CN107902725A - 一种腐蚀产物捕集装置及方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种腐蚀产物捕集装置及方法，将腐蚀产物捕集装置设置在膨胀罐内，并将直流电源的一端与腐蚀产物捕集装置连接，另一端与膨胀罐连接。在膨胀罐中设置腐蚀产物捕集装置可以高效率的捕集腐蚀产物，减少内冷水中腐蚀产物的浓度，从而减少腐蚀产物在均压电极上的沉积。由于腐蚀产物捕集装置的表面积很大，捕集量大，可有效减小腐蚀产物在均压电极上的沉积，延长均压电极的清洗间隔，降低换流阀的检修工作量，提高换流阀的运行安全性。另一方面，由于膨胀罐流通截面积很大，在膨胀罐内也不会造成水流堵塞的现象。

Description

一种腐蚀产物捕集装置及方法

技术领域

本申请涉及电气技术领域，尤其涉及一种腐蚀产物捕集装置及方法。

背景技术

换流阀是直流输电工程的核心设备之一。晶阀管是换流阀的核心部件。在晶阀管工作时，会产生大量的热，为防止由于温度过高而损坏换流阀的元件，换流阀通常设置有阀冷系统。阀冷系统通常采用的是包括外冷系统和内冷系统的水冷却系统。内冷系统通常为闭式循环冷却水系统，并且通常设有均压电极。

均压电极的功能是减小晶阀管散热器与其它部位的电压差。它设置在内冷水支路总管上或散热器的进出水口。在实际运行中，内冷水中会不可避免地产生一些腐蚀产物。这些腐蚀产物一部分被内冷水回路中的精密过滤器拦截下来，未被拦截下来的粒径更小的腐蚀产物以胶体或悬浮物的形式随内冷水流动，在回路中循环。如果腐蚀产物沉积在均压电极上，会使水流的流通面积减小，造成水流量减小，冷却效果变差，严重时会堵塞水流通路。同时，由于水垢导电性很差，它沉积在均压电极上，会使均压电极失去均压作用。另一方面，在水垢没有完全覆盖均压电极表面时，特别是只有均压电极的根部很小一部分没被腐蚀产物覆盖时，电流会集中在未被覆盖的部分，引起均压电极密封圈的电腐蚀，造成内冷水泄露。因此，目前通常在内冷水系统的膨胀罐中设置电极，以捕集腐蚀产物，进而减少腐蚀产物在均压电极上的沉积。

