鍋爐給水水質(zhì)改善研究

徐曉敏， 張佳蔚

(上海電機(jī)學(xué)院 商學(xué)院，上海 201306)

據(jù)國(guó)家能源局在2016年1月15日發(fā)布的數(shù)據(jù)，2015年，全社會(huì)用電量55 500億kW·h，同比增長(zhǎng)0.5%。分產(chǎn)業(yè)看:第一產(chǎn)業(yè)用電量1 020億kW·h，同比增長(zhǎng)2.5%；第二產(chǎn)業(yè)用電量4 004.6億kW·h，同比下降1.4%；第三產(chǎn)業(yè)用電量7 158億kW·h，同比增長(zhǎng)7.5%；城鄉(xiāng)居民生活用電量7 276億kW·h，同比增長(zhǎng)5.0%。由此可見(jiàn)，電力在人們?nèi)粘Ｉ詈蜕a(chǎn)中的重要性。

在電力需求愈發(fā)高昂的今天，對(duì)發(fā)電廠而言，安全發(fā)電才是關(guān)鍵。而鍋爐給水，在火力發(fā)電的整個(gè)過(guò)程中肩負(fù)著尤為關(guān)鍵的角色。經(jīng)過(guò)一系列的水處理之后被送到鍋爐中的水就是給水，將它轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝缓笥靡酝苿?dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電。因此，鍋爐給水的水質(zhì)對(duì)保證電廠中發(fā)供電設(shè)備的安全和穩(wěn)定起著重要作用。

1 鍋爐給水水質(zhì)改善相關(guān)研究

現(xiàn)如今，越來(lái)越多大容量的高參數(shù)機(jī)組被投入到火力發(fā)電廠中，所以安全生產(chǎn)就顯得尤為重要，特別是一些防止腐蝕和結(jié)垢的措施應(yīng)當(dāng)很好地落實(shí)，不然會(huì)由于變異的水質(zhì)和腐蝕之類(lèi)的原因造成機(jī)組故障，引發(fā)不必要的安全隱患和經(jīng)濟(jì)損失[1-2]。因此，火力發(fā)電廠的化學(xué)水中各個(gè)參數(shù)都需要被詳盡地檢測(cè)，以便于更有效地了解電廠的真實(shí)生產(chǎn)情況，特別是對(duì)于溫度、氧氣、壓力等諸多的指標(biāo)，都需要進(jìn)行詳細(xì)的統(tǒng)計(jì)[3]。一些學(xué)者從火電廠安全性、穩(wěn)定性等方面研究了電廠的水汽質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)[4-6]、水處理方法[7-9]、耐腐蝕[10]以及pH值[9]波動(dòng)問(wèn)題。結(jié)合以上觀點(diǎn)，文獻(xiàn)[11-20]中運(yùn)用多元線(xiàn)性回歸、統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制、工序能力分析、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析。這些研究結(jié)果對(duì)本研究具有很好的借鑒意義。

2 鍋爐給水水質(zhì)控制內(nèi)容

嚴(yán)格控制鍋爐給水的水質(zhì)具有十分重要的意義，可以有效地防止電廠的熱力系統(tǒng)出現(xiàn)結(jié)垢、腐蝕和積鹽，以保證電廠鍋爐的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，同時(shí)提高生產(chǎn)過(guò)程的安全性。

需要監(jiān)督的指標(biāo)有水質(zhì)的硬度、含油量、溶解氧、聯(lián)氨、pH值、總二氧化碳、含硅量、電導(dǎo)率、含鐵量和含銅量等。對(duì)于鍋爐水質(zhì)而言，pH值是最重要的指標(biāo)，而溶解氧、電導(dǎo)率和含硅量這3個(gè)指標(biāo)對(duì)鍋爐給水的pH值的影響是顯著的。

3 電廠水質(zhì)改善實(shí)施措施

3.1 給水水質(zhì)發(fā)生偏差原因分析

運(yùn)用因果圖，分析導(dǎo)致鍋爐給水水質(zhì)發(fā)生偏差的因素，如圖1所示。

圖1 給水水質(zhì)偏差因果圖

根據(jù)最終確認(rèn)下來(lái)的9個(gè)可能因素，進(jìn)行初步的審核，形成要因確認(rèn)表，如表1所示，并逐步進(jìn)行原因排查，確定其是否為要因。

經(jīng)過(guò)對(duì)上述因素的逐一排查，可以初步確定影響給水pH值的因素主要就是加藥緊急處理的延時(shí)。

表1 要因確認(rèn)表

3.2 多元線(xiàn)性回歸法對(duì)電廠水質(zhì)變量的分析

根據(jù)某電廠化驗(yàn)班提供的3號(hào)機(jī)組爐水品質(zhì)數(shù)據(jù)，著重檢測(cè)了pH值、溶解氧、硬度、電導(dǎo)率、含硅量以及聯(lián)氨6項(xiàng)數(shù)據(jù)。通過(guò)SPSS軟件對(duì)鍋爐給水水質(zhì)進(jìn)行分析，試圖找出影響pH值變化最為關(guān)鍵的變量。輸出的多元回歸結(jié)果如表2～4所示。

表2 模型匯總

注：a.預(yù)測(cè)變量(常量)為SiO2,溶解O2,電導(dǎo)率

R=0.770，該結(jié)果說(shuō)明有77.0%的預(yù)測(cè)可以用該模型來(lái)進(jìn)行。

Sig.=0.000<0.05，該結(jié)果證明因變量與自變量的線(xiàn)性關(guān)系是顯著的，可建立線(xiàn)性方程。

表3 模型的方差分析表

注：1.預(yù)測(cè)變量(常量)為SiO2, 溶解O2,電導(dǎo)率

表4 模型參數(shù)的估計(jì)和檢驗(yàn)

根據(jù)回歸結(jié)果，得到pH值與給水中的溶解氧、電導(dǎo)率以及含硅量的多元線(xiàn)性回歸方程為

因此，只要有效地解決了加藥加氨問(wèn)題，鍋爐給水的pH值穩(wěn)定性就能夠得到提高。

4 改善前后鍋爐給水pH值對(duì)比

圖2 給水水質(zhì)改善對(duì)比

根據(jù)判穩(wěn)判異準(zhǔn)則，改善后的pH值處于穩(wěn)定狀態(tài)。進(jìn)行過(guò)程能力分析，如圖3所示。

圖3 改善后的過(guò)程能力分析圖

改善后的過(guò)程能力達(dá)到了1.42，根據(jù)表5的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，鍋爐水質(zhì)處于理想狀態(tài)，說(shuō)明采取的措施對(duì)鍋爐給水的水質(zhì)改善是有效的。

表5 過(guò)程能力指數(shù)Cp值的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

5 結(jié) 語(yǔ)

本文以某火力發(fā)電廠的鍋爐給水水質(zhì)為研究對(duì)象，首先運(yùn)用因果圖找出鍋爐給水水質(zhì)發(fā)生偏差的原因，進(jìn)行要因確認(rèn)；其次對(duì)于給水的各項(xiàng)指標(biāo)運(yùn)用多元線(xiàn)性回歸法進(jìn)行分析，找到對(duì)pH值顯著影響的變量是給水中的溶解氧、電導(dǎo)率以及含硅量，據(jù)此實(shí)施改進(jìn)措施；最后通過(guò)單值-移動(dòng)極差控制圖和過(guò)程能力分析，對(duì)電廠水質(zhì)的pH值改善前后進(jìn)行對(duì)比和效果驗(yàn)證，并提出相關(guān)改進(jìn)建議與對(duì)策。

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