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第一篇电厂化学水处理论文范文参考：分布式自组织顺序控制系统的研究与应用
随着工业生产规模的扩大以及复杂度的增加,越来越多的控制系统采用分布式的结构,而且近些年来,无线技术在工业领域的应用范围也在不断扩大.在这两种发展趋势下,本文提出分布式自组织顺序控制系统(Distributed Self-organization Sequence Control System,DSSCS),并对其展开深入的探讨和研究.DSSCS利用无线节点的计算、存储和通信资源,以分布式的方式执行顺序控制逻辑,而且能够自动生成控制逻辑,提高了系统的自动化水平,对推动工业自动化的发展具有积极意义.
本文中的DSSCS以无线网络为基础,无线传输中的延时和误码会导致系统产生完全错误的控制指令,造成严重后果.因此,需要设计相应的机制降低延时和误码造成的影响,而且还要保证系统的能控性和能稳定性.此外,传统组态方式效率较低而且容易出错,为了提高DSSCS的组态效率,设计一种面向生产过程的控制逻辑自组织生成方式.围绕上述DSSCS实现过程中的关键问题,本文取得如下的理论研究成果和创新点：
1.提出了分布式自组织顺序控制系统(DSSCS).DSSCS没有集中的控制器,控制逻辑完全分散到现场的无线控制节点上,以分布式的方式完成系统的控制任务.此外,系统还能以自组织方式生成控制逻辑,从而无需人工组态就能够自动生成控制逻辑.与传统的顺序控制系统相比,DSSCS具有明显的优点：分布式的系统结构消除了集中故障；使用无线网络传输现场信号节约了大量的线缆；控制逻辑的自组织生成方式提高了组态效率.
2.分析无线传输中的延时和误码对DSSCS性能的影响,并设计降低影响的机制.利用确定与随机Petri网和时序Petri网,并引入复合标识对系统进行建模,用随机时间变迁表示无线传输延时,用冲突变迁之间的概率触发表示误码的发生,同时引入时序逻辑公式确定DSSCS中其余冲突变迁的触发条件,使系统能够按照指定的步序进行状态转移.通过建立的模型,分析系统可能出现的状态及其持续时间,判定系统的运行过程是否符合步序要求.针对传输中的误码提出状态限定的方法提高系统正确运行的概率,同时采用偏差补偿方法减小由无线传输延时造成的状态持续时间偏差,并通过仿真试验证明方法的有效性.
3.利用布尔控制网络建立DSSCS的控制模型,并引入半张量积得到系统的状态关联矩阵,分析误码和延时对DSSCS能控性和能稳定性的影响.分析过程中,将误码导致传输状态的改变转化为控制节点选择不同的结构矩阵,从而得到不同的系统状态关联矩阵,并且将带延时的系统状态,根据延时的不同分解为不同的状态转移路径.基于系统可能出现的状态关联矩阵以及最长路径的长度,得到DSSCS在误码和延时影响下的能控性和能稳定性判据.在使用半张量积的同时,提出面向生产过程的控制逻辑自组织生成方式,通过面向生产过程的操作,使分散的控制节点自动确定表示控制逻辑的结构矩阵,形成一个有组织、协同控制的顺序控制系统,而且在更换无线节点的过程中,系统也能对分布式控制逻辑进行自动维护.
4.在电站化学水处理车间内超滤系统的顺序控制中实现基于无线网络的DSSCS.根据实际生产的要求,构建系统的整体框架,设计无线网络信息共享、控制逻辑自组织生成、分散控制、分层诊断、实时监测功能,并兼顾无线网络的低功耗设计,实现安全、可靠、低功耗的DSSCS.同时,给出无线DI/O模块、基站的软硬件设计原理,并展示了DSSCS在现场的应用情况.
