技术属于船用水处理
，更具体地，涉及一种船用低压锅炉炉水游离NaOH调控方法和系统。

技术介绍

[0002]现有的某些船用低压锅炉蒸汽动力系统，由于船上没有配置树脂再生系统，且船上设备运行年限较久，在海上航行期间，锅炉蒸汽动力系统会出现补水除盐微漏钠、冷凝器微渗漏等突发现象。当只采用低压锅炉的常规磷酸盐加药方案，即磷酸盐加药方案或协调磷酸盐加药方案进行炉水水质调控处理时，炉水pH值会出现持续偏高的现象，此时炉水内游离NaOH含量会快速增加，并在锅炉局部浓缩，导致锅炉发生苛性腐蚀，严重影响船用锅炉的安全运行。为保障此类锅炉在航行期间的安全运行，急需一种与现有的船用低压锅炉水质环境相适应的炉水游离NaOH调控方法，以高效清除锅炉内游离NaOH，防止锅炉苛性腐蚀的发生。

技术实现思路

[0003]针对现有技术的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种船用低压锅炉炉水游离NaOH调控方法，主要解决的是某些船用低压锅炉采用常规的磷酸盐加药方法或协调磷酸盐加药方法进行炉水水质调控处理时，不能精准调控游离NaOH，炉水内游离NaOH在锅炉局部浓缩，导致锅炉发生严重苛性腐蚀的问题。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供了一种船用低压锅炉炉水游离NaOH调控方法，所述调控方法包括：
[0005]S1、当实时监测到的炉水pH值大于第一预设阈值且小于第二预设阈值时，停止向锅炉添加磷酸盐水质调节剂，开始添加碱化剂Na2HPO4，所述第二预设阈值大于所述第一预设阈值；
[0006]S2、依据蒸汽系统磷酸盐检测值、炉水pH、钠磷摩尔比R、蒸发量、排污量、起始磷酸根浓度、给水流量、炉水体积、给水硬度、蒸汽湿度及运行时间，建立第一数学函数模型，其数学表达式为：
[0007][0008]其中：R为钠磷摩尔比，p为排污量，W为蒸发量，u为蒸汽湿度，H为给水硬度，Q为给水流量，C0为调控起始时刻磷酸根浓度，t为运行时间，v0为炉水体积，为t时刻游离OH
‑
浓度，e表示指数函数；
[0009]基于所述第一数学函数模型计算出t时刻炉水内游离OH
‑
浓度；
[0010]S3、依据去碱化剂Na2HPO4的纯度和浓度、调控起始时刻去碱化剂Na2HPO4添加量、t
‑
1时刻Na2HPO4添加量和步骤S2中计算出的t时刻炉水内游离OH
‑
浓度，建立第二数学函数模型，其数学表达式为：
[0011][0012]其中，M
t
为t时刻去碱化剂Na2HPO4添加量，为t时刻炉水内游离OH
‑
浓度，为t时刻磷酸盐浓度，为去碱化剂Na2HPO4的浓度、η为去碱化剂Na2HPO4的纯度，M0为调控起始时刻去碱化剂Na2HPO4的添加量，M
t
‑1为t
‑
1时刻Na2HPO4添加量，且M
t
与η、M
t
‑1和M0呈线性函数关系；
[0013]基于所述第二数学模型计算出t时刻去碱化剂Na2HPO4添加量；
[0014]S4、依据步骤S3中计算出的t时刻去碱化剂Na2HPO4添加量，调控注入锅炉的Na2HPO4流量，在流量调控过程中监测炉水pH值：
[0015]当监测到的炉水pH值不大于所述第一预设阈值时，停止加Na2HPO4，开始添加磷酸盐水质调节剂；
[0016]当监测到的炉水pH值不小于所述第二预设阈值时，锅炉停机。
