1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Теплоэнергетика
  4. № 5, 2023

Теплоэнергетика, 2023, № 5, стр. 49-56

Методы диагностики и прогнозирования поведения примесей по тракту энергоблока в системах химико-технологического мониторинга на тепловых электростанциях (обзор)

О. В. Егошина a, *, С. К. Звонарева a, Н. А. Большакова a

a Национальный исследовательский университет “Московский энергетический институт”
111250 Москва, Красноказарменная ул., д. 14, Россия

* E-mail: yegoshinaov@mpei.ru

Поступила в редакцию 05.09.2022
После доработки 17.11.2022
Принята к публикации 25.11.2022

Аннотация

Обеспечение надежной и безаварийной работы энергетического оборудования на тепловых электростанциях тесно связано с совершенствованием методов диагностики и прогнозирования поведения примесей по тракту энергоблоков. Рассматриваются современное состояние и тенденции развития диагностики и прогнозирования поведения примесей с помощью систем химико-технологического мониторинга. Исследовано применение математических моделей в таких системах, с одной стороны, как способа отображения текущей информации о поведении примесей в тракте энергоблока, с другой – как способа прогнозирования их поведения. Рассмотрена возможность использовать математические модели при ухудшении качества воды, повышении концентрации гидрокарбонатов в тракте, а также при проведении анализа качества сверхчистых вод. Представлены модели на основе измерений удельной электрической проводимости пробы воды до Н-катионитного фильтра и после него, значений рН. Выполнен анализ возможности расчетным способом определять скорость коррозионных процессов по тракту энергоблока атомных электрических станций с помощью водородного числа, уравнений закона действующих масс, материального баланса и условий нормировки. Проанализированы модели прогнозирования поведения примесей с использованием нейронных сетей. Приведены основные типы математических моделей, базирующихся на ионном составе воды, материальном балансе и нейронных сетях, применяемых в системах химико-технологического мониторинга, отмечены их преимущества и недостатки, сформулированы текущие тенденции развития данных моделей.

Ключевые слова: тепловая электростанция, водно-химический режим, система химико-технологического мониторинга, прогнозирование, диагностика, качество воды и пара, водородный показатель, удельная электрическая проводимость, материальный баланс

Список литературы

  1. Живилова Л.М., Тарковский В.В. Система и средства автоматизации контроля водно-химического режима тепловых электростанций // Теплоэнергетика. 1998. № 7. С. 14–19.

  2. Cycle chemistry monitoring system as means of improving the reliability of the equipment at the power plants / V.N. Voronov, O.V. Yegoshina, N.A. Bolshakova, V.O. Yarovoy // J. Phys.: Conf. Ser. 2017. V. 891. P. 012270. https://doi.org/10.1088/1742-6596/891/1/012270

  3. Влияние нарушений водного режима на динамику систем дозирования корректирующих реагентов на тепловых электростанциях / В.Н. Воронов, О.В. Егошина, Н.А. Большакова, В.О. Яровой, Айе Мин Латт // Теплоэнергетика. 2016. № 12. С. 75–80. https://doi.org/10.1134/S0040363616120092

  4. Ларин А.Б. Мониторинг водно-химического режима энергоблоков ТЭС с ПГУ // Вестник ИГЭУ. 2013. № 3. С. 14–18.

  5. Большакова Н.А. Совершенствование системы автоматического дозирования корректирующих реагентов на тепловых электростанциях: дис. … канд. техн. наук. М.: НИУ МЭИ, 2021.

  6. Тет Вей Лин. Разработка алгоритмов для диагностики ионного состава теплоносителя в системах химико-технологического мониторинга на ТЭС: дис. … канд. техн. наук. М.: НИУ МЭИ, 2021.

  7. Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации / Минэнерго России. М.: СПО ОРГРЭС, 2003.

  8. Паули В.К. Экспертная система контроля и оценки условий эксплуатации котлоагрегатов ТЭС // Теплоэнергетика. 1997. № 5. С. 38–43.

  9. Внедрение системы автоматического химического контроля за водно-химическим режимом ТЭС / A.B. Колегов, Б.М. Ларин, А.Б. Ларин, Е.В. Козюлина // Вестник ИГЭУ. 2011. № 4. С. 15–19.

  10. РД 153-34.1-37.532.4-2001. Общие технические требования к системам химико-технологического мониторинга водно-химических режимов тепловых электростанций. М.: НПЦ “Элемент”, 2001.

  11. Мостофин А.А. Расчет значений pH и удельной электропроводности водных растворов NH3 и CO2 // Водоподготовка, водный режим и химконтроль на паросиловых установках. 1966. Вып. 2. С. 178–187.

  12. Maurer H. On-line pH-measurement by differential cation and specific conductivity // Intern. Chemistry On-Line Process Instrumentation Seminar. Clearwater Beach, FL, USA. 1997.

  13. Richtlinien für die speisewasser, kesselwasser und dampfqualität für kraftwerke / Industriekraftwerke. VGB-R 450 L // VGB Power Tech. Essen, Deutschland, 2006.

  14. Sampling and physic-chemical monitoring of water and steam cycles. Essen, Germany, VGB Power Tech. Service GmbH, 2012. VGB-006-00-2012-09-EN

  15. Lendi M., Wagner H., Wuhrmann P. pH calculation by differential conductivity measurement in mixtures of alkalization agents // Power Plant Chem. 2014. V. 16. No. 1. P. 1–8.

  16. Ларин А.Б., Сорокина (Иванова) А.Я. Методика расчета рН и концентраций ионных примесей питательной воды на ТЭС по измерениям удельной электропроводности // Вестник ИГЭУ. 2016. Вып. 5. С. 10–15.

