CN108469355A - 一种发电厂汽水就地取样装置及取样方法 - Google Patents
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Abstract
一种发电厂汽水就地取样装置及取样方法，在汽水主管道上或原汽水就地取样管道上加装取样器，水样从取样器流出后，在就地经过沸腾冷却器、管式冷却器、减压阀的冷却减温减压处理后，取样水样的温度、压力等参数均能满足化学仪表测量和手工取样分析的要求；沸腾冷却器和管式冷却器的冷却水通过沸腾蒸发、空气冷却等多种冷却方式带走汽水水样热量，且冷却水补充水来源于取样水样本身，无需额外补充冷却水；本发明在取样点就地位置缺乏冷却水条件下，实现了汽水就地取样，最大限度地减少取样管路对汽水品质的影响，极大提高汽水取样的代表性。
Description
技术领域
本发明涉及发电厂热力设备汽水取样和监测技术领域，尤其涉及一种发电厂汽水就地取样装置及取样方法。
背景技术
发电厂主蒸汽、给水等水样具有高温、高压等特征，取样后需要进行多级冷却和减温减压处理。由于汽水取样点位置通常位于锅炉顶部，如果设计将大流量循环冷却水引至锅炉顶部对汽水水样进行冷却处理，投资和运行成本均会很高。
目前发电厂普遍采用汽水集中取样和测量的设计方案，以便于化验人员能够集中手工取样分析，在线化学仪表集中布置、测量、显示和维护，降低运行人员工作量和维护检修成本。然而，实践表明，高温高压汽、水在流经上百米的取样管路过程中，汽水水样品质会发生一定程度的变化。例如，水样中的溶解氧与取样管路发生反应被消耗，溶解氧表测量值并不能真实反映汽水中实际溶解氧浓度；水样中的铁等物质会吸附、沉积在取样管路中，手工取样分析的铁含量不能真实反映汽水中实际铁含量，同时也会影响水样pH、电导率等参数的测量。
因此，在无外源循环冷却水条件下，开发一种安全、可靠和经济的发电厂汽水就地取样方法，能够最大限度地减少取样管路对汽水品质监测结果的影响，保障汽水品质参数(如溶解氧浓度、电导率、pH、铁含量等)的准确测量，提高化学监督和运行控制水平。
发明内容
本发明的目的在于提供一种安全、可靠和经济的发电厂汽水就地取样装置及取样方法，采用沸腾冷却、空气冷却等多种冷却方式，并将取样水样做为冷却水补水实现取样水样的自身冷却处理，在就地取样位置缺少循环冷却水条件下，将汽水水样冷却、减温、减压至满足化学仪表测量和手工取样分析的要求，最大限度地减少取样管路对汽水品质监测结果的影响，保障汽水品质参数(如溶解氧浓度、电导率、pH、铁含量等)的准确测量，提高化学监督和运行控制水平。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种发电厂汽水就地取样装置，包括与汽水主管道或原有的就地汽水取样管道连接的取样管线2，依次设置在取样管线2上的取样器1、就地取样阀3、沸腾冷却器4、管式冷却器5和减压阀6；减压阀6之后的取样管线分为两路，一路取样管线上设置有进行人工取样的人工取样阀7，另一路取样管线上设置有仪表取样阀8和仪表，仪表后的管线分为两路，一路通过第一冷却水补水管道10-1连通沸腾冷却水箱11，第一冷却水补水管道10-1上设置有第一冷却水补水阀9-1，沸腾冷却器4连接有沸腾冷却水箱11；仪表后的管线另一路通过第二冷却水补水管道10-2连通循环冷却水箱12，第二冷却水补水管道10-2上设置有第二冷却水补水阀9-2；循环冷却水箱12出口通过循环冷却水管道13与管式冷却器5的冷却水入口连接，循环冷却水管道13上设置有循环冷却水泵14；管式冷却器5的冷却水出口连通设置在循环冷却水箱12上部的冷却水塔15内的喷头16，冷却水塔15内还安装有将冷却水塔15内空气向上抽的风机17。
所述沸腾冷却器4和管式冷却器5的冷却水补水来源于就地取样装置取得的常温常压水样，即人工取样水样及仪表测量后排水。