[0017]进一步地，步骤S2中基于所述第一数学函数模型计算出t时刻炉水内游离OH
‑
浓度的步骤包括：
[0018]将t时刻的磷酸盐检测值、炉水pH、钠磷摩尔比R、起始磷酸根浓度、给水硬度、给水流量、炉水排污流量、炉水体积、蒸发量、蒸汽湿度及运行时间自动输入所述第一数学函数模型，计算出t时刻炉水内游离OH
‑
浓度。
[0019]所述第一数学函数模型中，函数f1(R、p,W,u,H,Q,C0)是钠磷摩尔比R、排污量p、蒸发量W、蒸汽湿度u、给水硬度H、给水流量Q和调控起始时刻磷酸根浓度C0的一次线性函数；
[0020]函数f2(p,W,u,v0)是关于排污量p、蒸发量W和蒸汽湿度u的一次线性函数，且函数f2(p,W,u,v0)是关于炉水体积v0的反比例函数；
[0021]函数f3(R、p,W,u,H,Q)是关于排污量p、蒸发量W、蒸汽湿度u、给水硬度H和给水流量Q的复合函数，且函数f3(R、p，W，u、H，Q)是关于给水硬度H和给水流量Q的正比例函数。
[0022]进一步地，步骤S3中解算t时刻去碱化剂Na2HPO4添加量的步骤包括：
[0023]将步骤S2中计算出的t时刻炉水内游离OH
‑
浓度、去碱化剂Na2HPO4纯度和浓度、调控起始时刻去碱化剂Na2HPO4添加量和t
‑
1时刻Na2HPO4添加量数据自动输入所述第二数学函数模型，计算出t时刻去碱化剂Na2HPO4添加量。
[0024]进一步地，步骤S301中建立的所述第二数学函数模型中：
[0025]t时刻去碱化剂Na2HPO4添加量M
t
与t时刻炉水内游离OH
‑
浓度为t时刻磷酸盐浓度去碱化剂Na2HPO4的浓度去碱化剂Na2HPO4的纯度η、调控起始时刻去碱化剂Na2HPO4的添加量M0和t
‑
1时刻Na2HPO4添加量M
t
‑1呈线性函数关系；
[0026]且t时刻去碱化剂Na2HPO4的添加量M
t
的值与去碱化剂Na2HPO4的浓度去碱化剂Na2HPO4的纯度η、t时刻炉水内游离OH
‑
浓度、t刻磷酸盐浓度t
‑
1时刻Na2HPO4添加量M
t
‑1和调控起始时刻去碱化剂Na2HPO4的添加量M0呈正比。
[0027]进一步地，所述第一预设阈值为10.3。
[0028]进一步地，所述第二预设阈值为11。
[0029]根据本专利技术的另一个方面，还公开一种船用低压锅炉炉水游离NaOH调控系统，该调控系统运行时用于执行如前任一所述的一种船用低压锅炉炉水游离NaOH调控方法，所述调控系统包括磷酸盐加药系统、去碱化剂Na2HPO4加药系统和炉水pH监测模块；
[0030]所述磷酸盐加药系统用于当所述pH监测模块监测到炉水pH值不大于第一预设阈值时，添加磷酸盐水质调节剂调控炉水水质；
[0031]所述去碱化剂Na2HPO4加药系统用于当所述pH监测模块监测到炉水pH值大于第一预设阈值且小于第二预设阈值时，调控炉水水质，该去碱化剂Na2HPO4加药系统包括系统加药控制模块和Na2HPO4加药泵：
[0032]所述系统加药模块用于依据蒸汽系统磷酸盐检测值、炉水pH、钠磷摩尔比R、蒸发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种船用低压锅炉炉水游离NaOH调控方法，其特征在于，所述调控方法包括：S1、当实时监测到的炉水pH值大于第一预设阈值且小于第二预设阈值时，停止向锅炉添加磷酸盐水质调节剂，开始添加去碱化剂Na2HPO4，所述第二预设阈值大于所述第一预设阈值；S2、依据蒸汽系统磷酸盐检测值、炉水pH、钠磷摩尔比R、蒸发量、排污量、起始磷酸根浓度、给水流量、炉水体积、给水硬度、蒸汽湿度及运行时间，建立第一数学函数模型，其数学表达式为：其中：R为钠磷摩尔比，p为排污量，W为蒸发量，u为蒸汽湿度，H为给水硬度，Q为给水流量，C0为调控起始时刻磷酸根浓度，t为运行时间，v0为炉水体积，为t时刻游离OH
