С целью совершенствования оперативного кондуктометрического контроля качества пара на ТЭС, ТЭЦ и ЮС авторами разработана методика определения концентраций NaCI и NH4OH в насыщенном и перегретом паре парогенераторов высокого и сверхкритического давления, а также предложено устройство для её реализации. Выполнена оценка погрешности определения в диапазоне концентраций, характерном для эксплуатируемых энергетических установок. Предложены уравнения, описывающие поведение термодинамической константы диссоциации и предельной эквивалентной электропроводности NH4OH в широкой области параметров состояния, которые могут использоваться при расчёте концентраций по предложенной методике, а также при организации и ведении водно-химических режимов. Приведена оценка погрешности аппроксимации зависимостей для экспериментальных данных о константах диссоциации и предельной эквивалентной электропроводности.
оперативный контроль, качество пара, кондуктометрические методы.
Введение. Организация водно-химического режима на ТЭС и АЭС тесно связана с мероприятиями по обеспечению противокоррозионного режима парогенераторов и конденсатно-питательного тракта. Дозирование аммиака NH3 и гидразина N2H4 в питательную воду используется для предупреждения коррозионных процессов и накипеобразования на энергоблоках ТЭС с барабанными и прямоточными котлами, а также во втором контуре АЭС [1, 2]. Оперативный контроль за дозированием NH3 на станциях осуществляется по величине рН охлаждённых до температуры Т= 298,15 К проб воды и конденсата пара [1, 3]. Авторы [2, 4] предлагают определять концентрацию С NH3 и других примесей технологических вод ТЭС путём измерения рН, температуры и удельной электропроводности х охлаждённых проб и последующего решения уравнений, соответствующих частным случаям предложенной ими обобщённой модели ионных равновесий водного теплоносителя. Однако методы оперативного контроля концентрации примесей в охлаждённых пробах связаны с необходимостью отбора, транспортирования, подготовки пробы и наличия устройств, обеспечивающих указанные процессы. При этом имеет место значительное транспортное запаздывание пробы, снижающее достоверность результатов измерения и препятствующее оперативному реагированию на резкое изменение нормируемых показателей качества теплоносителя.
От этих недостатков свободен метод контроля качества пара, основанный на измерении удельной электропроводности конденсата пара в межэлектродном пространстве охлаждаемого кондуктометрического датчика, размещённого в контролируемом паре, и определении концентраций примесей в паре на основании зависимости С= f(x) [5, 6]. Подробная оценка возможностей метода при применении его в диапазоне концентраций для NH3 и соединений натрия (в пересчёте на Na+), характерном для энергоблоков высокого и сверхкритического давления, авторами [5, 6] не выполнялась, как не рассматривались и методы получения зависимости С= f(x) для растворов NH3.
1. Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей РФ СО 153-34.20.501 - Москва : Энергосервис, 2003. - 145 с.
2. Бушуев, Е. Н. Разработка математической модели электропроводности технологических вод ТЭС / Е. Н. Бушуев // Вестник ИГЭУ. - 2009. - № 2. - С. 1-7.
3. Химический контроль на тепловых и атомных электростанциях / О. И. Мартынова [и др.]. - Москва, 1980. - 320 с.
4. Бушуев, Е. Н. Математическое моделирование ионных равновесий водного теплоносителя с использованием измерения электропроводности и рН / Е. Н. Бушуев // Теплоэнергетика. - 2009. - № 7. - С. 13-18.
5. Щербаков, В. Н. Исследование электрофизических свойств водных теплоносителей при высоких параметрах : дис.... канд. техн. наук / В. Н. Щербаков. - Москва, 1980. - 204 с.
6. Лукашов, Ю. М. Экспериментально-теоретическое обоснование новых методов контроля качества пара и воды современных теплоэнергетических установок : дис.... д-ра техн. наук / Ю. М. Лукашов. - Москва, 1981. - 411 с.
7. Сирота, А. М. Электропроводность водных растворов аммиака и морфолина и ионное произведение воды при высоких параметрах / А. М. Сирота, Ю. В. Швыряев // Теплоэнергетика. - 1971. -№4.- С. 49-50.
8. Wrigt, J. М. е. a. The Behavoir of Electrolytic Solutions at Elevated Temperatures as Derived from Conductance Measurements, WAPD - TM - 204, June, 1961.
9. Quist, A. S., Marshall, W. L. Ionisation equilibria in ammonia-water solution to 700° and 4000 bars of pressure. J. Phys. Chem., 1968, vol. 72, no. 9, pp. 3122-3125.
10. Jones, M. E. The pH of Pure Water and of Ammonium, Lithium and Potassum Hydroxide Solutions, KAPL - M - MEJ - 1, Knols Atomic Power Laboratory, Febr. 1958.
11. Лурье, Ю. Ю. Справочник по аналитической химии / Ю. Ю. Лурье. - Москва : Химия, 1989. - 448 с.
12. Добош, Д. Электрохимические константы : справочник для электрохимиков / Д. Добош. - Москва : Мир, 1980. - 365 с.
13. Noyes, A. A., Yogoro Kato, Sosman, R. В. Z. Phys. Chem., 1910, vol. 73, no. 1.
14. Швыряев, Ю. В. Экспериментальное исследование электропроводности воды и водных растворов электролитов при высоких параметрах состояния : дис.... канд. техн. наук / Ю. В. Швыряев. - Москва, 1969. - 79 с.
15. Робинсон, Р. Растворы электролитов / Р. Робинсон, Р. Стоке. - Москва : ИЛ, 1963. - 425 с.
16. Plugatyr, A., Carvajal-Ortiz, R. A., Svishchev, I. М. Ion-Pair Association Constant for LiOH in Supercritical Water. J. Chem. Eng. Data. 2011, vol. 56, no. 9, pp. 3637-3642.
17. Экспериментальное и теоретическое обоснование нового метода контроля качества рабочего тела в контурах ТЭС и АЭС / Н. Н. Ефимов [и др.] // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. - 2012. - № 3. - С. 28-31.
18. Кондуктометрический датчик : авторское свидетельство 958943 СССР, МКИ4 G01N 27/02/ - № 3248961 / Д. Л. Тимрот, Б. П. Голубев, В. Н. Щербаков, С. Н. Смирнов, Ю. П. Шаги-нян ; заявл. 16.02.81 ; опубл. 15.09.82, Бюл. № 34. - 3 с.
