CN115078349A - 一种水汽系统痕量铁的检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水汽系统痕量铁的检测装置及方法，装置包括六通阀、加热管、冷却管、放大器、光路检测池、第一微量泵、盐酸存储瓶、第二微量泵、混合药剂存储瓶；水汽系统取样间的水样通过管道与六通阀中第一通道相连，六通阀中第三第四通道与加热管入口连接，加热管出口依次与冷却管、放大器与光路检测池连接，光路检测池出口的废液排入水汽取样间排污管道。本发明在保持水样不间断流动的同时，通过放大器的作用提高水汽中痕量铁在光路检测池中的信号，提高检测灵敏度，同时测试速度快，实现电厂远程及时有效的查看水汽系统铁数据。

Description

一种水汽系统痕量铁的检测装置及方法

技术领域

本发明涉及电厂水化学检测领域，具体涉及一种水汽系统痕量铁的检测装置及方法。

背景技术

火电厂水汽质量是运行控制的重要参数，其中水汽系统腐蚀产物铁含量是评价水汽系统设备腐蚀程度的唯一化学监测指标，目前火电厂测定水汽系统腐蚀产物铁主要采用人工取样、实验室分析，耗时长，测定结果具有延时性，不能达到仪器在线测定，费时费力，若水汽系统存在腐蚀，不能及时发现。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水汽系统痕量铁的检测装置及方法，本发明可以在线测定火电厂水汽系统腐蚀产物铁含量的测定，操作方便快捷，无需人为操作，节省人力成本，自动化程度高。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种水汽系统痕量铁的检测装置，包括六通阀、加热管、冷却管、放大器、光路检测池、第一微量泵、盐酸存储瓶、第二微量泵、混合药剂存储瓶；

水汽系统取样间的水样通过管道与六通阀中第一通道相连，六通阀中第三第四通道与加热管入口连接，加热管出口依次与冷却管、放大器与光路检测池连接，光路检测池出口的废液排入水汽取样间排污管道；

所述盐酸存储瓶出口与第一微量泵入口相连，第一微量泵出口与六通阀的第五通道相连；所述混合药剂存储瓶出口与第二微量泵入口相连，第二微量泵出口与放大器出口相连。

作为本发明的进一步改进，所述的加热管和冷却管内部水样流通处采用蛇形盘管进行布置，且均采用耐高温的玻璃材质，加热管的蛇形盘管外布置有电热丝，冷却管的蛇形盘管外部采用冷却水或风扇进行冷却。

作为本发明的进一步改进，所述的放大器内为两个通道，阳膜包裹的内部通道通过待测水样，阳膜外侧与壳体支撑层中间的通道通过标准溶液；放大器中的阳膜仅允许阳离子通过不允许阴离子通过，标准溶液中的二价和三价铁离子通过阳膜进入水样中，水样中的氢离子通过阳膜进入阳膜外侧的标准溶液中。

作为本发明的进一步改进，所述的盐酸存储瓶中存放的药品为1+1盐酸，盐酸存储罐的材质为聚丙烯材质。

作为本发明的进一步改进，所述的混合药剂存储瓶中存放的药品为还原剂、显色剂和1+1氨水，混合药剂存储瓶的材质为聚丙烯材质。

作为本发明的进一步改进，所述的放大器还设置有旁路管道。

内部设置有切换阀门，端口沿逆时针依次包括第一通道、第二通道、第三通道、第四通道、第五通道、第六通道；水样从第一通道流入第六通道，经过定量环进入第三通道，由第三通道流入通道排出。

一种水汽系统痕量铁的检测装置的方法，包括如下步骤：

水样经过六通阀，第一微量泵泵入盐酸存储瓶中的药品并一起进入加热管中进行消解，消解后的水样进入冷却管进行冷却，冷却后的水样进入放大器中，放大器中的标准溶液中的二价和三价铁离子通过阳膜进入水样中，水样经过放大器进行铁含量的放大；

第二微量泵泵入混合药剂存储瓶中的药品，与水样经显色后进入光路检测器进行检测；测出来的结果减去标准溶液流速对应的铁浓度即为水样中的铁浓度。

作为本发明的进一步改进，所述的六通阀控制分为进样阶段和测量阶段；

当设备处于进样阶段时，通过六通阀内部阀门的切换，第一通道、第二通道、第三通道、第六通道连通，第四通道、第五通道与系统断开，水样从第一通道流入第六通道，经过定量环进入第三通道，由第三通道流入第二通道排出多余的水样；