所述沸腾冷却器4的沸腾冷却水箱11为非密闭型。
所述的发电厂汽水就地取样装置的汽水就地取样方法，在汽水主管道上或原汽水就地取样管道上加装取样器1，水样从取样器1流出后，在就地经过沸腾冷却器4一级减温冷却、管式冷却器5二级减温冷却、减压阀6减压处理后，水样能满足化学仪表测量和手工取样分析的要求；就地取样装置取得的常温常压水样用于沸腾冷却器4和管式冷却器5冷却水补水。
所述的汽水就地取样方法，所述沸腾冷却器4管程高温高压的汽水加热沸腾冷却水箱11内的冷却水，冷却水被加热至沸腾状态，通过由水相向气相的转变，最大限度地带走热量；其中，沸腾冷却器4换热管长度根据水汽的温度和压力，取样要求的水样温度、压力和流量，采用热力学方法进行核算，能够最大限度地减少换热管长度，且满足沸腾冷却器4出口水样温度低于100℃的要求。
所述的汽水就地取样方法，所述管式冷却器5壳程的冷却水循环系统通过空气冷却进行二级冷却，带走热量。
本发明和现有技术相比具有以下优点：
(1)相比传统集中取样技术，实现了水汽就地取样，取样管线由上百米缩短至几米，最大限度地减少取样管路对水汽品质的影响，极大提高汽水取样的代表性。
(2)沸腾冷却器利用水汽化潜热大的特点，通过冷却水的蒸发，带走汽水水样大量热量，极大提高汽水取样的冷却效果。
(3)管式冷却器循环冷却水系统冷却方式种类多样，包括空气冷却、半导体冷却等。当采用空气冷却方式时，利用冷却水泵将冷却水打入冷却塔内，经喷头形成水花，增加了冷却水与空气的换热面积，并通过风机加速空气对流，极大提高了冷却水的空冷效率。
(4)沸腾冷却器和管式冷却器的冷却水补水采用汽水取样本身，无需额外冷却水，极大降低了运行成本和维护工作量。
附图说明
图1为一种实现发电厂汽水就地取样方法的装置示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，本发明一种发电厂汽水就地取样装置，包括与汽水主管道或原有的就地汽水取样管道连接的取样管线2，依次设置在取样管线2上的取样器1、就地取样阀3、沸腾冷却器4、管式冷却器5和减压阀6；减压阀6之后的取样管线分为两路，一路取样管线上设置有进行人工取样的人工取样阀7，另一路取样管线上设置有仪表取样阀8和仪表，仪表后的管线分为两路，一路通过第一冷却水补水管道10-1连通沸腾冷却水箱11，第一冷却水补水管道10-1上设置有第一冷却水补水阀9-1，沸腾冷却器4连接有沸腾冷却水箱11；仪表后的管线另一路通过第二冷却水补水管道10-2连通循环冷却水箱12，第二冷却水补水管道10-2上设置有第二冷却水补水阀9-2；循环冷却水箱12出口通过循环冷却水管道13与管式冷却器5的冷却水入口连接，循环冷却水管道13上设置有循环冷却水泵14；管式冷却器5的冷却水出口连通设置在循环冷却水箱12上部的冷却水塔15内的喷头16，冷却水塔15内还安装有将冷却水塔15内空气向上抽的风机17。
所述沸腾冷却器4和管式冷却器5的冷却水补水来源于就地取样装置取得的常温常压水样，即人工取样水样及仪表测量后排水。
所述沸腾冷却器4的沸腾冷却水箱11为非密闭型。
本发明发电厂汽水就地取样装置的汽水就地取样方法，在汽水主管道上或原汽水就地取样管道上加装取样器1，水样从取样器1流出后，在就地经过沸腾冷却器4一级减温冷却、管式冷却器5二级减温冷却、减压阀6减压处理后，水样能满足化学仪表测量和手工取样分析的要求；就地取样装置取得的常温常压水样用于沸腾冷却器4和管式冷却器5冷却水补水。
所述沸腾冷却器4管程高温高压的汽水加热沸腾冷却水箱11内的冷却水，冷却水被加热至沸腾状态，通过由水相向气相的转变，最大限度地带走热量；其中，沸腾冷却器4换热管长度根据水汽的温度和压力，取样要求的水样温度、压力和流量，采用热力学方法进行核算，能够最大限度地减少换热管长度，且满足沸腾冷却器4出口水样温度低于100℃的要求。
所述管式冷却器5壳程的冷却水循环系统通过空气冷却进行二级冷却，带走热量。