第二篇电厂化学水处理论文样文：底栖动物沼蛤对输水通道的入侵及防治试验研究
原产于我国南方河流的滤食性底栖动物（Limnopernafortunei,沼蛤）极易入侵水利工程的输水通道,在输水结构上高密度附着,造成生物污损,堵塞管道,降低输水效率,污染水质,腐蚀结构,威胁工程运行,也给跨流域调水带来潜在危险.沼蛤对输水通道的入侵对人类生产生活造成严重危害,已成为世界性问题,迫切需要研究其防治方法.
本文基于深圳东江水源工程输水通道中沼蛤入侵的工程背景,通过工程停水检修期对输水通道的调查研究沼蛤的污损附着特性；对水源长期密集采样观测,寻找沼蛤幼虫；对水源流域进行野外调查,了解幼虫来源区；开展水槽试验,研究幼虫的附着、沉降、在脉动流场中的死亡特性,提出防治幼虫入侵的方法；设计建设综合生态防治试验池,开展本工程的模型输水通道中沼蛤入侵的防治试验.
研究结果表明：沼蛤具有水中浮游生活的幼虫阶段,依赖幼虫随水流入侵输水通道,通过分泌足丝附着在结构壁面,附着密度随距输水通道取水口距离的增加呈指数衰减趋势,高密度附着区为取水口下游1km范围内.沼蛤的附着先后经历不稳定和稳定附着阶段,不稳定附着阶段偏好土工布材料,稳定附着阶段偏好竹编材料.沼蛤足丝附着力与体长间存在正相关关系；足丝附着能够抵抗的最高水流流速与足丝直径与根数之积正相关,造成沼蛤脱落的流速的最大值为2.2m/s.
沼蛤幼虫、稚贝具有沉降特性,尺寸合适的沉降池能够使大量幼虫、稚贝沉底,泥沙落淤对沉底的沼蛤具有不利影响.沼蛤幼虫在高频湍流流场中会死亡,当湍流中小涡尺度与幼虫体长相当时,对幼虫的灭杀效果显著,且灭杀率与湍流平均流速及湍流作用时间正相关.
沼蛤繁殖高峰期是入侵最严重的时期.野外试验发现：沼蛤年度内发育3代,每代先后经历2个繁殖高峰期,繁殖活动受积温控制；沼蛤体长的月均增长速率随水温、总氮、总磷三者的乘积呈对数增加趋势.
防止沼蛤幼虫入侵是核心.根据调查与试验的研究成果,采用沼蛤源区清除,幼虫引诱附着、沉降、高频湍流灭杀及鱼类捕食的综合治理方法防止沼蛤入侵.对模型输水通道开展的综合防治试验表明：吸附排上沼蛤附着密度随距试验池进水口距离的增加急速降低,幼虫沉降及湍流灭杀均有明显效果,鲤鱼对沼蛤的捕食起到重要作用,模型通道中无沼蛤附着,试验达到100%的防治效果.
第三篇电厂化学水处理论文范文模板：锅炉受热面管内氧化物生成及剥落机理的研究
我国在相当长的一段时间内能源结构主要以燃煤的火力发电为主.提高燃煤机组的能量转换效率,降低污染物排放是燃煤机组的主要任务.提高火电机组循环效率最有效的途径之一就是提高蒸汽的初参数.
近年来,超(超)临界机组在我国已成为发展的主流,蒸汽温度已达600℃,压力达到30MPa,热效率达45%左右.近五年来,通过对国外超(超)临界机组技术引进和消化吸收,经过本土化的实践,已形成了自主设计、制造超(超)临界电站设备的能力.但对于高温材料特性和运行的技术还未完全理解,尤其一些运行操作规程的制定还主要是参照亚临界机组的运行经验,并未形成完整的成套技术.因而,氧化层导致的锅炉爆管事故时而发生,给电站锅炉、汽机以及热力系统的安全经济运行造成了重大影响.因此,对有必要对氧化层的成分、Fe离子的迁徙过程、给水加氧的可行性以及氧化层对管道的影响、氧化层的剥落机理进行深入系统的研究.