然而，目前使用的电极与直流电源的连接点只有一个，导致电位及电荷密度分布不均匀，使得腐蚀产物在电极表面的沉积也不均匀，影响腐蚀产物的捕集效果。

发明内容

本申请提供了一种腐蚀产物捕集装置及方法，以解决目前使用的电极点位分布不均匀，腐蚀产物在均压电极上大量沉积，降低换流阀安全性的问题。

一方面，本申请提供一种腐蚀产物捕集装置，所述装置包括：

电极、若干导线和焊点；

所述导线通过若干焊点连接在所述电极上；

所述焊点在所述电极上均匀分布；

所述若干导线的一端与所述电极连接，所述若干导线的另一端与直流电源的负极连接；

所述直流电源的正极与膨胀罐连接；

所述导线外设有导线套管；

所述焊点外设有焊点保护套。

可选的，所述电极为格栅电极；所述格栅电极的间距相等。

可选的，所述电极为网状电极；所述网状电极的网孔形状为正方形。

可选的，所述导线套管为热塑性双层塑料套管。

可选的，所述焊点保护套为密封胶。

可选的，所述电极与所述导线的材质相同。

可选的，所述若干导线的另一端与所述直流电源为可拆卸连接。

另一方面，本申请提供一种腐蚀产物捕集方法，包括：

从冷水系统的膨胀罐中取水样；

测定所述均压电极表面的Zeta电位值和水样中胶体的Zeta电位值；

根据所述均压电极表面的Zeta电位值和所述水样中胶体的Zeta电位值，调整腐蚀产物捕集装置与所述膨胀罐之间的电压值，进行腐蚀产物的捕集。

可选的，所述方法还包括：

测定水样的PH值；

根据所述PH值、所述均压电极表面的Zeta电位值和水样中胶体的Zeta电位值，确定均压电极表面所带的电荷符号。

可选的，所述方法还包括：

测量水样的零电荷电位值；

根据所述零电荷电位值，结合所述均压电极表面的Zeta电位值和所述水样中胶体的Zeta电位值，调整腐蚀产物捕集装置与所述膨胀罐之间的电压值，进行腐蚀产物的捕集。

由以上技术方案可知，本申请提供一种腐蚀产物捕集装置及方法，将腐蚀产物捕集装置设置在膨胀罐内，并将直流电源的一端与腐蚀产物捕集装置连接，另一端与膨胀罐连接。使用腐蚀产物捕集装置时，首先从冷水系统的膨胀罐中取水样；然后测定均压电极表面的Zeta电位值和水样中胶体的Zeta电位值；最后，根据均压电极表面的Zeta电位值和水样中胶体的Zeta电位值，调整腐蚀产物捕集装置与膨胀罐之间的电压值，进行腐蚀产物的捕集。在膨胀罐中设置腐蚀产物捕集装置可以高效率的捕集腐蚀产物，减少内冷水中腐蚀产物的浓度，从而减少腐蚀产物在均压电极上的沉积。由于腐蚀产物捕集装置的表面积很大，捕集量大，可有效减小腐蚀产物在均压电极上的沉积，延长均压电极的清洗间隔，降低换流阀的检修工作量，提高换流阀的运行安全性。另一方面，由于膨胀罐流通截面积很大，在膨胀罐内也不会造成水流堵塞的现象。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施案例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种腐蚀产物捕集装置的结构图；

图2为本申请实施例的捕集装置与直流电源的安装示意图；

图3为本申请实施例提供的格栅电极的结构图；

图4为本申请实施例提供的网状电极的结构图；

图5为本申请实施例提供的一种腐蚀产物捕集方法的流程图。

图示说明：

其中，1-电极；2-导线；3-焊点；4-直流电源；5-膨胀罐。

具体实施方式

一方面，参见图1，为本申请实施例提供的一种腐蚀产物捕集装置的结构图，所述装置包括：

电极1、若干导线2和焊点3；电极1用于通电吸附水中的腐蚀产物，一般使电极1上所带的电荷符号与腐蚀产物所带电荷的符号相反，因为带有相反符号电荷之间互相吸引，可以利用此原理使电极捕集与其电荷符号相反的腐蚀产物。

所述导线2通过若干焊点3连接在所述电极1上；焊点3用于连接导线2与电极1，使得导线2可以使电极1的相应位置上带上直流电源4的电压。

所述焊点3在所述电极1上均匀分布；如图1所示，若干焊点3在电极1上的分布可以使导线2分布得均匀，进而使电极1上的电位和电荷分布得更加均匀，可以提高电极1捕集腐蚀产物的效果。

所述若干导线2的一端与所述电极1连接，所述若干导线2的另一端与直流电源4的负极连接；所述直流电源4的正极与膨胀罐5连接；直流电源4为电极1提供负电荷，为膨胀罐5提供正电荷，因为水中的腐蚀产物铝的化合物，也有少量的铁、铜、钙、镁的化合物，这些化合物称为胶体，在水中胶体表面也是带有正电荷的，因此使电极1的表面带有负电荷，可以吸附带有正电荷的胶体，使腐蚀产物不会沉积到均压电极上，有利于均压电极的使用和换流阀工作的安全性。

所述导线2外设有导线套管；导电套管为绝缘套管，可以将导线2密封，防止导线2漏电。

所述焊点3外设有焊点保护套；焊点保护套也是绝缘的保护套，可以将焊点3密封在电极1上，防止导线2漏电，影响电极1的捕集效果。

由以上技术方案可知，本申请提供一种腐蚀产物捕集装置，如图2所示，将腐蚀产物捕集装置设置在膨胀罐5内，并将直流电源4的一端与腐蚀产物捕集装置连接，另一端与膨胀罐5连接。在膨胀罐5中设置腐蚀产物捕集装置可以高效率的捕集腐蚀产物，减少内冷水中腐蚀产物的浓度，从而减少腐蚀产物在均压电极上的沉积。由于腐蚀产物捕集装置的表面积很大，捕集量大，可有效减小腐蚀产物在均压电极上的沉积，延长均压电极的清洗间隔，降低换流阀的检修工作量，提高换流阀的运行安全性。另一方面，由于膨胀罐5流通截面积很大，在膨胀罐5内也不会造成水流堵塞的现象。

可选的，所述电极1为格栅电极；如图3所示为格栅电极的结构，所述格栅电极的间距相等，以保证电极上电位和电荷的分布均匀，进而保证电极1的捕集腐蚀产物的效果。

可选的，所述电极1为网状电极；如图4所示为网状电极的结构，所述网状电极的网孔形状为正方形，以保证电极上电位和电荷的分布均匀，进而保证电极1的捕集腐蚀产物的效果。

可选的，所述导线套管为热塑性双层塑料套管。套管的材料为聚全氟乙丙烯，制作时，将导线2与电极1焊接好之后，再将聚全氟乙丙烯热缩管套到导线2上，用热风机加热套管直到套管完全收缩。

