CN216191139U - 一种闭式循环水系统钼酸盐浓度调控装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种闭式循环水系统钼酸盐浓度调控装置，包括闭式循环水系统水质旁路测量装置和标定钼酸盐浓度条件下碳钢平衡电极电位测量装置；所述闭式循环水系统电极电位测量装置包括水质旁路测量容器、水质测量旁路电化学工作站和第一水质处理器；所述标定钼酸盐浓度条件下碳钢平衡电极电位测量装置包括标准溶液电极电位测量容器、第二水质处理器和第二电化学工作站；第一水质处理器与第二水质处理器电连接。本实用新型的装置无需人工操作，提高了闭式循环水中钼酸盐浓度调节的时效性。

Description

一种闭式循环水系统钼酸盐浓度调控装置

技术领域

本实用新型属于发电厂闭式循环水系统防腐领域，具体涉及一种用于调控闭式循环水系统中钼酸盐浓度的装置及其使用方法。

背景技术

钼酸盐是一种低毒、无公害的阳极钝化型缓蚀剂，其缓蚀过程是钢铁表面形成钼酸高铁保护膜。它具有缓蚀效果好、热稳定性高、不与冷却水中的钙离子反应生成沉淀、对碳钢、紫铜、黄铜和铝等常用金属都有较好的缓蚀作用、毒性很低、在抑制腐蚀过程中本身消耗不多等诸多优点。钼酸盐是闭式循环水系统常用的无机缓蚀剂之一。

缓蚀剂使用过程中缓蚀剂浓度是最重要的控制指标之一，随着系统运行缓蚀剂被消耗，浓度随之降低。而当浓度降低超过临界值后，缓蚀剂无法起到应有的保护效果。因此对于闭式循环水系统而言，监测缓蚀剂浓度并根据设定值及时的调整对于缓蚀剂处理至关重要。钼酸盐虽然可以通过GB/T 23836-2009 《工业循环冷却水中钼酸盐含量的测定硫氰酸盐分光光度法》和GB/T 657-2011《化学试剂四水合钼酸铵(钼酸铵)》里的方法进行手工测定，但是存在以下弊端：GB/T 23836-2009中使用硫氰酸铵与Mo⁶⁺络合形成沉淀，其中硫氰酸铵具有毒性；GB/T657-2011中使用硝酸铅，硝酸铅具有毒性，被国际癌症研究机构列为2A类致癌物。因此测试中使用的药剂可能会对操作者健康造成危害，而且手工滴定过程中人为误差也可能导致测试结果不准确。部分闭式循环水系统结构复杂，系统内总水量无法精确计算，无法根据加药量计算系统内药剂浓度。目前现有技术尚无针对钼酸盐的缓蚀剂浓度的自动测试方法及控制方式。

实用新型内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种闭式循环水系统钼酸盐浓度自动调控装置，该装置可以自动对闭式循环水系统进行补充加药，无需人工操作，提高了闭式循环水中钼酸盐浓度调节的时效性。

为了达到以上的目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种闭式循环水系统钼酸盐浓度调控装置，包括闭式循环水系统水质旁路测量装置和标定钼酸盐浓度条件下碳钢平衡电极电位测量装置；

所述闭式循环水系统电极电位测量装置包括水质旁路测量容器、水质测量旁路电化学工作站和第一水质处理器；

所述水质旁路测量容器的取水口通过第一管路与闭式循环水上游取水点连接，水质旁路测量容器的回水口通过第二管路与闭式循环水系统下游回水点连接；所述水质旁路测量容器安装有闭式循环水溶解氧测量探头、闭式循环水pH 测量探头、第一碳钢测试电极、第一铂电极和第一盐桥，第一盐桥内设置第一饱和甘汞电极；水质测量旁路电化学工作站与第一碳钢测试电极、第一铂电极和第一饱和甘汞电极电连接；闭式循环水溶解氧测量探头和闭式循环水pH测量探头与第一水质处理器连接；在下游回水点的下游布置有钼酸盐浓液加药罐和钼酸盐加药泵；

