各种加药计算
1. 浓联氨的需用量的计算：
N2H4= c*d*v*1000/w (kg)
式中：c——欲配溶液的百分比浓度
d——所配制溶液的比重（稀联氨溶液可取1.0g/m3）
v——所配稀联氨溶液体积m3
w——浓联氨的百分比浓度（一般为40%）
2.一般是程序控制,连续加入.
1. 氢氧化钠和碳酸钠加药量的计算
(1) 空锅上水时给水所需加碱量
X1=(YD-JD +JD+ JDGMV
式中:X1 一一空锅上水时, 需加NaOH 或Na2C03 的量,g;
YD 一一给水总硬度,mmol/L;
JD 一一给水总碱度,mmol/L;
JDG 一一锅水需维持的碱度,mmol/L;
V 一一锅炉水容量,m3;
M 一一碱性药剂摩尔质量; 用NaOH 为40 g/mol, 用Na2C03 为53g/mol 。
(2) 锅炉运行时给水所需加碱量
1) 对于非碱性水可按下式计算
X2=(YD-JD +JDGP)M
式中:X2 一一每吨给水中需加NaOH 或Na2C03 的量,g/t;
PL 一锅炉排污率,10-2;
其余符号同上式。
如果NaOH 和NazC03 同时使用时, 则在上述各公式中应分别乘以其各自所占的质量分数, 如NaOH 的用量占总碱量的η×10-2, 则Na2C03 占(1-η)×10-2 , 两者的比例应根据给水水质而定。
一般对于高硬度水、碳酸盐硬度高或续硬度高的水质宜多用NaOH, 而对于以非碳酸盐硬度为主的水质, 应以Na2C03 为主, 少加或不加NaOH 。
2) 对于碱性水, 也可按上式计算, 但如果当JDG 以标准允许的最高值代入后, 计算结果出现负值, 则说明原水钠钾碱度较高, 将会引起锅水碱度超标, 宜采用偏酸性药剂, 如Na2HP04 、NaHJ04 等。
2. 磷酸三纳(Na3P04 ·12H20) 用量计算
磷酸三纳在锅内处理软水剂中, 一般用来作水渣调解剂
和消除残余硬度用。
当单独采用锅内水处理时, 加药量是按经验用量计算。
〈1) 空锅上水时磷酸三钠用量Yl 的经验计算式:
Y1=(65 十5YD)VU)(7-8)
(2) 锅炉运行时磷酸三钠(Y2) 的经验计算式:
Y2=5YDU/m3)
3. 常用有机药类的用量有机类防垢剂一般每吨水的经验用量如下:
(1) 拷胶:5~1Og/t;
(2) 腐殖酸销: 每l mrnol/L 的给水硬度投加了3~5g;
(3) 有机聚磷酸盐或有机聚宠酸盐: 根据不同的水质, 一
般在1~lOg/t 。
dc
上述各式的加药量仅为理论计算值, 实际运行时, 由于Vh 各种因素如( 锅炉负荷、实际排污率的大小等) 的影响, 加t 药后的锅水的实际碱度有时与欲控制的碱度会有一定差别, 这时应根据实际情况, 适当调解加药量和锅炉排污量, 使锅水指标达到国家标准ρ-aA
1 引言
目前，我国对大型锅炉的给水与蒸汽质量指标要求十分严格，因而需要对炉水品质连续监控。
测量pH值大多采用传统的PID控制算法，但在反应过程中，因其中和点附近的高增益使得难以调整传统PID控制器参数。
因此只能采用很小的比例增益，否则系统不稳定，而比例增益过小，又将使系统的动态特性变坏。
对于锅炉给水加药测控装置，已经实现了加药系统的自动化，但无自动配药设备，仍需根据汽水实验室的化验结果人工配药，这样不仅工作强度大，而且所加的氨、联胺均属有剧毒易挥发物质，会给操作者造成严重危害，并导致环境污染。
为此，提出变增益三区段非线性PID和积分模糊控制（IFC）算法的两种新型pH值控制法。
通过对带有时滞的pH值中和过程进行数字仿真，结果表明，这两种控制算法均具有鲁棒性强，响应速度快和控制精度高的特点，尤其是IFC算法能克服pH值中和过程中的较大时滞。
通过在某电厂的实际应用，已实现了锅炉给水配药、加药系统的全自动控制。
2 pH值控制方法的研究
2.1 常规PID控制
PID控制是按偏差的比例（P—Proportional）、积分（I—Integral）和微分（D—Derivative）线性组合的控制方式。
