專利名稱：：發(fā)電廠純水氫電導率溫度補償方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種純水氫電導率儀表的溫度補償方法，特別涉及發(fā)電廠純水氫電導率溫度補償方法。
背景技術(shù)：
：發(fā)電廠純水氫電導率測量時，測量結(jié)果與溫度有關(guān)，氫電導率儀表的顯示值必須經(jīng)過溫度補償后才能反映真實的水質(zhì)狀況?，F(xiàn)有的氫電導率測量結(jié)果經(jīng)計算分析誤差達到14%—27%，依次判斷發(fā)電廠水質(zhì)的實際情況將導致熱力系統(tǒng)的腐蝕加劇或造成經(jīng)濟上的損失。中國專利檢索未發(fā)現(xiàn)有關(guān)純水氫電導率溫度補償?shù)膶＠?。文獻檢索發(fā)現(xiàn)有某論文提出采用最簡單的模型對純水氫電導率測量進行溫度補償。該溫度補償存在兩個主要問題(1)數(shù)學模型計算過程錯誤；(2)該模型與實際水質(zhì)差別很大，無實用價值。分別說明如下-在該文章中，純水氫電導率測量時水樣中只含有h+、oh-、cr，根據(jù)水的離子積常數(shù)方程、陰陽離子平衡方程以及無限稀釋水溶液中的離子獨立運動定律建立電導率與各離子濃度之間的關(guān)系方程建立方程組(1)。r^=Cff+C方程式組(1)中，《w、K,、、+、義?！?、^-在對應(yīng)溫度下均為常數(shù)。實際測量過程中，首先通過電導率儀表測得酸性溶質(zhì)無限稀釋水溶液的任意溫度及對應(yīng)的電導率值；然后，代入方程式組(1)計算出三個未知量有cv、cot-、上述步驟作者已經(jīng)在其發(fā)表的文章中做了詳細的論述，但是他的下一個步驟發(fā)生了錯誤將計算的三個濃度值直接代入方程式組(1)中的第三個公式求解，此時式中的^+、義?！骸,—取25'c的對應(yīng)值，得到對應(yīng)25'c的電導率。應(yīng)該特別指出的是，上述步驟理論上是不成立的，理由如下任意溫度下，已知對應(yīng)的電導率值時，h+、oh—、cr的濃度是一定值，但是當溫度發(fā)生改變時，Cl—的濃度仍保持不變，而由于水的離子積常數(shù)與溫度有關(guān)導致h+、0H—的濃度將隨溫度發(fā)生改變。實際上發(fā)電廠氫電導率測量過程中，水樣經(jīng)過氫離子交換后通常顯酸性，包括如下離子h+、0ff、Cr、so廣、no"f—、ch3C0(t、HC00—、P043—等。上述模型中僅包含h+、oh—、cr三種離子，另外其余陰離子的無限稀釋摩爾電導率與cr不同，尤其是CH3C00—、Hcoo—離子的無限稀釋摩爾電導率僅是cr的1/2左右。因此上述模型建立的前提條件與實際出入較大。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種發(fā)電廠純水氫電導率溫度補償方法，該方法解決發(fā)電廠純水氫電導率測量過程中溫度的補償問題。本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的首先，建立與各電廠實際情況相對應(yīng)的數(shù)據(jù)表，該表反映的是溫度與對應(yīng)的水的離子積/^、陰離子的無限稀釋摩爾電導率4-、氫離子的無限稀釋摩爾電導率^+、氫氧根離子的無限稀釋摩爾電導率義?！褐g的關(guān)系；數(shù)據(jù)表的建立方法如下以溫度t為列，每列溫度間隔rc，以對應(yīng)溫度下的水的離子積i^、陰離子的無限稀釋摩爾電導率^-、氫離子的無限稀釋摩爾電導率&+、氫氧根離子的無限稀釋摩爾電導率;i。『為行列表既得；其中《一、+、；i?！和ㄟ^查閱《蘭氏化學手冊》可以查到，；^-的確定方法如下:先通過離子色譜儀測量經(jīng)過氫離子交換柱交換后的水樣的離子濃度;然后，按照方程(3)計算出對應(yīng)溫度下的離子無限稀釋摩爾電導率；V=Jd-(3)/=1式中，義，表示溫度t為10-5crc時陰離子的離子無限稀釋摩爾電導率常:;C,為陰離子濃度；M—表示水中的陰離子；其次，根據(jù)方程式組(2)計算出溫度t時的三個未知量，氫離子濃度C^、氫氧根離子濃度C。f、陰離子濃度Cf;計算時，其他已知量均通過查數(shù)據(jù)表，采用溫度t對應(yīng)值；<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>(2)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>式中，、表示溫度t時實際測量的電導率值；最后，計算25"C時氫電導率固定溫度t時已經(jīng)計算出來的酸性陰離子濃度C,不變，再根據(jù)方程式組(2)的前兩個方程式在25"C下求解，此時需采用25。C時水的離子積常數(shù)，通過以上計算可以得到得出的25'C時對應(yīng)的Q+、c。ff—和C,濃度，然后再代入方程式組(2)中的第三個公式-此時計算時，其余各參數(shù)通過查數(shù)據(jù)表，采用25"C對應(yīng)的值，求解即得溫度補償后對應(yīng)25"C下的氫電導率值。上述發(fā)電廠純水氫電導率測量溫度補償方法提高了不同溫度下氫電導率測量的準確性。當溫度與基準溫度相差1(TC時，通常情況下，常規(guī)的溫度補償方法誤差在14%—27%之間，而本發(fā)明所采用方法誤差可以控制在2%之內(nèi)。具體實施例方式本發(fā)明的原理如下依據(jù)科爾勞斯(Kohlrausch)定律即離子獨立運動定律建立純水中不同離子濃度、無限稀釋摩爾電導率以及水的離子積常數(shù)與電導率之間的對應(yīng)關(guān)系。