可选的，所述焊点保护套为密封胶。本申请中的焊点保护套实则为水下密封胶将焊点3密封后的形态，防止焊点3暴露于水中，不仅会漏电，还会容易被腐蚀，减少整个捕集装置的寿命。

可选的，所述电极1与所述导线2的材质相同，均为不锈钢材料，使得电极1与导线2不易遭到腐蚀，更加长久和有效的捕集腐蚀产物，一般捕集装置在使用一段时间后，会从膨胀罐中取出，然后利用一定的手段去除电极1上的腐蚀产物，干净的捕集装置还可以继续使用，采用不易腐蚀的不锈钢材料，可以延长捕集装置的使用寿命。

可选的，所述若干导线2的另一端与所述直流电源4为可拆卸连接。由于捕集装置在使用一段时间后需要被清洗，所以不可避免的要从膨胀罐5中取出，这时也必然会与直流电源4断开，采用可拆卸的连接方式，不仅方便每次捕集装置的拆卸清洗，还会减少导线2与直流电源4反复连接造成的接触不良的问题。

可选的，所述膨胀罐5与腐蚀产物捕集装置的材质相同，均为不锈钢材料。不锈钢材料既抗腐蚀又能导电，可以使膨胀罐5与腐蚀产物捕集器带上电荷，也可以延长二者的使用寿命。

由以上技术方案可知，本申请提供一种腐蚀产物捕集装置，将腐蚀产物捕集装置设置在膨胀罐5内，并将直流电源4的一端与腐蚀产物捕集装置连接，另一端与膨胀罐5连接。在膨胀罐5中设置腐蚀产物捕集装置可以高效率的捕集腐蚀产物，减少内冷水中腐蚀产物的浓度，从而减少腐蚀产物在均压电极上的沉积。由于腐蚀产物捕集装置的表面积很大，捕集量大，可有效减小腐蚀产物在均压电极上的沉积，延长均压电极的清洗间隔，降低换流阀的检修工作量，提高换流阀的运行安全性。另一方面，由于膨胀罐5流通截面积很大，在膨胀罐5内也不会造成水流堵塞的现象。

另一方面，参见图5，为本申请实施例提供的一种腐蚀产物捕集方法的流程图，包括：

步骤101，从冷水系统的膨胀罐5中取水样。

步骤102，测定所述均压电极表面的Zeta电位值和水样中胶体的Zeta电位值。

步骤103，根据所述均压电极表面的Zeta电位值和所述水样中胶体的Zeta电位值，调整腐蚀产物捕集装置与所述膨胀罐5之间的电压值，进行腐蚀产物的捕集。

调整腐蚀产物捕集装置与所述膨胀罐5之间的电压值，可以使腐蚀产物捕集器的电极1上带上与胶体电荷符号相反的电荷，使捕集效果更好。

通常Zeta电位表示胶体的带电特性，胶体表面带正电荷，Zeta电位值大于零，反之，胶体表面带负电荷，Zeta电位值小于零。胶体表面不带电荷时的电位值为胶体的零电荷电位。

由以上技术方案可知，本申请提供一种腐蚀产物捕集方法，首先从冷水系统的膨胀罐5中取水样；然后测定均压电极表面的Zeta电位值和水样中胶体的Zeta电位值；最后，根据均压电极表面的Zeta电位值和水样中胶体的Zeta电位值，调整腐蚀产物捕集装置与膨胀罐5之间的电压值，进行腐蚀产物的捕集。本实施例中提供的方法可以高效率的捕集腐蚀产物，减少内冷水中腐蚀产物的浓度，从而减少腐蚀产物在均压电极上的沉积，延长均压电极的清洗间隔，降低换流阀的检修工作量，提高换流阀的运行安全性。

可选的，所述方法还包括：

测定水样的PH值；

根据所述PH值、所述均压电极表面的Zeta电位值和水样中胶体的Zeta电位值，确定均压电极表面所带的电荷符号。确定均压电极表面所带的电荷符号之后，能更进一步调整捕集装置表面所带电荷的符号，保证调整的正确性。

可选的，所述方法还包括：

测量水样的零电荷电位值；

根据所述零电荷电位值，结合所述均压电极表面的Zeta电位值和所述水样中胶体的Zeta电位值，调整腐蚀产物捕集装置与所述膨胀罐5之间的电压值，进行腐蚀产物的捕集。

具体的，本申请实施例在实施时，有专门的实验方法来验证腐蚀产物捕集装置可以有效的捕集冷水系统的腐蚀产物，方法如下：

步骤1，从膨胀罐5入口取水样，用pH计测得其pH为7.88；用微电泳仪测得其Zeta电位为+12.4mV(5次测定的平均值)，零电荷电位为10.4mV；

步骤2，在腐蚀产物捕集装置与膨胀罐5之间施加一0.7V的直流电压。直流稳压电源的负极与腐蚀产物捕集装置相连，正极与膨胀罐5相连。实验中，在碰撞罐中安置了两个面积为20×20×0.5mm的电极，其中一个与腐蚀产物捕集装置相连，另一个与膨胀罐5内壁相连。两个电极的材质与腐蚀产物捕集装置及膨胀罐5的材质相同。

