CN113984856A - 一种循环冷却水氯离子在线测量装置及测量方法 - Google Patents

一种循环冷却水氯离子在线测量装置及测量方法 Download PDF

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谢宙桦
黄万启
张洪博
张芬
张王杰
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Abstract

本发明公开了一种循环冷却水氯离子在线测量装置及测量方法，装置包括采样单元、检测单元和控制单元。采样单元包括补充水电动阀、磁力搅拌器、流通池、循环水柱塞泵和通气电磁阀；补充水电动阀的入口连接循环水补充水或自来水取样口，出口与流通池相连通；磁力搅拌器设置在流通池内；循环水柱塞泵的入口连接循环水取样口，出口与流通池相连通；检测单元包括氯离子选择电极及氯离子表计；氯离子选择电极插入流通池中，氯离子选择电极与氯离子表计电连接；所述控制单元包括嵌入式控制器、低位排水电动阀和高位排水电动阀。本发明方法可以在无需人工干预的情况下，便捷地实现工业循环冷却水氯离子的在线测量。

Description

一种循环冷却水氯离子在线测量装置及测量方法
技术领域
本发明涉及工业循环冷却水中水质在线测量技术领域，特别是涉及一种循环冷却水氯离子在线测量装置及测量方法。
背景技术
工业循环冷却水被称为工业生产系统中的血液，而工业循环冷却水运行中需对水质指标及时监测与合理控制，否则容易导致循环冷却水系统结垢或腐蚀；一旦循环冷却水系统发生结垢或腐蚀，轻则降低生产效率，重则停产检修或设备报废。其中氯离子含量是监视循环冷却水系统运行和防止发生腐蚀的重要因素，因此氯离子含量是工业循环水运行中一项重要的监测与控制指标。
由于循环冷却水中离子强度对氯离子选择电极的影响大，电极法在线测定循环水氯离子的误差大，测量范围不适用，其他方法的在线监测则需消耗测试试剂，污染环境，成本也高。目前大多工业循环冷却水氯离子的监测主要是人工滴定等非在线监测。这种方法虽然较成熟，但是操作繁琐，需配备检测人员，增加运行劳动力成本；且检验间隔大，无法对循环水氯离子含量进行在线监测，监测滞后于运行。这导致循环水的监测和控制不及时、人为因素影响大，形成生产安全隐患，甚至发生结垢或腐蚀后都找不出原因。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种循环冷却水氯离子在线测量装置及测量方法，该装置可以在线实时测量循环冷却水中氯离子含量，无需人工干预，无需化学试剂，不造成环境污染，又保证了循环冷却水氯离子含量及时监测，起到防止循环冷却水结垢和降低循环冷却水腐蚀的风险。
为了达到以上目的，本发明采用以下技术方案：
一种循环冷却水氯离子在线测量装置，包括采样单元、检测单元和控制单元；
所述采样单元包括补充水电动阀、磁力搅拌器、流通池、循环水柱塞泵和通气电磁阀；所述补充水电动阀的入口连接循环水补充水或自来水取样口，出口与流通池相连通；磁力搅拌器设置在流通池内；循环水柱塞泵的入口连接循环水取样口，出口与流通池相连通；
所述检测单元包括氯离子选择电极及氯离子表计；氯离子选择电极插入流通池中，氯离子选择电极与氯离子表计电连接；
所述控制单元包括嵌入式控制器、低位排水电动阀和高位排水电动阀；嵌入式控制器分别与通气电磁阀、补充水电动阀、磁力搅拌器、循环水柱塞泵、低位排水电动阀、高位排水电动阀、氯离子表计电连接；通气电磁阀、低位排水电动阀和高位排水电动阀的入口与流通池连接。
作为本发明的进一步改进，所述低位排水电动阀设置在流通池侧壁的中部位置，高位排水电动阀设置在流通池侧壁的上部位置。
作为本发明的进一步改进，所述循环水柱塞泵和补充水电动阀的出口均设置在流通池侧壁的底部。