‑
浓度，e表示指数函数；基于所述第一数学函数模型计算出t时刻炉水内游离OH
‑
浓度；S3、依据去碱化剂Na2HPO4的纯度和浓度、调控起始时刻去碱化剂Na2HPO4添加量、t
‑
1时刻Na2HPO4添加量和步骤S2中计算出的t时刻炉水内游离OH
‑
浓度，建立第二数学函数模型，其数学表达式为：其中，M
t
为t时刻去碱化剂Na2HPO4添加量，为t时刻炉水内游离OH
‑
浓度，为t时刻磷酸盐浓度，为去碱化剂Na2HPO4的浓度、η为去碱化剂Na2HPO4的纯度，M0为调控起始时刻去碱化剂Na2HPO4的添加量，M
t
‑1为t
‑
1时刻Na2HPO4添加量，且M
t
与η、M
t
‑1和M0呈线性函数关系；基于所述第二数学模型计算出t时刻去碱化剂Na2HPO4添加量；S4、依据步骤S3中计算出的t时刻去碱化剂Na2HPO4添加量，调控注入锅炉的Na2HPO4流量，在流量调控过程中监测炉水pH值：当监测到的炉水pH值不大于所述第一预设阈值时，停止加Na2HPO4，开始添加磷酸盐水质调节剂，并返回步骤S1；当监测到的炉水pH值不小于所述第二预设阈值时，锅炉停机。2.如权利要求1所述的一种船用低压锅炉炉水游离NaOH调控方法，其特征在于，步骤S2中基于所述第一数学函数模型计算出t时刻炉水内游离OH
‑
浓度的步骤包括：将t时刻的磷酸盐检测值、炉水pH、钠磷摩尔比R、起始磷酸根浓度、给水硬度、给水流量、炉水排污流量、炉水体积、蒸发量、蒸汽湿度及运行时间自动输入所述第一数学函数模型，计算出t时刻炉水内游离OH
‑
浓度。3.如权利要求1所述的一种船用低压锅炉炉水游离NaOH调控方法，其特征在于，所述第一数学函数模型中：函数f1(R、p,W,u,H,Q,C0)是钠磷摩尔比R、排污量p、蒸发量W、蒸汽湿度u、给水硬度H、给水流量Q和调控起始时刻磷酸根浓度C0的一次线性函数；
函数f2(p,W,u,v0)是关于排污量p、蒸发量W和蒸汽湿度u的一次线性函数，随排污量p、蒸发量W和蒸汽湿度u的增大而减小、减小而增大，且函数f2(p,W,u,v0)是关于炉水体积v0的反比例函数，随炉水体积v0的增大而增大、减小而减小；函数f3(R、p,W,u,H,Q)是关于排污量p、蒸发量W、蒸汽湿度u、给水硬度H和给水流量Q的复合函数，且函数f3(R、p,W,u,H,Q)是关于给水硬度H和给水流量Q的正比例函数，随给水硬度H和给水流量Q的增大而减小、减小而增大。4.如权利要求1所述的一种船用低压锅炉炉水游离NaOH调控方法，其特征在于，步骤S3中解算t时刻去碱化剂Na2HPO4添加量的步骤包括：将步骤S2中计算出的t时刻炉水内游离OH
‑
浓度、...

【专利技术属性】
技术研发人员：张霞，王长荣，余炎子，廖正平，黄迪，曾广佩，张久政，刘捷，
申请(专利权)人：九江七所精密机电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：