步骤3，运行48小时后，取出两个电极，用20mL浓度为0.05mol/L的盐酸溶液分别清洗两个电极。将清洗液用去离子水稀释至50mL后，用铝试剂分光光度法分别测定两种清洗液中的铝离子浓度。

由以上结果可知，与膨胀罐5相连的电极的清洗液中未检出铝离子，与腐蚀产物捕集装置相连的电极的清洗液中可检出铝离子，浓度最大为5ug/L。结果表明，腐蚀产物捕集装置可有效捕集内冷水中的腐蚀产物，使腐蚀产物在水中的浓度减少，进而沉积在均压电极上的腐蚀产物也减少了。

进一步的，当水样的PH值，Zeta电位值和零电荷电位值发生变化时，上述实验方法仍然适用，不同情况中的pH值、Zeta电位值、零电荷电位值不同，但其腐蚀产物都是带正电荷。施加0.7V的电压可以使捕集装置带上负电荷。相同电压下，捕集装置上带的负电荷量相同，不同情况下，Zeta电位值越大，腐蚀产物在捕集器上的沉积速度越快。

由以上技术方案可知，本申请提供一种腐蚀产物捕集装置及方法，将腐蚀产物捕集装置设置在膨胀罐5内，并将直流电源4的一端与腐蚀产物捕集装置连接，另一端与膨胀罐5连接。使用腐蚀产物捕集装置时，首先从冷水系统的膨胀罐5中取水样；然后测定均压电极表面的Zeta电位值和水样中胶体的Zeta电位值；最后，根据均压电极表面的Zeta电位值和水样中胶体的Zeta电位值，调整腐蚀产物捕集装置与膨胀罐5之间的电压值，进行腐蚀产物的捕集。在膨胀罐5中设置腐蚀产物捕集装置可以高效率的捕集腐蚀产物，减少内冷水中腐蚀产物的浓度，从而减少腐蚀产物在均压电极上的沉积。由于腐蚀产物捕集装置的表面积很大，捕集量大，可有效减小腐蚀产物在均压电极上的沉积，延长均压电极的清洗间隔，降低换流阀的检修工作量，提高换流阀的运行安全性。另一方面，由于膨胀罐5流通截面积很大，在膨胀罐5内也不会造成水流堵塞的现象。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的申请后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围由权利要求指出。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。以上所述的本发明实施方式并不构成对本发明保护范围的限定。

Claims (10)

1.一种腐蚀产物捕集装置，其特征在于，包括：电极(1)、若干导线(2)和焊点(3)；

所述导线(2)通过若干焊点(3)连接在所述电极(1)上；

所述焊点(3)在所述电极(1)上均匀分布；

所述若干导线(2)的一端与所述电极(1)连接，所述若干导线(2)的另一端与直流电源(4)的负极连接；

所述直流电源(4)的正极与膨胀罐(5)连接；

所述导线(2)外设有导线套管；

所述焊点(3)外设有焊点保护套。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电极(1)为格栅电极；所述格栅电极的间距相等。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电极(1)为网状电极；所述网状电极的网孔形状为正方形。

4.根据权利要求2-3任一项所述的装置，其特征在于，所述导线套管为热塑性双层塑料套管。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述焊点保护套为密封胶。

6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述电极(1)与所述导线(2)的材质相同。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述若干导线(2)的另一端与所述直流电源(4)为可拆卸连接。

8.一种腐蚀产物捕集方法，其特征在于，包括：

从冷水系统的膨胀罐中取水样；

测定所述均压电极表面的Zeta电位值和水样中胶体的Zeta电位值；

根据所述均压电极表面的Zeta电位值和所述水样中胶体的Zeta电位值，调整腐蚀产物捕集装置与所述膨胀罐之间的电压值，进行腐蚀产物的捕集。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

测定水样的PH值；

根据所述PH值、所述均压电极表面的Zeta电位值和水样中胶体的Zeta电位值，确定均压电极表面所带的电荷符号。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

测量水样的零电荷电位值；

根据所述零电荷电位值，结合所述均压电极表面的Zeta电位值和所述水样中胶体的Zeta电位值，调整腐蚀产物捕集装置与所述膨胀罐之间的电压值，进行腐蚀产物的捕集。