当设备处于测量阶段时，通过六通阀内部阀门的切换，第六通道、第三通道、第四通道、第五通道连通，第一通道、第二通道与系统断开，此时水样通过第一通道和第二通道流入水汽取样间排污管道，水样保持一直流动状态；定量环中的水样与盐酸一同进入加热管中。

作为本发明的进一步改进，还包括调试步骤和工作步骤；

调试步骤是进行标准曲线的绘制，标准曲线绘制阶段放大器被短路；

工作步骤是放大器进入运行，水样为高纯水，放大器的标准溶液为配制的铁标准溶液，光路检测池测量此时高纯水经放大器放大后的铁含量，记录并存储该数值，放大器中的标准溶液流速与铁含量一一对应。

本发明和现有技术相比具有以下优点：

本发明的水汽系统痕量铁的检测装置，可以测定水汽系统腐蚀情况，通过放大器可以将水汽系统待测铁含量放大后进行测定，提高方法的灵敏度，通过将在线仪器的铁数据上传至上位机，能够及时准确的反馈机组的腐蚀情况，避免机组由于水汽系统腐蚀造成严重的经济与安全事故。本发明盐酸药剂存储瓶向水样中加入盐酸，再经过放大器后，通过混合药剂存储瓶加入混合药剂，可以测定水汽系统痕量铁含量，不经过浓缩，也可以达到准确测量痕量铁的目的。本发明采用混合药剂，避免了加药步骤多的繁琐，操作方便快捷。

附图说明

图1是本发明的系统示意图。

图2是本发明放大器的原理图。

其中，1为六通阀，2为加热管，3为蛇形冷凝管，4为放大器，5为光路检测池，6为第一微量泵，7为盐酸药剂存储瓶，8为第二微量泵，9为混合药剂存储瓶。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施例。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，一种水汽系统痕量铁的检测装置，包括六通阀1，加热管2，冷却管3，放大器4，光路检测池5、第一微量泵6、盐酸存储瓶7、第二微量泵8、混合药剂存储瓶9。

水汽系统取样间的水样通过管道与六通阀1中第一通道a相连，六通阀1各个通道通过内置的阀门切换进行连接，六通阀1中第三第四通道c与加热管2入口连接，加热管2出口与冷却管3入口相连，冷却管3出口与放大器4入口相连，放大器4出口与光路检测池5入口相连，光路检测池5出口的废液排入水汽取样间排污管道。

盐酸存储瓶7出口与第一微量泵6入口相连，第一微量泵6出口与六通阀1的第五通道d相连。混合药剂存储瓶9出口与第二微量泵8入口相连，第二微量泵8出口与放大器4出口相连。

所述的加热管2和冷却管3内部水样流通处采用蛇形盘管进行布置，均采用耐高温材料的玻璃材质，加热管2的蛇形盘管外采用的是电热丝布置，冷却管3的蛇形盘管外部采用冷却水或风扇进行冷却。

作为可选方案，六通阀1内部设置有切换阀门，端口沿逆时针依次包括第一通道a、第二通道b、第三通道e、第四通道c、第五通道d、第六通道f；水样从第一通道a流入第六通道f，经过定量环进入第三通道e，由第三通道e流入通道b排出。

本发明在保持水样不间断流动的同时，通过放大器的作用提高水汽中痕量铁在光路检测池中的信号，提高检测灵敏度，同时测试速度快，实现电厂远程及时有效的查看水汽系统铁数据。

其中，如图2所示，本发明的放大器4内为两个通道，阳膜包裹的内部通道通过待测水样，阳膜外侧与壳体支撑层中间的通道通过标准溶液，标准溶液为一定浓度的铁标准溶液，浓度可以自行设置，放大器4中的阳膜仅允许阳离子通过不允许阴离子通过，标准溶液中的二价和三价铁离子通过阳膜进入水样中，增大了水样中铁离子含量，水样中的氢离子通过阳膜进入阳膜外侧的标准溶液中。