作为本发明的进一步改进，所述氯离子选择电极的感应部位设置在流通池的中部至底部之间。
作为本发明的进一步改进，所述磁力搅拌器设置在流通池的底部。
作为本发明的进一步改进，所述循环水柱塞泵为可变量程的柱塞泵。
作为本发明的进一步改进，所述通气电磁阀设置在流通池的顶部。
一种循环冷却水氯离子在线测量装置的测量方法，包括以下步骤：
补充水电动阀控制补充水进入流通池中；由氯离子选择电极和氯离子表计测定补充水的氯离子含量；
由低位排水电动阀控制排出部分补充水，循环水柱塞泵定量加入循环冷却水；
搅拌均匀后，由氯离子选择电极和氯离子表计测定混合水的氯离子含量；
根据循环水的稀释度、补充水氯离子含量计算出该循环水中氯离子的实时含量。
作为本发明的进一步改进，具体包括以下步骤：
1)打开高位排水阀和补充水电动阀，流通池内水样冲洗充足后，关闭高位排水阀和补充水电动阀；
2)打开磁力搅拌器搅拌，同时由氯离子选择电极和氯离子表计测定补充水的氯离子含量后，关闭磁力搅拌器；
3)打开低位排水电动阀和通气电磁阀将流通池的液位排至低位排水电动阀的入口处后，关闭低位排水电动阀；
4)由循环水柱塞泵定量加入循环冷却水后，打开磁力搅拌器搅拌充分，同时由氯离子选择电极和氯离子表计测定此时流通池中混合水样的氯离子含量；
5)再根据稀释度和加入循环水前后测得的氯离子浓度计算出循环冷却水中氯离子含量。
计算出循环冷却水中氯离子含量(c循环水)采用以下方法：
c循环水＝(c测-A1·c补)/A2
c测为混合水样的氯离子含量，A1为补充水在混合水样中的体积比值，c补为补充水的氯离子含量，A2为循环水在混合水样中的体积比值。
和现有技术相比较，本发明具备如下优点：
该装置将循环冷却水实现自动在线采集，简单实用且能够快速获得循环水及其补充水的氯离子含量，满足工业循环冷却水的监测任务。相比目前循环冷却水氯离子含量的人工测量，能够快速准确地实现循环冷却水氯离子含量的在线测量，减少人工测量引入的误差，解决了循环冷却水氯离子含量监测的滞后性，有利于循环冷却水系统的自动控制或智慧化运行。
本发明的方法先将循环水补充水加入流通池中，开启氯离子表计测定循环冷却水补充水的氯离子含量，排出一部分循环水补充水后，定量注入循环冷却水混合稀释，再由氯离子表计测定混合水样的氯离子含量，根据循环水的稀释度、补充水氯离子含量计算出该循环水中氯离子的实时含量。
附图说明
图1循环冷却水氯离子在线测量装置；
图2工业循环冷却水氯离子在线测量方法流程图。
其中，1、补充水电动阀；2、磁力搅拌器；3、流通池；4、循环水柱塞泵；5、低位排水电动阀；6、高位排水电动阀；7、嵌入式控制器；8、氯离子选择电极；9、氯离子表计；10、通气电磁阀。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
如图1所示，本发明的一种循环冷却水氯离子在线测量装置，包括采样单元、检测单元和控制单元。
其中，所述采样单元包括补充水电动阀1、磁力搅拌器2、流通池3、循环水柱塞泵4和通气电磁阀10；所述补充水电动阀1的入口连接循环水补充水或自来水取样口，出口与流通池3相连通；磁力搅拌器2设置在流通池3内；循环水柱塞泵4的入口连接循环水取样口，出口与流通池3相连通；
所述检测单元包括氯离子选择电极8及氯离子表计9；氯离子选择电极8插入流通池3中，氯离子选择电极8与氯离子表计9电连接；
控制单元包括嵌入式控制器7、低位排水电动阀5和高位排水电动阀6。嵌入式控制器7分别与通气电磁阀、补充水电动阀1、磁力搅拌器2、循环水柱塞泵4、低位排水电动阀5、高位排水电动阀6、氯离子表计9电连接；通气电磁阀10、低位排水电动阀5和高位排水电动阀6的入口与流通池3连接。