本文首先运用热力学第二定律对金属元素和02的反应、Fe和H20(g)的反应及Cu和H20(g)的反应进行了计算,并将它们的吉布斯自由能与温度T的关系用Ellingham图表示出来.通过对Ellingham图的分析可得：Cr与氧的亲和力大于铁与氧的亲和力,这也就说明了,高温条件下,Cr含量越高,合金的抗氧化能力越强.并详细解释了过热器/再热器中,蒸汽的温度在540℃左右管道内壁氧化膜分层的原因,氧化膜由内向外的顺序是内层是FeO,中间是Fe3O4,外层是Fe2O3.电厂给水系统加氧处理的目的之一就是为了生成结构致密的Fe2O3,用以防止钢材的进一步腐蚀.而在汽水系统中生成致密的Fe2O3,必须保证给水中有充足的含氧量.由于Cu在有氧的环境下会发生明显的氧化反应,故冷凝器出口后面的铜管中不适合通过加氧水.
以高温水和超临界水物理和化学性质的变化为切入点,从电站汽水系统中工质的电位和pH值两方面着手分析其对汽水系统中管材基体腐蚀的影响,并对电站汽水系统中Fe-H20系建立了升温条件下的电位-pH图.分别对固-液界面电位-pH图和液-液界面电位-pH图进行了详细而深入的分析,得到Fe-H20体系中Fe2+离子是最重要的腐蚀产物.在一定的pH和E的环境下,Fe转变成Fe2+,这些离子会随着工质流动,从而使管道基体中的[Fe]含量减少,使管壁减薄.本文从流动加速腐蚀和给水处理两方面进行了总结,得到以下结论：①流动加速腐蚀一般会发生在25-300℃之间,并且在150℃时,Fe转变为Fe2+,所需电位最低,此时最容易发生流动加速腐蚀.②为了阻碍管道基体中的[Fe]进一步转变成Fe2+,给水pH值应控制在9.6-12之间进行变化,使[Fe]转变为Fe30a和Fe203.从而得到给水加氧处理第二个目的就是同时从提高给水的pH值和提高反应电位,即氧化[Fe2+]；这两种途径均达到减小[Fe2+]的数量的目的.
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为了分析氧化层对过热器和再热器管道的影响,本文将L-M公式与传热学理论结合,建立了具有氧化膜的过热器、再热器的管道传热模型.分析它们在不同的管道的几何尺寸、蒸汽流量、蒸汽温度、烟气温度等因素下,管道基体外壁、基体／氧化层界面、蒸汽／氧化层界面三者的温度和热流密度的变化,以及氧化层厚度的变化.计算得到的氧化层厚度与实际测量值相比较,它们有很好的一致性,并在工程误差允许范围之内,所以这种计算内壁氧化膜厚度的方法是可行的.由于,管道运行过程中,管道的几何尺寸已定,对其他影响因素进行敏感性分析可以知道,它们对三个界面的温度和热流密度变化的影响顺序均为：蒸汽流量>,蒸汽温度>,烟气温度.所以,在电厂的实际运行中,重点监测蒸汽流量的变化.并且合理的证明了管道外壁的温升和氧化层／基体界面的温升是由于氧化膜的生长而引起的,它们之间呈现线性关系,并且它们的温升系数Aw1、Aw2与氧化层引起的温升系数B之间的关系为：B等于α1Aw1+α2Aw2.并得到了各界面的热流密度与氧化膜厚度之间呈线性关系,并且是时间t和氧化膜厚度d的函数,其评估方程可表示为：q等于C0+C1X+C2X2,其中X等于logt-21og(0.467d).
本文运用有限元软件ANSYS对具有一定厚度氧化膜的过热器／再热器管道在蒸汽侧及烟气侧温度发生相同扰动时,在不同的蒸汽流量、初始温度和压力及管道的几何尺寸、烟气温度、氧化膜厚度等影响因素的情况下各个界面径向应力、周向应力、等效应力和壁面温度的变化进行了分析.相同温度扰动幅度下,蒸汽侧扰动对管基体及氧化膜内温度和应力的影响均比烟气侧扰动大得多.温度发生扰动,氧化膜内温度和应力在扰动初期有一个急剧变化的过程,且变化幅度很大,氧化膜易发生剥落.在各个影响因素中,蒸汽流量对三者的影响尤为突出,且远远高于其他因素,这是由于蒸汽对界面的冲刷所引起的.最后运用断裂力学理论,建立了由界面粗糙度参数ξ、弯曲指数∏和粘附比指数S组成的氧化膜屈曲剥落弯曲图,对氧化层的剥落形式进行了合理的解释.