通過測量實際溫度下的電導率以及査表得出不同溫度下的各常數(shù)，計算出對應(yīng)的各離子濃度，在將25'C時對應(yīng)常數(shù)代入，求得補償后的氫電導率值。本發(fā)明所提及的發(fā)電廠純水氫電導率溫度補償方法可以通過以下方式實現(xiàn)首先把方程所涉及的所有常數(shù)保存在電導率儀表的運算模塊中，這些常數(shù)可以通過査閱相關(guān)化學手冊以及試驗獲得,溫度補償過程中經(jīng)常需要調(diào)用；其次酸性陰離子無限稀釋摩爾電導率的數(shù)值按照一定的算法表示成水中酸性陰離子濃度的函數(shù)，每次對水樣進行痕量離子分析后，將分析結(jié)果輸入，然后計算出對應(yīng)的酸性陰離子無限稀釋摩爾電導率的數(shù)值；然后將本發(fā)明所提及的補償數(shù)學模型的方程組編程固化在電導率儀表的運算模塊中。實際測量時，首先測得溫度以及無補償時測得的對應(yīng)溫度下的電導率值；然后調(diào)用常數(shù)以及酸性陰離子無限稀釋摩爾電導率的數(shù)值進行運算，得到該溫度下的三個未知量有(^+、C。f、CM_;最后，固定任意溫度下已經(jīng)計算出來的酸性離子M'濃度不變，再根據(jù)方程式組(2)的前兩個方程式在25X:下求解，此時需采用25'C時水的離子積常數(shù)。通過以上計算可以得到得出的25t:時對應(yīng)的C^、C。^和C,濃度后，再代入方程式組(2)中的第三個公式求解即得溫度補償后的氫電導率值。發(fā)電廠氫電導率測量時，水中離子的種類與電廠所采用的水處理工藝有關(guān)，采用常規(guī)離子交換系統(tǒng)的發(fā)電廠，尤其是熱電廠，由于有機物在熱力系統(tǒng)中分解帶來的弱酸電解質(zhì)對氫電導率有非常大的影響，是造成氫電導率超標的主要原因之一。被測水樣中經(jīng)常含有大量的弱酸陰離子，尤其以CH3C00一離子為主；而采用全膜法水處理系統(tǒng)的發(fā)電廠，被測水樣中基本不含有弱酸陰離子，雜質(zhì)陰離子主要為強酸陰離子。上述兩種情況下，均可采用酸性陰離子實用溫度補償數(shù)學模型來解決。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>方程組(2)的第三個方程式用酸性陰離子摩爾電導率算術(shù)平均值《.-代替了方程組(i)簡單數(shù)學模型中的cr離子的摩爾電導率，用酸性陰離子濃度C,代替了Cl—陰離子的濃度(^—。實際測量過程的溫補補償步驟如下首先，建立與各電廠實際情況相對應(yīng)的數(shù)據(jù)表，該表反映的是溫度與對應(yīng)的水的離子積i^、陰離子的無限稀釋摩爾電導率;if、氫離子的無限稀釋摩爾電導率;^+、氫氧根離子的無限稀釋摩爾電導率;i。f之間的關(guān)系。數(shù)據(jù)表的建立方法如下以溫度t為列，每列溫度間隔rc,以對應(yīng)溫度下的水的離子積《、陰離子的無限稀釋摩爾電導率;if、氫離子的無限稀釋摩爾電導率^+、氫氧根離子的無限稀釋摩爾電導率義?！簽樾辛斜砑鹊谩Ｆ渲小兑?；^+、A。^通過查閱《蘭氏化學手冊》可以查到。；i『確定方法如下先通過離子色譜儀測量經(jīng)過氫離子交換柱交換后的水樣的離子濃度；然后，按照方程(3)計算出對應(yīng)溫度下的離子無限稀釋摩爾電導率；-(3)式中，；i,表示溫度t為10-5crc時陰離子的離子無限稀釋摩爾電導率常量，；c,為陰離子濃度；m—表示水中的陰離子。其次，根據(jù)方程式組(2)計算出溫度t時的三個未知量，氫離子濃度cv、氫氧根離子濃度C。f、陰離子濃度C^;計算時，其他已知量均通過査數(shù)據(jù)表，采用溫度t對應(yīng)值。廣一+廣一匕m—卞匕o/r(2)式中，^表示溫度t時實際測量的電導率值。最后，計算25'C時氫電導率。固定溫度t時已經(jīng)計算出來的酸性陰離子濃度C,不變，再根據(jù)方程式組(2)的前兩個方程式在25'C下求解，此時需采用25'C時水的離子積常數(shù)。通過以上計算可以得到得出的25。C時對應(yīng)的cw、C。&和C,濃度，然后再代入方程式組(2)中的第三個公式^=VC"+十義。/rC朋-+;1a/-ca/-此時計算時，其余各參數(shù)通過查數(shù)據(jù)表，采用25"C對應(yīng)的值。求解即得溫度補償后對應(yīng)25-C下的氫電導率值。9權(quán)利要求1、發(fā)電廠純水氫電導率溫度補償方法，其特征在于，包括以下步驟首先，建立與各電廠實際情況相對應(yīng)的數(shù)據(jù)表，該表反映的是溫度與對應(yīng)的水的離子積Kw、陰離子的無限稀釋摩爾電導率id="icf0001"file="A2009100239360002C1.tif"wi="9"he="4"top="49"left="134"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/>氫離子的無限稀釋摩爾電導率id="icf0002"file="A2009100239360002C2.tif"wi="8"he="4"top="61"left="47"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/>氫氧根離子的無限稀釋摩爾電導率id="icf0003"file="A2009100239360002C3.tif"wi="7"he="4"top="60"left="133"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/>之間的關(guān)系；數(shù)據(jù)表的建立方法如下以溫度t為列，每列溫度間隔