专利名称：：发电厂纯水氢电导率温度补偿方法
技术领域：
：本发明涉及一种纯水氢电导率仪表的温度补偿方法，特别涉及发电厂纯水氢电导率温度补偿方法。
背景技术：
：发电厂纯水氢电导率测量时，测量结果与温度有关，氢电导率仪表的显示值必须经过温度补偿后才能反映真实的水质状况。现有的氢电导率测量结果经计算分析误差达到14%—27%，依次判断发电厂水质的实际情况将导致热力系统的腐蚀加剧或造成经济上的损失。中国专利检索未发现有关纯水氢电导率温度补偿的专利。文献检索发现有某论文提出采用最简单的模型对纯水氢电导率测量进行温度补偿。该温度补偿存在两个主要问题(1)数学模型计算过程错误；(2)该模型与实际水质差别很大，无实用价值。分别说明如下-在该文章中，纯水氢电导率测量时水样中只含有h+、oh-、cr，根据水的离子积常数方程、阴阳离子平衡方程以及无限稀释水溶液中的离子独立运动定律建立电导率与各离子浓度之间的关系方程建立方程组(1)。r^=Cff+C方程式组(1)中，《w、K,、、+、义。『、^-在对应温度下均为常数。实际测量过程中，首先通过电导率仪表测得酸性溶质无限稀释水溶液的任意温度及对应的电导率值；然后，代入方程式组(1)计算出三个未知量有cv、cot-、上述步骤作者已经在其发表的文章中做了详细的论述，但是他的下一个步骤发生了错误将计算的三个浓度值直接代入方程式组(1)中的第三个公式求解，此时式中的^+、义。『、^,—取25'c的对应值，得到对应25'c的电导率。应该特别指出的是，上述步骤理论上是不成立的，理由如下任意温度下，已知对应的电导率值时，h+、oh—、cr的浓度是一定值，但是当温度发生改变时，Cl—的浓度仍保持不变，而由于水的离子积常数与温度有关导致h+、0H—的浓度将随温度发生改变。实际上发电厂氢电导率测量过程中，水样经过氢离子交换后通常显酸性，包括如下离子h+、0ff、Cr、so广、no"f—、ch3C0(t、HC00—、P043—等。上述模型中仅包含h+、oh—、cr三种离子，另外其余阴离子的无限稀释摩尔电导率与cr不同，尤其是CH3C00—、Hcoo—离子的无限稀释摩尔电导率仅是cr的1/2左右。因此上述模型建立的前提条件与实际出入较大。
发明内容本发明的目的是提供一种发电厂纯水氢电导率温度补偿方法，该方法解决发电厂纯水氢电导率测量过程中温度的补偿问题。本发明的技术方案是这样实现的首先，建立与各电厂实际情况相对应的数据表，该表反映的是温度与对应的水的离子积/^、阴离子的无限稀释摩尔电导率4-、氢离子的无限稀释摩尔电导率^+、氢氧根离子的无限稀释摩尔电导率义。『之间的关系；数据表的建立方法如下以温度t为列，每列温度间隔rc，以对应温度下的水的离子积i^、阴离子的无限稀释摩尔电导率^-、氢离子的无限稀释摩尔电导率&+、氢氧根离子的无限稀释摩尔电导率;i。『为行列表既得；其中《一、+、；i。『通过查阅《兰氏化学手册》可以查到，；^-的确定方法如下:先通过离子色谱仪测量经过氢离子交换柱交换后的水样的离子浓度;然后，按照方程(3)计算出对应温度下的离子无限稀释摩尔电导率；V=Jd-(3)/=1式中，义，表示温度t为10-5crc时阴离子的离子无限稀释摩尔电导率常:;C,为阴离子浓度；M—表示水中的阴离子；其次，根据方程式组(2)计算出温度t时的三个未知量，氢离子浓度C^、氢氧根离子浓度C。f、阴离子浓度Cf;计算时，其他已知量均通过查数据表，采用温度t对应值；<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>(2)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>式中，、表示温度t时实际测量的电导率值；最后，计算25"C时氢电导率固定温度t时已经计算出来的酸性阴离子浓度C,不变，再根据方程式组(2)的前两个方程式在25"C下求解，此时需采用25。C时水的离子积常数，通过以上计算可以得到得出的25'C时对应的Q+、c。ff—和C,浓度，然后再代入方程式组(2)中的第三个公式-此时计算时，其余各参数通过查数据表，采用25"C对应的值，求解即得温度补偿后对应25"C下的氢电导率值。上述发电厂纯水氢电导率测量温度补偿方法提高了不同温度下氢电导率测量的准确性。当温度与基准温度相差1(TC时，通常情况下，常规的温度补偿方法误差在14%—27%之间，而本发明所采用方法误差可以控制在2%之内。具体实施例方式本发明的原理如下依据科尔劳斯(Kohlrausch)定律即离子独立运动定律建立纯水中不同离子浓度、无限稀释摩尔电导率以及水的离子积常数与电导率之间的对应关系。通过测量实际温度下的电导率以及査表得出不同温度下的各常数，计算出对应的各离子浓度，在将25'C时对应常数代入，求得补偿后的氢电导率值。本发明所提及的发电厂纯水氢电导率温度补偿方法可以通过以下方式实现首先把方程所涉及的所有常数保存在电导率仪表的运算模块中，这些常数可以通过査阅相关化学手册以及试验获得,温度补偿过程中经常需要调用；其次酸性阴离子无限稀释摩尔电导率的数值按照一定的算法表示成水中酸性阴离子浓度的函数，每次对水样进行痕量离子分析后，将分析结果输入，然后计算出对应的酸性阴离子无限稀释摩尔电导率的数值；然后将本发明所提及的补偿数学模型的方程组编程固化在电导率仪表的运算模块中。实际测量时，首先测得温度以及无补偿时测得的对应温度下的电导率值；然后调用常数以及酸性阴离子无限稀释摩尔电导率的数值进行运算，得到该温度下的三个未知量有(^+、C。