  17. Козюлина Е.В., Ларин Б.М., Опарин М.Ю. Промышленные испытания методики расчета примесей конденсата и питательной воды барабанного котла СВД // Вестник ИГЭУ. 2002. Вып. 1. С. 47–51.

  18. Ларин А.Б., Сорокина (Иванова) А.Я. Расчет концентраций ионных примесей в предельно разбавленных водных растворах типа конденсата и питательной воды паровых котлов (рб > 10 МПа) // Вестник ИГЭУ. 2017. Вып. 2. С. 13–17.

  19. Ларин А.Б., Ларин Б.М., Савинов М.П. Расчетное определение качества пара на энергетических котлах по измерению удельной электропроводимости и рН // Теплоэнергетика. 2021. № 5. С. 63–71. https://doi.org/10.1134/S0040363621040032

  20. Сметанин Д.С. Анализ различных видов алгоритмов поиска причин нарушений водно-химического режима ТЭС // Водоочистка, водоподготовка, водоснабжение. 2008. № 1. С. 57–65.

  21. Воронов В.Н., Готовцев П.М. Построение комплекса тестирования методов диагностики водно-химического режима на базе системы мониторинга экспериментального стенда // Теплоэнергетика. 2007. № 7. С. 2–5.

  22. Воронов В.Н., Краснорядцев И.М. Проблемы математического моделирования теплогидравлических и водно-химических процессов в парогенераторах АЭС с ВВЭР // Теплоэнергетика. 1991. № 9. С. 78–80.

  23. Воронов В.Н., Назаренко П.Н., Шмелев А.Г. Моделирование динамики развития нарушения водно-химического режима по ионогенным примесям для парогенераторов ПГВ-1000 // Теплоэнергетика. 1993. № 11. С. 37–42.

  24. Воронов В.Н., Назаренко П.Н., Чубукова И.К. Термолиз и комплексообразование гидразина в парогенерирующих установках электростанций // Теплоэнергетика. 1996. № 8. С. 43–46.

  25. Воронов В.Н., Петрова Т.И., Назаренко П.Н. Математические модели и их использование в системах химико-технологического мониторинга электростанций // Теплоэнергетика. 2005. № 4. С. 51–53.

  26. Воронов В.Н., Эндрухина О.В. Математическое моделирование водно-химического режима ТЭС в нестационарных условиях // Теплоэнергетика. 2003. № 7. С. 63–66.

  27. Эндрухина О.В., Воронов В.Н., Назаренко П.Н. Анализ эффективности использования системы химико-технологического мониторинга на примере Черепетской ГРЭС // Теплоэнергетика. 2006. № 8. С. 17–20.

  28. Воронов В.Н., Егошина О.В. Математическая модель распределения примесей по тракту энергоблока для систем химико-технологического мониторинга // Новое в российской электроэнергетике. 2008. № 10. С. 28–33.

  29. Лукашов М.Ю. Электролитический метод прогнозирования зоны отложения примесей теплоносителя в парогенераторах ТЭС и АЭС // Безопасность жизнедеятельности. Охрана окружающей среды: Межвуз. сб. науч. тр. 2004. Вып. 8. С. 82–83.

  30. Лукашов М.Ю. Исследование взаимосвязи растворимости и электропроводности примесей теплоносителя ТЭС при высоких температурах и давлениях // Изв. вузов. Северо-Кавказский регион. Техн. науки. 2005. № 1. С. 41–44.

  31. Лукашов М.Ю. Совершенствование методов расчета растворимости и прогнозирования границ отложений примесей теплоносителя в водопаровом тракте энергоблока: дис. … канд. техн. наук. Новочеркасск, 2006.

  32. Зенкевич Ю.В., Кокошкин И.А. Оценка интенсивности коррозии котлов по концентрации водорода в воде и паре // Водоподготовка, водный режим и химконтроль на паросиловых установках. 1972. Вып. 4. С. 163–168.

  33. Кокошкин И.А. Определение растворенного в воде водорода для контроля коррозии оборудования тепловых энергетических установок: дис. … канд. техн. наук. Л., 1968.

  34. Виноградов В.Н., Аван В.К. Водородометрия при диагностике водно-химических режимов котлов ТЭС // Вестник ИГЭУ. 2010. Вып. 2. С. 1–4.

  35. Hassoun M.H. Fundamentals of artificial neural networks. Cambridge, MA: MIT Press, 2005.

  36. Котенков В.Н., Тяпков В.Ф. Применение нейросетевого моделирования для непрерывного контроля рН теплоносителя АЭС // Теплоэнергетика. 2005. № 7. С. 36–40.

  37. Готовцев П.М., Воронов В.Н. Анализ состояния теплоносителя с помощью искусственных нейронных сетей // Теплоэнергетика. 2008. № 7. С. 15–20.

  38. Моделирование миграции продуктов коррозии во II контуре АЭС с ВВЭР-1200 / В.Г. Крицкий, И.Г. Березина, А.В. Гаврилов, Е.А. Моткова, Е.В. Зеленина, Н.А. Прохоров, С.П. Горбатенко, А.А. Цицер // Теплоэнергетика. 2016. № 4. С. 72–81. https://doi.org/10.1134/S0040363616040044

  39. Gotovtsev P., Voronov V. Cycle chemistry monitoring systems // Power Plant Chem. 2012. V. 14. No. 3. P. 158–162.

  40. Сметанин Д.С. Оценка состояния водно-химического режима электростанций с помощью индекса качества водно-химического режима // Новое в российской энергетике. 2004. № 12. С. 3–5.

  41. Свид. № 2022660393 о гос. регистрации программы для ЭВМ. Программа для расчета универсального показателя ведения водно-химического режима – Индекса Качества / О.В. Егошина, С.К. Звонарева. 02.06.2022.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Теплоэнергетика

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал