CN206772790U - 一种阀冷系统腐蚀结垢模拟试验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种阀冷系统腐蚀结垢模拟试验装置，包括试验水箱、水泵、离子交换器、补气池、气瓶、电除垢装置、铝散热器、高压电源、水管水阀及各种测量仪表，所述试验水箱中含有用于测量试验水电导率的电导仪、用于测量试验水PH值的PH计和用于测量试验水氧含量的溶解氧仪。本实用新型一方面可以对阀冷系统铝散热器腐蚀及均压电极结垢现状进行试验模拟，可对模拟系统运行时的水路参数和电气参数进行实时检测，另一方面可对冷却水取样做化学成分分析，分析不同因素对腐蚀及结垢的影响，并能够据此提出阀内冷系统腐蚀结垢问题整治方案，提高阀冷系统运行可靠性，提高电网的安全稳定性。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力工程技术领域，尤其涉及一种阀冷系统腐蚀结垢模拟试验装置。
背景技术
高压直流输电系统中内冷水系统作为换流阀散热系统，其运行情况直接影响到整个直流系统输电能力。阀内冷水系统以去离子水为冷却介质，将阀塔内可控硅、水阻、阳极电抗器产生的大量热量循环带走，通过阀冷却塔将热量散发出去。水路将阀内各个不同电位的电气件连接起来，各金属件与水路等而构成回路，因存在电位差而发生电化学腐蚀，使不同电位的金属件之间的水路就有可能产生电流，从而使高电位的金属件失去电子，低电位的金属件获得电子，从而使得金属件发生电化学电解腐蚀。铝散热器的腐蚀问题，一定程度上会加深均压电极的结垢问题。结垢致使均压电极与内冷水之间接触电阻大增而产生电压降，进而弱化平衡电位的作用。
目前，超高压各直流输电系统均存在阀冷均压电极结垢的情况，均压电极结垢严重后会导致均压电极螺纹锈蚀、探针损坏，甚至均压电极断裂。垢脱落会造成管路堵塞、漏水，均压电极断裂造成水路与电路电位不等，此外，均压电极结垢会加速密封元器件的老化失效而造成漏水，这些都严重影响了直流系统的安全运行。
实用新型内容
本实用新型提供一种阀冷系统腐蚀结垢模拟试验装置，用于阀冷系统的模拟实验，达到对影响其腐蚀结垢的各因素进行分析研究的技术效果。
本实用新型是通过以下技术方案来实现的：
一种阀冷系统腐蚀结垢模拟试验装置，包括试验水箱、水泵、离子交换器、补气池、气瓶、电除垢装置、铝散热器、高压电源、水管水阀及各种测量仪表，所述试验水箱上设有出水口、进水口和离子进水口；所述试验水箱出水口依次经水泵、支路水阀后与离子交换器进水口连通，离子交换器出水口与试验水箱离子进水口连接从而构成去离子回路；所述试验水箱出水口依次经水泵、电除垢装置后与铝散热器进水管连接，铝散热器出水管经补气池后与试验水箱进水口连接从而构成主回路，所述气瓶出口通过减压阀与补气池连通，所述高压电源给铝散热器及测量仪表供电，
所述试验水箱中含有用于测量试验水电导率的电导仪、用于测量试验水PH值的PH计和用于测量试验水氧含量的溶解氧仪。
进一步地，所述气瓶与补气池之间的水管设有气体流量计，所述铝散热器进水管上设有第一水压表和水流量计，出水管设有第二水压表。
进一步地，所述铝散热器的数量为4个，4个铝散热器并联设置，位于最边侧的两个铝散热器在进水口和出水口处都设有用于均衡铝散热器电压的均压电极，所述铝散热器的进水管和出水管之间通过支管连通，支管上设有用于通过电流以实现研究电极极化的辅助电极和支管水阀。
进一步地，所述位于其中一最边侧铝散热器上的均压电极与高压电源的负极和接地线连接，位于另外一最边侧铝散热器上的均压电极经分压电阻后与高压电源的正极连接，铝散热器外壳经分压电阻后与高压电源的正极电连接，在铝散热器外壳与分压电阻之间设有用于测量水路泄露电流和电极电流的微安表。
本实用新型的优点是：本实用新型一方面可以对阀冷系统铝散热器腐蚀及均压电极结垢现状进行试验模拟，可对模拟系统运行时的水路参数和电气参数进行实时检测，另一方面可对冷却水取样做化学成分分析，分析不同因素对腐蚀及结垢的影响，并能够据此提出阀内冷系统腐蚀结垢问题整治方案，提高阀冷系统运行可靠性，提高电网的安全稳定性。
附图说明
图1是本实用新型的阀冷系统腐蚀结垢模拟试验装置的结构示意图；
图2是本实用新型中试验水箱箱盖结构示意图；
图中：1、气瓶，2、试验水箱，3、水泵，4、离子交换器，5、电除垢装置，6、补气池，7、高压电源，8、铝散热器，9、电导仪，10、PH计，11、溶解氧仪，12、气体流量计，13、第二水压表，14、第一水压表，15、水流量计，16、均压电极，17、辅助电极，18、微安表。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步描述。
如图1和图2所示，一种阀冷系统腐蚀结垢模拟试验装置，包括试验水箱2、水泵3、离子交换器4、补气池6、气瓶1、电除垢装置5、铝散热器8、高压电源7、水管水阀及各种测量仪表，所述试验水箱2上设有出水口、进水口和离子进水口；所述试验水箱2出水口依次经水泵3、支路水阀后与离子交换器4进水口连通，离子交换器4出水口与试验水箱2离子进水口连接从而构成去离子回路；所述试验水箱2出水口依次经水泵3、电除垢装置5后与铝散热器8进水管连接，铝散热器8出水管经补气池6后与试验水箱2进水口连接从而构成主回路，所述气瓶1出口通过减压阀与补气池6连通，所述高压电源7给铝散热器8及测量仪表供电。所述试验水箱2中含有用于测量试验水电导率的电导仪9、用于测量试验水PH值的PH计10和用于测量试验水氧含量的溶解氧仪11。
其中，所述气瓶1与补气池6之间的水管设有气体流量计12，所述铝散热器8进水管上设有第一水压表14和水流量计15，出水管设有第二水压表13。
所述铝散热器8的数量为4个，4个铝散热器8并联设置，位于最边侧的两个铝散热器在进水口和出水口处都设有用于均衡铝散热器电压的均压电极16，所述铝散热器的进水管和出水管之间通过支管连通，支管上设有用于通过电流以实现研究电极极化的辅助电极17和支管水阀。
所述位于其中一最边侧铝散热器上的均压电极16与高压电源7的负极和接地线连接，位于另外一最边侧铝散热器上的均压电极16经分压电阻后与高压电源7的正极连接，铝散热器8外壳经分压电阻后与高压电源7的正极电连接，在铝散热器8外壳与分压电阻之间设有用于测量水路泄露电流和电极电流的微安表18。
所述试验水箱2及补气池6中的试验用水都是经过预净化处理的纯净水，其拥有较低的电导率和适中的PH值。其中两个铝散热器8接微安表18用于测量铝散热器8电流，确保铝散热器8稳定正常工作，并具有故障预警作用。
进出水管接有水压表用于测量进出水的压力，并可以通过减压阀控制气瓶1补气的流量，流量值由气体流量计12测出，从而控制进出水的压力大小，在一定的裕度范围内可以研究压力不同的情况下铝散热器8腐蚀和均压电极16结垢情况的差异。进水口接有水流量计15，用于测量水流量，控制水流量一定的情况下，各组条件不同的试验后其铝散热器8腐蚀和均压电极16结垢情况才具有可对比性。
每次试验前，首先打开高压电源7，将铝散热器8预热一定的时间。同时，关闭进水管和出水管间的水阀，打开去离子回路的水阀，将试验水经过离子交换器4，进行PH值和电导率的调节，然后打开进出水管的水阀，关闭去离子回路的水阀进行试验。试验水在水泵3的抽动下经过电除垢装置5，然后经过铝散热器8带走热量，再进入补气池6补压，最后回到试验水箱2。试验需要经过一段较长时间，期间对于各项测得的参数定时记录，试验完成后检查均压电极16结垢和铝散热器8腐蚀清理，对于均压电极16和水管进行清洗，铝散热器8按情况进行更换后，可以再进行下一组试验。