图1为常规的PID控制系统。
其中，r为参考输入信号；PID为控制器；P为被控对象模型；d为干扰量；e（k）为系统误差；u（k）
为控制量；pH（k）为被控过程输出量。
由图可见，常规PID控制中的比例作用实际上是一种线性放大或缩小作用，很难适应酸碱中和过程中被控对象非线性的特点。
图1 典型pH值控制系统
2.2 变增益三区段非线性PID控制
将pH值变化按拐点分为：一个高增益区和两个增益系数不同的低增益区。
高增益区控制器采用较低增益;低增益区控制器采用不同的高增益，以满足系统期望的性能指标。
此外为防止积分饱和，采用带死区和输出限幅的PID控制算法。
2.3 模糊控制
模糊控制算法概括为：根据本次采样得到的系统输出值，计算出输入变量；将输入变量的精确量变为模糊量；根据输入变量（模糊量）及模糊控制规则，按模糊推理合成规则计算控制量（模糊量）；由上述得到的控制量（模糊量）计算精确的控制量。
3 电厂锅炉给水加药控制系统
某发电厂共有4台300 MW的发电机组，分为两个单元，一单元为1#、2#机组，二单元为3#和4#机组。
每个单元加药计量泵包括锅炉补给水（生水经各种水处理方式净化后，用于补充火力发电厂的汽水损失）和炉水两种用水。
现以二单元为例，加药系统采用两用一备共3台加药计量泵，即3#和4#机组各用l台加药计量泵，当其中1台出现故障时切换到备用泵。
在该系统中通过检测pH值来控制炉水中磷酸盐的加入量，pH 值要求控制在914～9.78，当其中1台机组的pH值低于9.4时，启动相应机组的加药泵。
此时，磷酸盐加药箱内的磷酸盐溶液经过管道（管道上的阀门都为手动阀，正常时为打开状态）被泵入相应机组的除氧器出水管加药点。
若3#机组的加药计量泵出现故障，则打开备用泵与其相连管道上的阀门，备用泵接替3#机组的加药计量泵，为3#机组的炉水加药；4#机组亦然。
由于炉水中加入了适当的磷酸盐及氢氧化钠，可提高炉水的缓冲性能，并有利于维持炉水pH值的稳定性，从而防止锅炉水冷壁的结垢和腐蚀。
该系统将炉水水样经过减温减压装置引入磷酸表及pH表探头进行测量，经过模拟
量转换，再经控制系统PID运算后控制变频器输出，控制加药泵转速，从而实时控制炉水的加药量，使炉水的磷酸根浓度与pH较好地保持在合格的范围内。
图2给出其控制流程图。
该控制分为调节器、执行器、被控对象及变送器4部分。
其中，调节器由S7-200 PLC和相应控制软件组成；执行器由变频器、电机和计量泵组成；被控对象为炉水；变送器采用分析仪表，即pH表。
图2 控制流程图
3.1 控制流程
图3给出3#机组的炉水加药控制系统。
该系统从在线分析仪表（磷酸根表、pH表）中提取4～20mA信号，根据运行工艺参数和确定的数学模型进行窗口式PID复合运算，中间结果送变频器，控制加药泵加药量以实现加药的自动闭环调节。
图3 3#机组炉水加药控制系统
3.2 控制系统组成
该控制系统选用上位机软件WinCC+西门子PLC的组合方案。
PLC系统通过PorfiBus 总线方式与上位机WinCC连接。
如图4所示。
其中上位监控部分由工业计算机（WinCC）来完成。
监控工作人员可通过CRT实时监控系统的运行状况.设定或修改系统的运行参数，同时通过CRT远程软件控制系统运行。
上位工控机进行数据处理和管理，并与MIS 系统等联网。
上位机可对控制器进行组态，组态范围包括控制器的网络地址和时间、选择控制算法、设定算法参数、设定控制量的设定点、选择算法中输入量及输出量的通道等。
下位控制部分由安装在现场的一套可编程控制器（PLC）来完成。
它是自动加药控制系统的核心，用于采集相应的水质数据。
由于化学加药系统具有纯滞后性质，会导致控制作用不及时，引起系统产生超调或振荡，而利用计算机可方便实现滞后补偿。
采用改进的数字PID控制算法和模糊控制算法，使控制器利用输出控制信号调节现场的交流
变频器，进而控制电机的转速，以调节加药泵。
电气部分的控制方式设计为远程和本地两种，以实现手动/半自动/自动三种功能，后两种功能由上位机切换。
图4 控制系统组成。