作为可选方案，所述的放大器4还设置有旁路管道。用于调试步骤是进行标准曲线的绘制，标准曲线绘制阶段放大器4被短路。

所述的盐酸存储瓶7中存放的药品为1+1盐酸，盐酸存储罐7的材质为聚丙烯材质。1+1盐酸是指盐酸和水的体积比为1：1。

所述的混合药剂存储瓶9中存放的药品为还原剂、显色剂和1+1氨水，混合药剂存储瓶9的材质为聚丙烯材质。1+1氨水是指氨水和水的体积比为1：1。

所述的所有接触水样部件采用聚丙烯材质或玻璃材质。

本发明第二个目的是提供一种水汽系统痕量铁的检测装置的控制方法，包括以下步骤：

水样经过六通阀1，第一微量泵6泵入盐酸存储瓶7中的药品并一起进入加热管2中进行消解，消解后的水样进入冷却管3进行冷却，冷却后的水样进入放大器4中，放大器4中的标准溶液中的二价和三价铁离子通过阳膜进入水样中，水样经过放大器4进行铁含量的放大；

第二微量泵8泵入混合药剂存储瓶9中的药品，与水样经显色后进入光路检测器5进行检测；测出来的结果减去标准溶液流速对应的铁浓度即为水样中的铁浓度。

具体步骤包括：在水样进样阶段，水样经过六通阀1中的第一通道a、第二通道b、第三通道e、第六通道f通道，待测水样充满定量环，在水样测量阶段，第一微量泵6以1mL/min的流量运行1分钟，经过第五通道d、第六通道f、第三通道e、第三第四通道c，与定量环中的水样一起进入加热管2中进行消解，消解后的水样进入冷却管3进行冷却，冷却后的水样进入放大器4中，放大器4中的标准溶液中的二价和三价铁离子通过阳膜进入水样中，水样经过放大器4进行铁含量的放大，第二微量泵8以1mL/min的流量运行1分钟，水样经显色后进入光路检测器进行检测，放大器4中的标准溶液中的二价和三价铁提高了光路检测器的信号强度。此时测出来的结果减去标准溶液流速对应的铁浓度即为水样中的铁浓度。

所述的第一微量泵6和第二微量泵8流量为1mL/min，运行时间为1分钟，间隔时间10分钟。

所述的六通阀1分为进样阶段和测量阶段，当设备处于进样阶段时，通过六通阀1内部阀门的切换，第一通道a、第二通道b、第三通道e、第六通道f通道连通，第四通道c、第五通道d与系统断开，水样从第一通道a流入第六通道f，经过定量环进入第三通道e，由第三通道e流入第二通道b排出多余的水样，多余的水样排入水汽取样间排污管道，同时也可以对定量环进行冲洗，定量环连接在第三通道e和f上，根据定量环的体积可以准确测量取样体积，进样阶段时间设置为5分钟。当设备处于测量阶段时，通过六通阀1内部阀门的切换，第六通道f、第三通道e、第四通道c、第五通道d连通，第一通道a、第二通道b与系统断开，此时水样通过第一通道a和通道b流入水汽取样间排污管道，水样保持一直流动状态。定量环中的水样与盐酸一同进入加热管2中。

所述的本装置及方法分为调试界面和工作界面，首先在调试界面进行标准曲线的绘制，标准曲线绘制阶段放大器4被短路。在调试界面做好标准曲线后切换到工作界面，此时放大器4进入运行，水样为高纯水，放大器4的标准溶液为配制的一定浓度的铁标准溶液，光路检测池测量此时高纯水经放大器4放大后的铁含量，记录并存储该数值，放大器4中的标准溶液流速与铁含量一一对应。

作为可选方案，本发明可以在线自动测铁，测试速度快，可以远程查看水汽系统铁含量。例如通过光路检测池5与远程控制单元和显示器连接，可以实时显示测试数据并绘制曲线图。

本发明一种水汽系统痕量铁的检测装置及方法，可以用仪器在线测定水汽系统腐蚀情况，通过放大器可以将水汽系统待测铁含量放大后进行测定，提高方法的灵敏度，通过将在线仪器的铁数据上传至上位机，能够及时准确的反馈机组的腐蚀情况，避免机组由于水汽系统腐蚀造成严重的经济与安全事故。

为了提高测试精度，本发明保持来水水样一直处于不间断流动状态，避免水样关停造成的波动对结果的影响。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的和区别类似的对象，两者之间并不存在先后顺序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施例和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照前述权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为申请人没有将该主题考虑为所公开的发明主题的一部分。

Claims (10)

1.一种水汽系统痕量铁的检测装置，包括六通阀(1)、加热管(2)、冷却管(3)、放大器(4)、光路检测池(5)、第一微量泵(6)、盐酸存储瓶(7)、第二微量泵(8)、混合药剂存储瓶(9)；