f、CM_;最后，固定任意温度下已经计算出来的酸性离子M'浓度不变，再根据方程式组(2)的前两个方程式在25X:下求解，此时需采用25'C时水的离子积常数。通过以上计算可以得到得出的25t:时对应的C^、C。^和C,浓度后，再代入方程式组(2)中的第三个公式求解即得温度补偿后的氢电导率值。发电厂氢电导率测量时，水中离子的种类与电厂所采用的水处理工艺有关，采用常规离子交换系统的发电厂，尤其是热电厂，由于有机物在热力系统中分解带来的弱酸电解质对氢电导率有非常大的影响，是造成氢电导率超标的主要原因之一。被测水样中经常含有大量的弱酸阴离子，尤其以CH3C00一离子为主；而采用全膜法水处理系统的发电厂，被测水样中基本不含有弱酸阴离子，杂质阴离子主要为强酸阴离子。上述两种情况下，均可采用酸性阴离子实用温度补偿数学模型来解决。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>方程组(2)的第三个方程式用酸性阴离子摩尔电导率算术平均值《.-代替了方程组(i)简单数学模型中的cr离子的摩尔电导率，用酸性阴离子浓度C,代替了Cl—阴离子的浓度(^—。实际测量过程的温补补偿步骤如下首先，建立与各电厂实际情况相对应的数据表，该表反映的是温度与对应的水的离子积i^、阴离子的无限稀释摩尔电导率;if、氢离子的无限稀释摩尔电导率;^+、氢氧根离子的无限稀释摩尔电导率;i。f之间的关系。数据表的建立方法如下以温度t为列，每列温度间隔rc,以对应温度下的水的离子积《、阴离子的无限稀释摩尔电导率;if、氢离子的无限稀释摩尔电导率^+、氢氧根离子的无限稀释摩尔电导率义。『为行列表既得。其中《一；^+、A。^通过查阅《兰氏化学手册》可以查到。；i『确定方法如下先通过离子色谱仪测量经过氢离子交换柱交换后的水样的离子浓度；然后，按照方程(3)计算出对应温度下的离子无限稀释摩尔电导率；-(3)式中，；i,表示温度t为10-5crc时阴离子的离子无限稀释摩尔电导率常量，；c,为阴离子浓度；m—表示水中的阴离子。其次，根据方程式组(2)计算出温度t时的三个未知量，氢离子浓度cv、氢氧根离子浓度C。f、阴离子浓度C^;计算时，其他已知量均通过査数据表，采用温度t对应值。广一+广一匕m—卞匕o/r(2)式中，^表示温度t时实际测量的电导率值。最后，计算25'C时氢电导率。固定温度t时已经计算出来的酸性阴离子浓度C,不变，再根据方程式组(2)的前两个方程式在25'C下求解，此时需采用25'C时水的离子积常数。通过以上计算可以得到得出的25。C时对应的cw、C。&和C,浓度，然后再代入方程式组(2)中的第三个公式^=VC"+十义。/rC朋-+;1a/-ca/-此时计算时，其余各参数通过查数据表，采用25"C对应的值。求解即得温度补偿后对应25-C下的氢电导率值。9权利要求1、发电厂纯水氢电导率温度补偿方法，其特征在于，包括以下步骤首先，建立与各电厂实际情况相对应的数据表，该表反映的是温度与对应的水的离子积Kw、阴离子的无限稀释摩尔电导率id="icf0001"file="A2009100239360002C1.tif"wi="9"he="4"top="49"left="134"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/>氢离子的无限稀释摩尔电导率id="icf0002"file="A2009100239360002C2.tif"wi="8"he="4"top="61"left="47"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/>氢氧根离子的无限稀释摩尔电导率id="icf0003"file="A2009100239360002C3.tif"wi="7"he="4"top="60"left="133"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/>之间的关系；数据表的建立方法如下以温度t为列，每列温度间隔1℃，以对应温度下的水的离子积Kw、阴离子的无限稀释摩尔电导率id="icf0004"file="A2009100239360002C4.tif"wi="9"he="4"top="82"left="114"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/>氢离子的无限稀释摩尔电导率id="icf0005"file="A2009100239360002C5.tif"wi="8"he="4"top="94"left="27"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/>氢氧根离子的无限稀释摩尔电导率id="icf0006"file="A2009100239360002C6.tif"wi="7"he="4"top="93"left="114"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/>为行列表既得；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"/>通过查阅《兰氏化学手册》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"/>的确定方法如下先通过离子色谱仪测量经过氢离子交换柱交换后的水样的离子浓度；然后，按照方程(3)计算出对应温度下的离子无限稀释摩尔电导率；<mathsid