所述标定钼酸盐浓度条件下碳钢平衡电极电位测量装置包括标准溶液电极电位测量容器、第二水质处理器和第二电化学工作站；

标准溶液电极电位测量容器安装有溶解氧测试探头、pH值探头、第二碳钢测试电极、第二铂电极和第二盐桥，第二饱和甘汞电极放置于第二盐桥内；第二电化学工作站与第二碳钢测试电极、第二铂电极和第二饱和甘汞电极电连接，第二水质处理器与溶解氧测试探头、pH值探头电连接；标准溶液电极电位测量容器底部连接有碱液罐、氮气瓶和氧气瓶；

第一水质处理器与第二水质处理器电连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一碳钢测试电极、第一铂电极和第一盐桥与水质旁路测量容器连接部分均密封处理，分别使用第一环形密封件、第二环形密封件和第三环形密封件通过螺纹与水质测量旁路连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述水质旁路测量容器内第一铂电极与第一碳钢测试电极相对放置；第一盐桥的端口靠近测试第一碳钢测试电极。

作为本实用新型的进一步改进，所述标准溶液电极电位测量容器底部具有搅拌装置。

作为本实用新型的进一步改进，所述碱液罐通过计量泵注入标准溶液电极电位测量容器内，所述标准溶液电极电位测量容器底部具有两处加气口，分别经氮气电动阀与氮气瓶连接，经氧气电动阀与氧气瓶连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述第二碳钢测试电极、第二铂电极和第二盐桥与标准溶液电极电位测量容器连接部分均密封处理，分别使用第四环形密封件、第五环形密封件和第六环形密封件通过螺纹与标准溶液电极电位测量容器连接。

作为本实用新型的进一步改进，第二铂电极与第二碳钢测试电极相对放置，第二盐桥的端口靠近测试第二碳钢测试电极。

作为本实用新型的进一步改进，所述标准溶液电极电位测量容器外包裹有恒温加热装置。

作为本实用新型的进一步改进，所述标准溶液电极电位测量容器顶部有注水口和排气口，底部有排水口。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点：

该装置由两部分构成，其中一部分安装于闭式循环水系统旁路，收集闭式循环水相关参数，另外一部分通过测试相同溶解氧和pH条件下，目标钼酸盐浓度条件下碳钢电极的平衡电极电位，以该值为依据对闭式循环水系统内钼酸盐浓度进行自动调整。本装置利用钼酸盐浓度与碳钢电极平衡电极电位之间的线性关系，通过测量碳钢电极平衡电极电位的方法间接测量闭式循环水中钼酸盐浓度，测试方法过程中无人为误差，而且调节过程中不含有毒有害成分。根据电极电位测试结果，可以自动对闭式循环水系统进行补充加药，无需人工操作，提高了闭式循环水中钼酸盐浓度调节的时效性。

本装置的使用方法在测定碳钢电极平衡电极电位之前，首先根据闭式循环水中溶解氧浓度和pH进行调整，确保除钼酸盐浓度以外影响电极电位的其他参数一致，提高了测试的准确性。

附图说明

在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本实用新型公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本实用新型的理解，并不是具体限定本实用新型各部件的形状和比例尺寸。在附图中：

图1为本实用新型中闭式循环水系统碳钢平衡电极电位测量装置示意图。

图2为本实用新型中标定钼酸盐浓度条件下碳钢平衡电极电位测量装置示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型中的技术方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都应当属于本实用新型保护的范围。

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实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型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，不是旨在于限制本实用新型。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。

如图1和图2所示，本实用新型提供一种闭式循环水系统钼酸盐浓度调控装置，包括闭式循环水系统水质旁路测量装置和标定钼酸盐浓度条件下碳钢平衡电极电位测量装置；

所述闭式循环水系统电极电位测量装置包括水质旁路测量容器20、水质测量旁路电化学工作站29和第一水质处理器30；

所述水质旁路测量容器20的取水口通过第一管路与闭式循环水上游取水点 33连接，水质旁路测量容器20的回水口通过第二管路与闭式循环水系统下游回水点34连接；所述水质旁路测量容器20安装有闭式循环水溶解氧测量探头23、闭式循环水pH测量探头24、第一碳钢测试电极25、第一铂电极26和第一盐桥 27，第一盐桥27内设置第一饱和甘汞电极28；水质测量旁路电化学工作站29 与第一碳钢测试电极25、第一铂电极26和第一饱和甘汞电极28电连接；闭式循环水溶解氧测量探头23和闭式循环水pH测量探头24与第一水质处理器30 连接；在下游回水点34的下游布置有钼酸盐浓液加药罐31和钼酸盐加药泵32；

