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仿真控制在电厂化学水处理系统中的应用研究
陈颖敏，左俊利，惠远峰，程立国，（华北电力大学环境科学与工程学院，河北保定０７１００３）
摘要：介绍３００ＭＷ火电机组电厂化学水处理系统的仿真研究，建立了电厂化学水处理系统的仿真数学模
型，通过仿真实验验证，其仿真结果达到了预期要求，可以实现电厂化学水系统的仿真控制功能。关键词ｉ 电厂化学；数学模型；仿真
［Ｓｉ０２］、Ｋ、ｐＨ一给水中Ｓｉ０２含量（舭）、０引言 应用计算机仿真技术１１Ｊ，对实现电厂化学水 处理系统的仿真控制，对提高电厂化学水处理系
统的运行维护水平具有重要意义。本文针对
导电度（ｉ．ｔｓｄｃｍ）、ｐＨ值的实际值。
１．２温度对联氨和氧反应的影响模型
阿累尼乌斯公式可精确表征反应速度与温度的关系：
３００Ｍｗ火电机组建立了电厂化学水处理系统的 一系列仿真数学模型„，开发了一套电厂化学水 处理系统的仿真软件，可以动态模拟火电厂化学 水处理系统的启停操作、运行调整、参数显示等功 能。为了验证仿真数学模型的正确性，利用该仿 真软件进行了仿真实验，实验结果达到了预期要 求。本文的研究成果既能用于科学研究，又能用
于运行仿真培训。
ｋ置＝１０．３１一面７面４２６而．５
式中；Ｋ一反应速率常数： ｔ一温度。１．３［Ｐ０４３］与［Ｈ＋］关系‘３１模型
（４）
３００ＭＷ机组临界锅炉水的ｐＨ值主要取决于炉
水Ｎａ３Ｐ０４含量及其性状。按照磷酸盐在水中的解 离和电中性原则可导出磷酸盐浓度和阻＋】之间的关 系如下巴
１仿真数学模型
本文依据仿真对象确定了电厂化学水处理系 统的主要影响参数和控制参数，建立的仿真数学模 型包括：（１）补给水处理参数模型；（２）凝结水精处 理参数模型；（３）给水处理参数模型：（４）炉水处理 参数模型；（５）零排放反渗透系统模型等。现将部 分模型介绍如下： １．１给水［ｓｉｏｚ］，导电率、ｐＨ值模型
［ＳｉＯｚ］＝［ＳｉＯｚｊ ４－２ ＸＫｅｆｌ
Ｋ＝１ｑ＋０．１
ＸＲｎｄ Ｆ一
ｅ：【塑：上塑：！
‘
（５）
３一，（６）
ｃ．：【塑：】二【丝：！哪日＋】＋２墨％旷］＋３Ｋ，Ｋ２Ｋ，［Ｈ＋】＋墨［日＋】２＋墨疋【日＋】＋墨巧玛
Ｃｅｏ，｜＿＝９５×１０３Ｃ
ｒ７、（８）
（１）（２）（３）
式中：Ｃｌ—ｐ０４３－｝知Ｅ（ｍＤ儿）；
Ｃ２～ＨＰ０４Ｓ－浓度（ｔｏｏｌ／Ｌ）： ＫＩ、Ｋ２、Ｋ３一电离常数，Ｋｌ－－７．６×１０
一、Ｋ２＝６．２ｘ １０～、Ｋ３－－－４．２Ｘ １０一”：
ｐＨ＝ｐＨｉ＋Ｒｎｄ
式中：【Ｓｉ０２１］、Ｋｉ、ｐＨｉ一给水中ｓｉ０２含量（鹏几）、导电率（ｐｓ／ｅｍ）、ｐＨ值的基值；
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２００６年火电厂环境保护综合治理技术研讨会论文集
统的全部仿真控制功能。Ｃｖｏ，３一一Ｐ０４’浓度（ｍｅ，／ｋｇ）?２．２一级除盐系统界面
电厂化学水处理系统的～级复床除盐工艺
２仿真软件的设计
本文针对３００ＭＷ火电厂机组的电厂化学水处 理系统开发了一套仿真软件。软件以Ｖｉｓｕａｌ
Ｂａｓｉｃ
流程界面如图２所示，此系统内部由弱酸阳舛÷一 强酸阳床一弱碱阴床一强碱阴床４台离子交换 器串联组成的，系统之问由３套同种设备并联构 成。待处理的水经预处理系统后，经过一级复床 除盐系统处理，再流到混合床处理系统中去。窗体的中上方有４个控制按钮，分别是启
动、停运、反洗、大反洗。这４个按钮分别表示
６．０”’为开发工具，开发的仿真软件最终以可安 装的应用软件形式出现，完全脱离ＶＢ开发环 境，在Ｗｉｎｄｏｗｓ操作系统下独立运行。软件的界 面包括６个主要化学水系统的流程及控制参数显示
和调整界面，不同水工况下出水水质的动态曲线显
除盐系统的运行工艺，其表示方法与预处理系统 一样，都是通过流水管线的颜色变化来实现。点 击按钮后，就可以很方便直观地了解系统的对应
工艺流程。下方的２个按钮是参数锁定和解锁。窗体文 本框中显示的参数主要是离子交换器的本体参
示界面等。现将开发的部分仿真界面介绍如下。
２．１
电厂化学水处理系统主控界面
电厂化学水处理系统的仿真主控界面如图１
所示，用于显示电厂化学水处理系统的整个流 程，可以让用户对电厂化学水处理系统有一个整 体、直观的了解。它主要由菜单栏、工具栏、子 窗口区和状态条组成，可实现电厂化学水处理系
数，包括：弱酸、强酸、弱碱、强碱离子交换器 的直径、树脂高度和树脂体积。圈１电厂化学水处理系统的主控界面