从电化学角度分析，铝散热器8腐蚀为电化学腐蚀，由于铝散热器8含有少量其它金属杂质，其内表面与内冷水直接接触，具备原电池反应的条件，因此以内冷水为电解质溶液，铝及金属杂质分别作为阴阳极发生原电池反应，将铝散热器8内表面腐蚀，反应形成氢氧化铝并进入内冷水中，氢氧化铝在水中为絮状结构，在阀塔电场的作用下聚集到均压电极16上并分解形成氧化铝垢物。
内冷水的PH值决定了内冷水的酸碱度，而内冷水作为电解质溶液直接参与铝散热器8的原电池反应，因此内冷主循环水pH值直接影响电化学腐蚀速率。试验时可以通过调整离子树脂中阴阳树脂配比来调整试验水的pH值，来研究在不同PH值的情况下，铝散热器8腐蚀和均压电极16结垢的情况，可以找出抑制电化学腐蚀的最佳酸碱度。
内冷水纯度通过电导率大小表现，内冷水纯度越高电导率越小，水中铝等金属离子的含量也降低。试验中，通过调整去离子回路的树脂的浓度可以调整试验水的电导率，可以研究不同电导率情况下铝散热器8腐蚀和均压电极16结垢的情况，并可以考虑经济情况和现有技术，找出性价比最高的电导率大小。
内冷水中的溶解氧直接参与原电池反应，与水和铝反应形成氢氧化铝，因此内冷水含氧量多少直接影响原电池反应进程。试验时可以通过改变气瓶1中的气体含量和种类来调节溶解氧浓度，观察在不同溶解氧浓度的情况下铝散热器8腐蚀和均压电极16结垢的情况，同样可以考虑经济情况和现有技术，找出其最佳溶解氧浓度。进一步的，可以研究在气瓶中充二氧化碳等其他气体对于铝散热器8腐蚀和均压电极16结垢是否有影响。
上列详细说明是针对本实用新型可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本实用新型的专利范围，凡未脱离本实用新型所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。
Claims (4)
1.一种阀冷系统腐蚀结垢模拟试验装置，包括试验水箱(2)、水泵(3)、离子交换器(4)、补气池(6)、气瓶(1)、电除垢装置(5)、铝散热器(8)、高压电源(7)、水管水阀及各种测量仪表，其特征在于，所述试验水箱(2)上设有出水口、进水口和离子进水口；所述试验水箱(2)出水口依次经水泵(3)、支路水阀后与离子交换器(4)进水口连通，离子交换器(4)出水口与试验水箱(2)离子进水口连接从而构成去离子回路；所述试验水箱(2)出水口依次经水泵(3)、电除垢装置(5)后与铝散热器(8)进水管连接，铝散热器(8)出水管经补气池(6)后与试验水箱(2)进水口连接从而构成主回路，所述气瓶(1)出口通过减压阀与补气池(6)连通，所述高压电源(7)给铝散热器(8)及测量仪表供电，
所述试验水箱(2)中含有用于测量试验水电导率的电导仪(9)、用于测量试验水PH值的PH计(10)和用于测量试验水氧含量的溶解氧仪(11)。
2.如权利要求1所述阀冷系统腐蚀结垢模拟试验装置，其特征在于，所述气瓶(1)与补气池(6)之间的水管设有气体流量计(12)，所述铝散热器(8)进水管上设有第一水压表(14)和水流量计(15)，出水管设有第二水压表(13)。
3.如权利要求1所述阀冷系统腐蚀结垢模拟试验装置，其特征在于，所述铝散热器(8)的数量为4个，4个铝散热器(8)并联设置，位于最边侧的两个铝散热器在进水口和出水口处都设有用于均衡铝散热器电压的均压电极(16)，所述铝散热器的进水管和出水管之间通过支管连通，支管上设有用于通过电流以实现研究电极极化的辅助电极(17)和支管水阀。
4.如权利要求3所述阀冷系统腐蚀结垢模拟试验装置，其特征在于，所述位于其中一最边侧铝散热器上的均压电极(16)与高压电源(7)的负极和接地线连接，位于另外一最边侧铝散热器上的均压电极(16)经分压电阻后与高压电源(7)的正极连接，铝散热器(8)外壳经分压电阻后与高压电源(7)的正极电连接，在铝散热器(8)外壳与分压电阻之间设有用于测量水路泄露电流和电极电流的微安表(18)。
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