本发明采用如图1所示的装置的具体实施方法为：取样前，将沸腾冷却器4的沸腾冷却水箱11装满除盐水作为原始的冷却水；将管式冷却器5的循环冷却水箱12内装满除盐水作为原始的冷却水，启动循环冷却水泵14、风机17，冷却水经循环冷却水管道13，作为冷源流经管式冷却器5后，经冷却水塔15的内的喷头16喷成水花，风机17将空气向上抽的过程中，水花与空气充分接触冷却后落至循环冷却水箱12。缓慢打开就地取样阀3，水样从取样器1流出后流经取样管线2、就地取样阀3、沸腾冷却器4、管式冷却器5、减压阀6，经过沸腾冷却器4一级减温冷却、管式冷却器5二级减温冷却沸腾减压后，水样压力、温度等满足在线化学仪表测量和手工取样分析的要求。缓慢打开仪表取样阀8和人工取样阀7，取得用于化学仪表测量和手工分析的水样。打开第一冷却水补水阀9-1和第二冷却水补水阀9-2，仪表测量后排水作为沸腾冷却器4和管式冷却器5的冷却水补水，调节第一冷却水补水阀9-1和第二冷却水补水阀9-2使得沸腾冷却器4的沸腾冷却水箱11和管式冷却器5的循环冷却水箱12的液位保持在控制范围内。
Claims (6)
1.一种发电厂汽水就地取样装置，其特征在于：所述取样装置包括与汽水主管道或原有的就地汽水取样管道连接的取样管线(2)，依次设置在取样管线(2)上的取样器(1)、就地取样阀(3)、沸腾冷却器(4)、管式冷却器(5)和减压阀(6)；减压阀(6)之后的取样管线分为两路，一路取样管线上设置有进行人工取样的人工取样阀(7)，另一路取样管线上设置有仪表取样阀(8)和仪表，仪表后的管线分为两路，一路通过第一冷却水补水管道(10-1)连通沸腾冷却水箱(11)，第一冷却水补水管道(10-1)上设置有第一冷却水补水阀(9-1)，沸腾冷却器(4)连接有沸腾冷却水箱(11)；仪表后的管线另一路通过第二冷却水补水管道(10-2)连通循环冷却水箱(12)，第二冷却水补水管道(10-2)上设置有第二冷却水补水阀(9-2)；循环冷却水箱(12)出口通过循环冷却水管道(13)与管式冷却器(5)的冷却水入口连接，循环冷却水管道(13)上设置有循环冷却水泵(14)；管式冷却器(5)的冷却水出口连通设置在循环冷却水箱(12)上部的冷却水塔(15)内的喷头(16)，冷却水塔(15)内还安装有将冷却水塔(15)内空气向上抽的风机(17)。
2.根据权利要求1所述的发电厂汽水就地取样装置，其特征在于：所述沸腾冷却器(4)和管式冷却器(5)的冷却水补水来源于就地取样装置取得的常温常压水样，即人工取样水样及仪表测量后排水。
3.根据权利要求1所述的发电厂汽水就地取样装置，其特征在于：所述沸腾冷却器(4)的沸腾冷却水箱(11)为非密闭型。
4.权利要求1至3任一项所述的发电厂汽水就地取样装置的汽水就地取样方法，其特征在于：在汽水主管道上或原汽水就地取样管道上加装取样器(1)，水样从取样器(1)流出后，在就地经过沸腾冷却器(4)一级减温冷却、管式冷却器(5)二级减温冷却、减压阀(6)减压处理后，水样能满足化学仪表测量和手工取样分析的要求；就地取样装置取得的常温常压水样用于沸腾冷却器(4)和管式冷却器(5)冷却水补水。
5.根据权利要求4所述的汽水就地取样方法，其特征在于：所述沸腾冷却器(4)管程高温高压的汽水加热沸腾冷却水箱(11)内的冷却水，冷却水被加热至沸腾状态，通过由水相向气相的转变，最大限度地带走热量；其中，沸腾冷却器(4)换热管长度根据水汽的温度和压力，取样要求的水样温度、压力和流量，采用热力学方法进行核算，能够最大限度地减少换热管长度，且满足沸腾冷却器(4)出口水样温度低于100℃的要求。
6.根据权利要求4所述的汽水就地取样方法，其特征在于：所述管式冷却器(5)壳程的冷却水循环系统通过空气冷却进行二级冷却，带走热量。
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