1℃，以對應(yīng)溫度下的水的離子積Kw、陰離子的無限稀釋摩爾電導率id="icf0004"file="A2009100239360002C4.tif"wi="9"he="4"top="82"left="114"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/>氫離子的無限稀釋摩爾電導率id="icf0005"file="A2009100239360002C5.tif"wi="8"he="4"top="94"left="27"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/>氫氧根離子的無限稀釋摩爾電導率id="icf0006"file="A2009100239360002C6.tif"wi="7"he="4"top="93"left="114"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/>為行列表既得；其中Kw、id="icf0007"file="A2009100239360002C7.tif"wi="20"he="4"top="104"left="52"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/>通過查閱《蘭氏化學手冊》可以查到，id="icf0008"file="A2009100239360002C8.tif"wi="6"he="4"top="104"left="159"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/>的確定方法如下先通過離子色譜儀測量經(jīng)過氫離子交換柱交換后的水樣的離子濃度；然后，按照方程(3)計算出對應(yīng)溫度下的離子無限稀釋摩爾電導率；<mathsid="math0001"num="0001"><math><![CDATA[<mrow><msub><mi>&lambda;</mi><msup><mi>M</mi><mo>-</mo></msup></msub><mo>=</mo><mfrac><mrow><munderover><mi>&Sigma;</mi><mrow><mi>i</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>n</mi></munderover><msub><mi>&lambda;</mi><msup><mi>Mi</mi><mo>-</mo></msup></msub><msub><mi>C</mi><msup><mi>Mi</mi><mo>-</mo></msup></msub></mrow><mrow><munderover><mi>&Sigma;</mi><mrow><mi>i</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>n</mi></munderover><msub><mi>C</mi><msup><mi>Mi</mi><mo>-</mo></msup></msub></mrow></mfrac><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><mn>3</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>]]></math></maths>式中，id="icf0010"file="A2009100239360002C10.tif"wi="6"he="4"top="166"left="45"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/>表示溫度t為10-50℃時陰離子的離子無限稀釋摩爾電導率常量；id="icf0011"file="A2009100239360002C11.tif"wi="6"he="4"top="177"left="32"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/>為陰離子濃度；M-表示水中的陰離子；其次，根據(jù)方程式組(2)計算出溫度t時的三個未知量，氫離子濃度id="icf0012"file="A2009100239360002C12.tif"wi="9"he="4"top="187"left="176"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/>氫氧根離子濃度id="icf0013"file="A2009100239360002C13.tif"wi="11"he="4"top="199"left="58"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/>陰離子濃度id="icf0014"file="A2009100239360002C14.tif"wi="9"he="4"top="199"left="98"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/>計算時，其他已知量均通過查數(shù)據(jù)表，采用溫度t對應(yīng)值；<mathsid="math0002"num="0002"><math><![CDATA[<mrow><mfencedopen='{'close=''><mtable><mtr><mtd><msub><mi>K</mi><mi>w</mi></msub><mo>=</mo><msub><mi>C</mi><msup><mi>H</mi><mo>+</mo></msup></msub><mo>&CenterDot;</mo><msub><mi>C</mi><msup><mi>OH</mi><mo>-</mo></msup></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>C</mi><msup><mi>H</mi><mo>+</mo></msup></msub><mo>=</mo><msub><mi>C</mi><msup><mi>M</mi><mo>-</mo></msup></msub><mo>+</mo><msub><mi>C</mi><msup><mi>OH</mi><mo>-</mo></msup></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>&kappa;</mi><mi>t</mi></msub><mo>=</mo><msub><mi>&lambda;</mi><msup><mi>H</mi><mo>+</mo></msup></msub><msub><mi>C</mi><msup><mi>H</mi><mo>+</mo></msup></msub><mo>+</mo><msub><mi>&lambda;</mi><msup><mi>OH</mi><mo>-</mo></msup></msub><msub><mi>C</mi><msup><mi>OH</mi><mo>-</mo></msup></msub><mo>+</mo><msub><mi>&lambda;</mi><msup><mi>M</mi><mo>-</mo></msup></msub><msub><mi>C</mi><msup><mi>M</mi><mo>-</mo></msup></msub></mtd></mtr></mtable></mfenced><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><mn>2</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>]]></math></maths>式中，κt表示溫度t時實際測量的電導率值；最后，計算25℃時氫電導率固定溫度t時已經(jīng)計算出來的酸性陰離子濃度id="icf0016"file="A2009100239360003C1.tif"wi="6"he="4"top="43"left="31"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/>不變，再根據(jù)方程式組(2)的前兩個方程式在25℃下求解，此時需采用25℃時水的離子積常數(shù)，通過以上計算可以得到得出的25℃時對應(yīng)的id="icf0017"file="A2009100239360003C2.tif"wi="20"he="4"top="65"left="21"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/>和id="icf0018"file="A2009100239360003C3.tif"wi="6"he="4"top="65"left="49"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/>濃度，然后再代入方程式組(2)中的第三個公式<mathsid="math0003"num="0003"><math><![CDATA[<mrow><msub><mi>&kappa;</mi><mi>t</mi></msub><mo>=</mo><msub><mi>&lambda;</mi><msup><mi>H</mi><mo>+</mo></msup></msub><msub><mi>C</mi><msup><mi>H</mi><mo>+</mo></msup></msub><mo>+</mo><msub><mi>&lambda;</mi><msup><mi>OH</mi><mo>-</mo></msup></msub><msub><mi>C</mi><msup><mi>OH</mi><mo>-</mo></msup></msub><mo>+</mo><msub><mi>&lambda;</mi><msup><mi>M</mi><mo>-</mo></msup></msub><msub><mi>C</mi><msup><mi>M</mi><mo>-</mo></msup></msub></mrow>]]></math></maths>此時計算時，其余各參數(shù)通過查數(shù)據(jù)表，采用25℃對應(yīng)的值，求解即得溫度補償后對應(yīng)25℃下的氫電導率值。全文摘要本發(fā)明公開了一種發(fā)電廠純水氫電導率溫度補償方法，通過離子獨立運動定律建立純水中不同離子濃度、無限稀釋摩爾電導率以及水的離子積常數(shù)與電導率之間的對應(yīng)關(guān)系。通過測量實際溫度下的電導率以及查表得出不同溫度下的各常數(shù)，計算出對應(yīng)的各離子濃度，在將25℃時對應(yīng)常數(shù)代入，求得補償后的氫電導率值。本發(fā)明提高了不同溫度下氫電導率測量的準確性。當溫度與基準溫度相差10℃時，通常情況下，常規(guī)的溫度補償方法誤差在14％-27％之間，而本發(fā)明所采用方法誤差可以控制在2％之內(nèi)。文檔編號G01R1/00GK101650376SQ20091002393公開日2010年2月17日申請日期2009年9月17日優(yōu)先權(quán)日2009年9月17日發(fā)明者閆愛軍申請人:陜西電力科學研究院