具体工作过程为：补充水电动阀1控制补充水进入流通池3中；由氯离子选择电极8和氯离子表计9测定补充水的氯离子含量；由低位排水电动阀5控制排出部分补充水，循环水柱塞泵4定量加入循环冷却水，搅拌均匀后，再由氯离子选择电极8和氯离子表计9测定混合水的氯离子含量；根据循环水的稀释度、补充水氯离子含量计算出该循环水中氯离子的实时含量。
该发明装置采用离子选择电极法(物理方法)测定循环水氯离子浓度，方便快捷，无需化学试剂，不造成环境污染。
该发明装置采用稀释方法减小或避免了循环水离子强度对氯离子选择电极的影响，准确度高，测量范围广。
该发明装置采用循环水补充水作为循环水的稀释液，可实现一台装置同时在线监测循环水及其补充水中氯离子含量。
基于上述循环冷却水氯离子在线测量装置的测量方法，包括以下步骤：
本装置使用补充水电动阀1控制补充水进入流通池3中；由氯离子选择电极8和氯离子表计9测定补充水的氯离子含量后，由低位排水电动阀5控制排出部分补充水，循环水柱塞泵4将定量的循环冷却水加入流通池中，搅拌均匀后，再由氯离子选择电极8和氯离子表计9测定混合水的氯离子含量；最后根据循环水的稀释度、补充水氯离子含量计算出该循环水中氯离子的实时含量。
本发明方法可以在无需人工干预的情况下，便捷地实现工业循环冷却水氯离子含量的在线测量。采用循环水的补充水来稀释循环水，以实现循环水的氯离子在线测量。可同时实现循环水及其补充水的氯离子在线测量。
下面结合附图1和附图2对本发明的具体实施方式作进一步的说明。
实施例
如附图1所示，所述补充水电动阀1的入口连接循环水补充水或自来水取样口，出口通过管路与流通池3相连通；磁力搅拌器2设置在流通池3的底部；循环水柱塞泵4的入口连接循环水取样口，出口通过管路与流通池3相连通；通气电磁阀10设置在流通池3的顶部。所述氯离子选择电极8的感应部位设置在流通池3的中部至底部之间。
补充水电动阀1入口与循环水补充水测量水管连接，保证循环水补充水测量水管内水压有0.1Mpa压力，便于水样可以动态地流入流通池3内，进行在线测量。循环水柱塞泵4入口与循环水测量水管连接。
如附图2所示，当嵌入式控制器7发出测量指令时，补充水电动阀1打开，冲洗流通池3，保证流通池3内水样充足后，搅拌下由氯离子选择电极8和氯离子表计9测定补充水的氯离子含量后，打开低位排水电动阀5和通气电磁阀10控制排出部分补充水，循环水柱塞泵4将定量的循环冷却水加入流通池中，搅拌均匀后，再由氯离子选择电极8和氯离子表计9测定混合水的氯离子含量；最后根据循环水的稀释度、补充水氯离子含量计算出该循环水中氯离子的实时含量。
具体步骤为：
当嵌入式控制器7发出测量指令时，补充水电动阀1和高位排水阀6打开，冲洗流通池200s，保证流通池3内水样充足后，搅拌下由氯离子选择电极8和氯离子表计9测定补充水的氯离子含量c补后，打开低位排水电动阀5和通气电磁阀10控制排出部分补充水(液位至低位排水口处)，然后关闭低位排水阀5；循环水柱塞泵4将5.0mL的循环冷却水加入流通池中，搅拌均匀后，再由氯离子选择电极8和氯离子表计9测定混合水的氯离子含量；最后根据公式：c循环水＝(c测-A1·c补)/A2计算出循环水冷却水的实时含量。
计算出结果后，打开补充水电动阀1和高位排水阀6，冲洗60s后，保证将刚才测量的液体排出流通池3后，关闭补充水电动阀1，完成此次氯离子含量的在线测量。
综上所述，本发明装置结构简单，可以实现自动化测量过程，本发明方法可以在无需人工干预的情况下，便捷地实现工业循环冷却水氯离子的在线测量。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种循环冷却水氯离子在线测量装置，其特征在于，包括采样单元、检测单元和控制单元；