第四篇电厂化学水处理论文范例：火力发电厂亚临界压力锅炉用水除硅研究
水中氧化硅对很多工业过程产生有害影响,火力发电厂亚临界和超临界压力锅炉对给水水质要求接近或达到了超纯水的指标,对给水中硅含量的要求非常严格,因而去除锅炉给水中氧化硅是火力发电厂水处理的一项重要任务.
混凝方法是水处理中一种常用和基本的方法,它最适合火力发电厂锅炉补给水的预处理除硅.所研究的水库水和地下水两种原水悬浮物、有机物和胶体硅含量都很低,属于很难处理的低浊度水质,必须采用强化混凝措施,才能取得较好的混凝除硅效果. 根据地下水中硬度和碱度高的水质特点,对地下水进行了软化混凝除硅研究.研究了Ca(OH)_2、Na_2CO_3和PFS加入量对除硅效果的影响,取得了地下水全硅去除率超过90%,胶体硅去除率接近90%的较好除硅效果.研究表明,地下水全硅和胶体硅去除率随Ca(OH)_2加入量增加而降低,Ca(OH)_2加入量超过某一值时降低速度很小,随PFS加入量增加,地下水全硅和胶体硅含量逐渐降低,且降低速度逐渐变小,Ca(OH)_2先对地下水软化并沉降,然后以PFS混凝处理的除硅效果最好. 对地下水和水库水两种原水进行了PFS和PAC及PFS配合有机高分子絮凝剂PAM的混凝除硅研究.结果表明,单独用PFS和PAC混凝除硅的效果较差,PFS单独对水库水和地下水混凝处理的胶体硅去除率分别是不超过80%和70%.加入PAM配合PFS混凝除硅后水库水和地下水胶体硅去除率有较大程度提高.阴离子PAM配合PFS混凝除硅时,水库水的地下水胶体硅去除率分别达到了87.5%和83.1%,阳离子PAM配合PFS混凝除硅时,水库水和地下水胶体硅的去除率分别达到了86.5%和80.7%. 通过实验室制备PAC和以Sia、Sib及Sic为主的三类氧化硅,研究PAC与氧化硅的相互作用,并进而分析三类氧化硅对PAC形态组成和混凝性能的影响.研究表明,高岭土水溶液中PAC与氧化硅的相互作用非常复杂.在PAC与氧化硅相互作用的同时,PAC要进一步发生水解,形态组成不断变化,氧化硅的单体硅酸存在电离平衡并与聚合体存在聚合与溶解平衡.随水溶液中Sib和Sic含量增加,悬浮颗粒脱稳的pH值范围更宽,Zeta电位区间更小,高、低碱化度的脱稳区间相距更远.活性硅酸使悬浮颗粒的脱稳区间向低pH值方向移动. 作为强化混凝除硅的方法,在实验室又研究了预先向水中加入添加物的混凝除硅,并对添加物的影响作用进行了分析.研究可知,向水库水中加入20mg/L的电厂锅炉灰和高岭土时,水库水胶体硅去除率分别是90.4%和86.6%,向地下水加入30mg/L电厂锅炉灰和高岭土时,地卜水胶体硅去除率分别达到了89.0%和85.6%. 此外,尝试了磁场处理对混凝除硅作用的研究,在混凝过程的不同阶段对水进行磁场处理.研究表明,加药前对水进行磁场处理促进混凝除硅,其影响程度最大,加药后对水磁场处理产生负作用,其影响程度弱一些.这两种磁场处理的胶体硅去除率可相差16%. 与前人的研究比较,本论文的创新之处表现在:(1)对火力发电厂亚临界压力锅炉补给水进行了研究.所研究的水库水和地下水悬浮物、有机物和胶体硅含量都很低,是很难处理的水质.采用软化混凝、无机高分子混凝剂与有机高分子絮凝剂相结合及向原水加入添加物的强化措施,对原水进行了强化混凝除硅.(2)从混凝除硅角度出发,研究了PAC与三类氧化硅的相互作用,研究了三类氧化硅对PAC形态组成及混凝性能的影响.(3)将磁场处理与混凝处理相结合,在混凝除硅的不同阶段对水进行磁场处理.第五篇电厂化学水处理论文范文格式：循环冷却水软化微碱化协同防垢防腐防污研究
工业上用水量最大的循环冷却水系统,最常见的问题是结垢、腐蚀、微生物污染、浓水排放与环境污染.针对这些问题,本文提出的循环冷却水软化微碱化处理方法,无需外加化学药剂,通过杂质减量和水质调节,协同防垢、防腐蚀、防微生物污染.取得“三防”功效,同时实现节水和污染物减排.
