При организации и ведении водно-химического режима (ВХР) на ТЭС основными задачами являются замедление процессов коррозии конструкционных материалов и образования отложений в пароводяном тракте энергетических установок [1]. Снижение рН растворов и усиление коррозионных процессов определяются наличием в питательной воде и паре котельных установок угольной кислоты, следовательно, ее содержание необходимо свести к минимуму [1, 2].
Причинами нарушения норм ВХР могут быть:
— присосы охлаждающей воды в конденсаторах турбин;
— растворение в конденсате CO2, содержащегося в воздухе;
— попадание в конденсатно-питательный тракт потенциально кислых веществ, разлагающихся при высоких температурах Т с образованием СО2 [3 ,4].
В настоящее время на станциях оперативный контроль качества вод типа конденсата осуществляется путем анализа охлажденных до Т = 298,15К проб, отобранных из контрольных точек.
Авторы [3, 5] предложили новый метод оперативного контроля примесей в конденсатах, позволяющий упростить существующую методику контроля. Суть метода заключается в следующем. Определяется концентрация примесей С путем измерения рН, Т и удельной электропроводности χ охлажденных проб до и после катионообменного фильтра и решаются уравнения, соответствующие математическим моделям ионных равновесий в водных растворах. Значения концентраций примесей в виде ионов Cl –, Na+, HCO3 – и свободной углекислоты получаются на основании анализа уравнений электронейтральности, электрической проводимости, баланса углекислоты до и после H-фильтра, диссоциации углекислоты по первой ступени.
Но анализ охлажденных проб предполагает наличие устройств отбора, транспортирования, снижения давления и охлаждения пробы. Такая методика связана со значительным транспортным запаздыванием пробы. Это негативно влияет на достоверность полученных результатов и возможность быстрого реагирования в случае внезапного резкого изменения контролируемых параметров в потоке пара.
Значительно уменьшить инерционность процесса измерения и исключить необходимость в пробоотборных линиях и устройствах подготовки пробы позволяет метод контроля, заключающийся в измерении χ конденсата контролируемого пара в кондуктометрической ячейке охлаждаемого датчика, размещенного в потоке пара [6–9]. При этом С примесей в паре определяют из зависимости С = f (χ) [6, 10]. Однако в работах [6, 10] отсутствует подробный анализ возможностей метода для условий, когда в паре энергоблоков с нейтральным ВХР без дозирования аммиака присутствуют примеси в виде диоксида углерода и NaCl. Не была детально разработана и методика определения С на основании данных о χ водных растворов СО2 с учетом наблюдаемых на станциях реальных значений С и особенностей изменения χ с температурой.
Целью настоящей работы является совершенствование метода определения концентрации примесей в паре, основанного на измерении χ конденсата пара охлаждаемым датчиком [8], и оценка погрешности определения С примесей в конденсате пара, содержащем только СО2 и NaCl в количестве, характерном для ТЭС при нейтральном ВХР без дозирования аммиака.
Для достижения поставленной цели:
— решены задачи, связанные с анализом изменения первых кажущихся констант диссоциации Kd1 и предельной эквивалентной электропроводности Λо угольной кислоты и Λо NaCl в жидкой фазе на линии насыщения;
— разработаны методики определения χ на основании данных о Kd1и Λо для угольной кислоты и определения С на основании данных о χ;
— выполнена оценка погрешности аппроксимации для данных о Kd1 и Λо угольной кислоты.