水汽系统取样间的水样通过管道与六通阀(1)中第一通道(a)相连，六通阀(1)中第三第四通道(c)与加热管(2)入口连接，加热管(2)出口依次与冷却管(3)、放大器(4)与光路检测池(5)连接，光路检测池(5)出口的废液排入水汽取样间排污管道；

所述盐酸存储瓶(7)出口与第一微量泵(6)入口相连，第一微量泵(6)出口与六通阀(1)的第五通道(d)相连；所述混合药剂存储瓶(9)出口与第二微量泵(8)入口相连，第二微量泵(8)出口与放大器(4)出口相连。

2.根据权利要求1所述的一种水汽系统痕量铁的检测装置，其特征在于：所述的加热管(2)和冷却管(3)内部水样流通处采用蛇形盘管进行布置，且均采用耐高温的玻璃材质，加热管(2)的蛇形盘管外布置有电热丝，冷却管(3)的蛇形盘管外部采用冷却水或风扇进行冷却。

3.根据权利要求1所述的一种水汽系统痕量铁的检测装置，其特征在于：所述的放大器(4)内为两个通道，阳膜包裹的内部通道通过待测水样，阳膜外侧与壳体支撑层中间的通道通过标准溶液；放大器(4)中的阳膜仅允许阳离子通过不允许阴离子通过，标准溶液中的二价和三价铁离子通过阳膜进入水样中，水样中的氢离子通过阳膜进入阳膜外侧的标准溶液中。

4.根据权利要求1所述的一种水汽系统痕量铁的检测装置，其特征在于：所述的盐酸存储瓶(7)中存放的药品为1+1盐酸，盐酸存储罐(7)的材质为聚丙烯材质。

5.根据权利要求1所述的一种水汽系统痕量铁的检测装置，其特征在于：所述的混合药剂存储瓶(9)中存放的药品为还原剂、显色剂和1+1氨水，混合药剂存储瓶(9)的材质为聚丙烯材质。

6.根据权利要求1所述的一种水汽系统痕量铁的检测装置，其特征在于：所述的放大器(4)还设置有旁路管道。

7.根据权利要求1所述的一种水汽系统痕量铁的检测装置，其特征在于：所述的六通阀(1)内部设置有切换阀门，端口沿逆时针依次包括第一通道(a)、第二通道(b)、第三通道(e)、第四通道(c)、第五通道(d)、第六通道(f)；水样从第一通道(a)流入第六通道(f)，经过定量环进入第三通道(e)，由第三通道(e)流入通道(b)排出。

8.一种权利要求1至7任一项所述的水汽系统痕量铁的检测装置的方法，其特征在于，包括如下步骤：

水样经过六通阀(1)，第一微量泵(6)泵入盐酸存储瓶(7)中的药品并一起进入加热管(2)中进行消解，消解后的水样进入冷却管(3)进行冷却，冷却后的水样进入放大器(4)中，放大器(4)中的标准溶液中的二价和三价铁离子通过阳膜进入水样中，水样经过放大器(4)进行铁含量的放大；

第二微量泵(8)泵入混合药剂存储瓶(9)中的药品，与水样经显色后进入光路检测器(5)进行检测；测出来的结果减去标准溶液流速对应的铁浓度即为水样中的铁浓度。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，

所述的六通阀(1)控制分为进样阶段和测量阶段；

当设备处于进样阶段时，通过六通阀(1)内部阀门的切换，第一通道(a)、第二通道(b)、第三通道(e)、第六通道(f)连通，第四通道(c)、第五通道(d)与系统断开，水样从第一通道(a)流入第六通道(f)，经过定量环进入第三通道(e)，由第三通道(e)流入第二通道(b)排出多余的水样；

当设备处于测量阶段时，通过六通阀(1)内部阀门的切换，第六通道(f)、第三通道(e)、第四通道(c)、第五通道(d)连通，第一通道(a)、第二通道(b)与系统断开，此时水样通过第一通道(a)和第二通道(b)流入水汽取样间排污管道，水样保持一直流动状态；定量环中的水样与盐酸一同进入加热管(2)中。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，

还包括调试步骤和工作步骤；

调试步骤是进行标准曲线的绘制，标准曲线绘制阶段放大器(4)被短路；

工作步骤是放大器(4)进入运行，水样为高纯水，放大器(4)的标准溶液为配制的铁标准溶液，光路检测池(5)测量此时高纯水经放大器(4)放大后的铁含量，记录并存储该数值，放大器(4)中的标准溶液流速与铁含量一一对应。

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