本文通过系列模型计算和试验研究,取得主要成果如下：
1、提出了离子交换软化微碱化方法及工艺
文中计算了铁、铜、锌—碳酸盐溶液三个体系中的热力学平衡,进行了碳钢和黄铜的腐蚀控制试验,结果显示：在全碱度为6-10mmol/L (pH为9.2-9.5)的钠型碳酸盐溶液中,碳钢和黄铜表面都形成稳定氧化膜,腐蚀速率低于循环冷却水系统腐蚀控制国家标准.同时进行了RHCO3型树脂特性试验,研究了RHCO3型树脂中HCO3-/CO32-反应机理和平衡常数,优化了其运行及再生工艺参数.
在此基础上,提出了适用于小型循环冷却水系统(如*空调循环冷却系统)的离子交换软化微碱化方法,设计了针对两种循环冷却水系统的微碱化工艺：对无铜循环系统,补给水处理采用RNa型树脂和RHCO3型树脂串联工艺；对有铜循环系统,补给水处理采用2个串联流程进行并联的工艺,分配流量调节水质,一个是RNa型树脂和ROH型树脂串联,另一个是弱酸树脂、RH强酸树脂和弱碱树脂串联.同时研究了工艺的经济性,结果表明：与加药法相比,该工艺运行费用节省35%-44%.
2、提出了纳滤—阴离子交换软化微碱化方法及工艺
对于大型循环冷却水系统(如火力发电厂循环冷却系统),文中提出了利用纳滤去除水中全部硬度和部分一价离子,再利用RHCO3型树脂将产水中阴离子交换成碳酸氢根,实现软化微碱化.进行了NF90纳滤膜与RHCO3树脂串联工艺试验,结果表明：该工艺可同时实现部分脱盐(脱盐率约为80%)和软化微碱化,产水达到软化微碱化系统补水要求,预处理可采用超滤.
3、研究了微碱化系统稳定性及“三防”效果
本文进行了微碱化水中CO2传质模型计算和动态模拟试验,模拟计算了循环系统水质水量变化过程,结果表明：运行中的微碱化系统受到弱酸性补水冲击时,系统将在1-2h内与空气中CO2达成平衡而恢复.循环流量上升或系统碱度增大都有助于提高系统抗冲击性能,保持水质和水量稳定.
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之后,研究了调质水的“三防”效果,黄铜试片表面成膜动力学研究表明：微碱化调质水中,黄铜表面氧化膜稳定化过程只需24h,膜层致密,对电子传递起阻隔作用,具有良好的防腐效果；微碱化循环系统防微生物污染效果试验表明：微碱化方法控制了循环冷却水中的氮磷元素含量,同比之下,微生物总量减少了68%；去除硬度在防止污垢生成同时,使好氧异养菌总量减少33%.
试验研究结果证实了循环冷却水软化微碱化方法的可行性,基于2个技术创新点,申请了2项发明专利,可望在此基础上开发出循环冷却水处理的实用性新技术.
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