所述采样单元包括补充水电动阀(1)、磁力搅拌器(2)、流通池(3)、循环水柱塞泵(4)和通气电磁阀(10)；所述补充水电动阀(1)的入口连接循环水补充水或自来水取样口，出口与流通池(3)相连通；磁力搅拌器(2)设置在流通池(3)内；循环水柱塞泵(4)的入口连接循环水取样口，出口与流通池(3)相连通；
所述检测单元包括氯离子选择电极(8)及氯离子表计(9)；氯离子选择电极(8)插入流通池(3)中，氯离子选择电极(8)与氯离子表计(9)电连接；
所述控制单元包括嵌入式控制器(7)、低位排水电动阀(5)和高位排水电动阀(6)；嵌入式控制器(7)分别与通气电磁阀(10)、补充水电动阀(1)、磁力搅拌器(2)、循环水柱塞泵(4)、低位排水电动阀(5)、高位排水电动阀(6)、氯离子表计(9)电连接；通气电磁阀(10)、低位排水电动阀(5)和高位排水电动阀(6)的入口与流通池(3)连接。
2.根据权利要求1所述的一种循环冷却水氯离子在线测量装置，其特征在于，所述低位排水电动阀(5)设置在流通池(3)侧壁的中部位置，高位排水电动阀(6)设置在流通池(3)侧壁的上部位置。
3.根据权利要求1所述的一种循环冷却水氯离子在线测量装置，其特征在于，所述循环水柱塞泵(4)和补充水电动阀(1)的出口均设置在流通池(3)侧壁的底部。
4.根据权利要求1所述的一种循环冷却水氯离子在线测量装置，其特征在于，所述氯离子选择电极(8)的感应部位设置在流通池(3)的中部至底部之间。
5.根据权利要求1所述的一种循环冷却水氯离子在线测量装置，其特征在于，所述磁力搅拌器(2)设置在流通池(3)的底部。
6.根据权利要求1所述的循环冷却水氯离子在线测量装置，其特征在于，所述循环水柱塞泵(4)为可变量程的柱塞泵。
7.根据权利要求1所述的循环冷却水氯离子在线测量装置，其特征在于，所述通气电磁阀(10)设置在流通池的顶部。
8.基于权利要求1至7任意一项所述的循环冷却水氯离子在线测量装置的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
补充水电动阀(1)控制补充水进入流通池(3)中；由氯离子选择电极(8)和氯离子表计(9)测定补充水的氯离子含量；
由低位排水电动阀(5)控制排出部分补充水，循环水柱塞泵4定量加入循环冷却水；
搅拌均匀后，由氯离子选择电极(8)和氯离子表计(9)测定混合水的氯离子含量；
根据循环水的稀释度、补充水氯离子含量计算出该循环水中氯离子的实时含量。
9.根据权利要求8所述的循环冷却水氯离子在线测量装置的测量方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
1)打开高位排水阀(6)和补充水电动阀(1)，流通池(3)内水样冲洗充足后，关闭高位排水阀(6)和补充水电动阀(1)；
2)打开磁力搅拌器(2)搅拌，同时由氯离子选择电极(8)和氯离子表计(9)测定补充水的氯离子含量后，关闭磁力搅拌器(2)；
3)打开低位排水电动阀(5)和通气电磁阀(10)，将流通池的液位排至低位排水电动阀的入口处后，关闭低位排水电动阀(5)；
4)由循环水柱塞泵定量加入循环冷却水后，打开磁力搅拌器(2)搅拌充分，同时由氯离子选择电极(8)和氯离子表计(9)测定此时流通池中混合水样的氯离子含量；
5)再根据稀释度和加入循环水前后测得的氯离子浓度计算出循环冷却水中氯离子含量。
10.根据权利要求8或9所述的循环冷却水氯离子在线测量装置的测量方法，其特征在于，计算出循环冷却水中氯离子含量采用以下方法：
c循环水＝(c测-A1·c补)/A2
c测为混合水样的氯离子含量，A1为补充水在混合水样中的体积比值，c补为补充水的氯离子含量，A2为循环水在混合水样中的体积比值。
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