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图２一级复床除盐工艺流程界面
反应速率越快，并且随着温度的升高，温度对联
３仿真实验
仿真实验是仿真研究过程中的重要组成部 分。本文依据仿真内容所做的仿真实验包括：给 水中阱Ｈ３】对［Ｃ０２】的影响、温度对给水ｐＨ值的 影响、给水中温度对联氨与氧反应速率的影响、炉水［Ｐ０４３＂】对ｐＨ值的影响”“】、弱酸型离子交
氨除氧效率的影响程度加大。
换树脂失效碱度比对出水平均碱度比的影响、弱 碱型离子交换树脂失效酸度比对出水平均酸度
比的影响等。现将部分仿真实验结果介绍如下。３．１温度对给水ｐＨ值的影响实验 实验条件：Ｃ０２浓度分别为０和８０斗￥／Ｌ，ＮＨ３浓度为１．５３ ｍｇ／Ｌ，依次调整给水温度为 ５０℃、１００℃、１５０℃、２００℃，仿真实验结果如
＾０ Ｉ×『）瞄 ６ ４ ２ ０
图３沮度对给水ｐＨ值的影响
图３所示。从图中可以看出，【ｃ０２】对给水ｐＨ值 的影响随着温度的升高而减弱。当温度达到一定 值（＞１６０℃）时，【Ｃ０２】的影响减弱，水的ｐＨ值 实际上仅取决于ＮＩ－１３浓度和温度。３．２给水温度对联氨与氧反应速率的影响 依次调整给水温度为１００℃、１５０℃、２００℃、２５０℃，实验结果如图４所示，从图中可以看出，在给水系统温度范围内，温度越高，联氨与氧的３．３
８ ６ ４ ２ Ｏ ０ ５０ １００ １５０ ２００ ２５０ ３００
Ｔ（．｜ｃ）
图４给水温度对联氨与氧反应速率的影响曲线
ｔ＃＊［Ｐ０４ａ］对ｐＨ值的影响
２００６年火电厂环境保护综合治理技术研讨会论文集
依次调整炉水旺，０广】为２ｍｇ／Ｌ、３ｍｇ／Ｌ、４ｍｇ／Ｌ、５ｍｇ／Ｌ，Ｒ与ｐＨ值对应，ｐＨｔ为Ｒ＝２．４，ｐＨ２为Ｒ＝２．６，ｐＨ３为Ｒ＝２．７。实验结果如图５所示，在Ｒ值不变
电厂化学水处理设备烦杂，耗费了运行人员的 大部分精力，仿真系统的应用，将会提高他们的工 作效率。综上所述，仿真系统在电厂化学水处理方 面将有着广阔的应用前景。的条件下，０＂０７３越大，ｐＨ值越大，Ｂｐ［ｏｎ］越
多；［Ｐ０２］不变时，Ｒ越大，［ｏＨ］越多，即趋向
于产生游离ＮａＯＨ；同样，当ｐＨ值不变时，Ｒ越
参考文献：
大，∞，一】越小。可见，仿真结果符合实际。
【１】姚俊，马松辉．Ｓｉｍｕｌｉｎｋ建模与仿真咖．西安：西安电
４
子科技大学出版社，２００２，１－８．
６
７
【２】谢兆鸿，范正森．数学建模技术眦】．北京：中国水利
【３，】马慧娟，郭彦中．姚敬泽，等．炉水协调ｐ㈣酸盐处
理们．有色金属分析通讯，２００２（２）：２１－２４
０ ｌ ２ ３ ４ ５ ６
水电出版社，２００３，２－６．
磷酸根离子浓度（ｍｇ／Ｌ）
【４】清源计算机工作宣．Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ ６．０开发宝典Ｄ棚．北 京：机械工业出版社，１９９４，２－８． 【５】邱武斌，李炳军，路毅，等．炉水协调ｐＨ－－磷酸盐处
圈５炉水【Ｐ吖一】对ｐＨ值的影响曲线
４结论
本文列＇Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ ６．０在电厂化学水处理仿真 中的应用进行了初步的探索，结果表明：Ｖｉｓｕａｌ
Ｂａｓｉｃ
理监躲统的研究与应用删．河南电力，１９９３（４）：２３－２７．的应用与发展叨．长沙电力学院学报：自然科学版，２００２，１７（２）：７７＿８１．
【６】朱志平，陈田．磷酸盐处理技术在汽包锅炉炉水调节中
６．０在电厂化学水处理仿真中具有其独特的优
作者简介：陈颖敏（１９５６一），女，教授，主要从事水和废 水处理的研究和教学工作。Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｕｏｊｕｎｉｉ００５６＠１６３．ｃｏｍ
越性。用Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ ６．０设计出的仿真程序具有如
下优点：①程序简单、易读、使用方便、功能强大； ②程序计算结果可视化程度高，可以方便迅速地利 用数值、图形等表达计算结果；③计算结果稳定性 好：④投资不大，易学易用，对用户耍求也不高。
（责任编辑刘文莹）
仿真控制在电厂化学水处理系统中的应用研究
作者： 作者单位： 陈颖敏，左俊利，惠远峰，程立国 华北电力大学,环境科学与工程学院,河北,保定,071003
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