="math0001"num="0001"><math><![CDATA[<mrow><msub><mi>λ</mi><msup><mi>M</mi><mo>-</mo></msup></msub><mo>=</mo><mfrac><mrow><munderover><mi>Σ</mi><mrow><mi>i</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>n</mi></munderover><msub><mi>λ</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>Σ</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"/>表示温度t为10-50℃时阴离子的离子无限稀释摩尔电导率常量；id="icf0011"file="A2009100239360002C11.tif"wi="6"he="4"top="177"left="32"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/>为阴离子浓度；M-表示水中的阴离子；其次，根据方程式组(2)计算出温度t时的三个未知量，氢离子浓度id="icf0012"file="A2009100239360002C12.tif"wi="9"he="4"top="187"left="176"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/>氢氧根离子浓度id="icf0013"file="A2009100239360002C13.tif"wi="11"he="4"top="199"left="58"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/>阴离子浓度id="icf0014"file="A2009100239360002C14.tif"wi="9"he="4"top="199"left="98"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/>计算时，其他已知量均通过查数据表，采用温度t对应值；<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>·</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>κ</mi><mi>t</mi></msub><mo>=</mo><msub><mi>λ</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>λ</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>λ</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表示温度t时实际测量的电导率值；最后，计算25℃时氢电导率固定温度t时已经计算出来的酸性阴离子浓度id="icf0016"file="A2009100239360003C1.tif"wi="6"he="4"top="43"left="31"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/>不变，再根据方程式组(2)的前两个方程式在25℃下求解，此时需采用25℃时水的离子积常数，通过以上计算可以得到得出的25℃时对应的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"/>浓度，然后再代入方程式组(2)中的第三个公式<mathsid="math0003"num="0003"><math><![CDATA[<mrow><msub><mi>κ</mi><mi>t</mi></msub><mo>=</mo><msub><mi>λ</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>λ</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>λ</mi><msup><mi>M</mi><mo>-</mo></msup></msub><msub><mi>C</mi><msup><mi>M</mi><mo>-</mo></msup></msub></mrow>]]></math></maths>此时计算时，其余各参数通过查数据表，采用25℃对应的值，求解即得温度补偿后对应25℃下的氢电导率值。全文摘要本发明公开了一种发电厂纯水氢电导率温度补偿方法，通过离子独立运动定律建立纯水中不同离子浓度、无限稀释摩尔电导率以及水的离子积常数与电导率之间的对应关系。通过测量实际温度下的电导率以及查表得出不同温度下的各常数，计算出对应的各离子浓度，在将25℃时对应常数代入，求得补偿后的氢电导率值。本发明提高了不同温度下氢电导率测量的准确性。当温度与基准温度相差10℃时，通常情况下，常规的温度补偿方法误差在14％-27％之间，而本发明所采用方法误差可以控制在2％之内。文档编号G01R1/00GK101650376SQ20091002393公开日2010年2月17日申请日期2009年9月17日优先权日2009年9月17日发明者闫爱军申请人:陕西电力科学研究院