所述标定钼酸盐浓度条件下碳钢平衡电极电位测量装置包括标准溶液电极电位测量容器1、第二水质处理器17和第二电化学工作站18；

所述标准溶液电极电位测量容器1安装有溶解氧测试探头4、pH值探头5、第二碳钢测试电极13、第二铂电极14和第二盐桥15，第二饱和甘汞电极16放置于第二盐桥15内；第二电化学工作站18与第二碳钢测试电极13、第二铂电极14和第二饱和甘汞电极16电连接，第二水质处理器17与溶解氧测试探头4、 pH值探头5电连接；标准溶液电极电位测量容器1底部连接有碱液罐11、氮气瓶9和氧气瓶8；

第一水质处理器30与第二水质处理器17电连接。

由于钼酸盐是闭式循环水系统常用的缓蚀剂之一，但是缺乏安全快速的浓度检测方法，无法高效地调整循环水系统内缓蚀剂浓度。本装置利用钼酸盐浓度与碳钢电极平衡电极电位之间的线性关系，通过测量碳钢电极平衡电极电位的方法间接测量闭式循环水中钼酸盐浓度，测试方法过程中无人为误差，而且调节过程中不含有毒有害成分。而且本装置在测定碳钢电极平衡电极电位之前，首先根据闭式循环水中溶解氧浓度和pH进行调整，确保除钼酸盐浓度以外的其他参数一致，提高了测试的准确性。最终根据电极电位测试结果，可以自动对闭式循环水系统进行补充加药，无需人工操作，提高了闭式循环水中钼酸盐浓度调节的时效性。

本实用新型还提供一种闭式循环水系统钼酸盐浓度调控装置的使用方法，包括以下步骤：

向标准溶液电极电位测量容器1内充满特定浓度的钼酸盐溶液，控制所述标准溶液电极电位测量容器1中标准溶液与水质旁路测量容器20中的闭式循环水环境条件一致；

根据闭式循环水溶解氧测量探头23和pH测量探头24反馈给第二水质处理器17的结果，调节所述标准溶液电极电位测量容器1中标准溶液的pH值和溶解氧浓度与闭式循环水一致；通过第二电化学工作站18测量第二碳钢电极在该溶液环境中的电极电位值，待测量结果稳定后记录为A值；

根据该测试结果，开启闭式循环水中钼酸盐加药泵32，调节闭式循环水系统中钼酸盐浓度，当水质旁路测量容器20中第一碳钢测试电极25的电极电位达到A值时，调节结束。

以下结合具体实施例和附图对本实用新型进行详细说明。

实施例

一种闭式循环水中钼酸盐浓度自动控制装置，该装置分为闭式循环水系统水质旁路测量装置和标定钼酸盐浓度条件下碳钢平衡电极电位测量装置两部分，其中闭式循环水系统水质旁路测量装置安装于闭式循环水系统旁路。

如图1所示，闭式循环水系统电极电位测量装置从闭式循环水上游取水点 33引出闭式循环水，闭式循环水经进水阀门21，从底部流入水质旁路测量容器 20，充满该容器后从另一侧顶部流出，经过旁路回水阀门22，流出至闭式循环水系统下游回水点34。水质旁路测量容器20安装有闭式循环水溶解氧测量探头 23和闭式循环水pH测量探头24，用于测量闭式循环水实时的溶解氧浓度和pH 值。水质旁路测量容器20内安装有第一碳钢测试电极25用于测量碳钢在闭式循环水中的电极电位，第一铂电极26作为辅助电极用于测量碳钢在闭式循环水中的电极电位和第一盐桥27。

第一碳钢测试电极25、第一铂电极26和第一盐桥27与水质旁路测量容器 20连接部分均密封处理，分别使用第一环形密封件35、第二环形密封件36和第三环形密封件37通过螺纹与水质旁路测量容器20连接。

第一饱和甘汞电极28放置于第一盐桥27内，作为电化学测量中的参比电极。

优选实施例，水质旁路测量容器20内第一铂电极26与第一碳钢测试电极 25相对放置，距离约10mm，第一盐桥27的端口靠近测试第一碳钢测试电极25，距离2mm左右。

水质测量旁路电化学工作站29与三电极连接，用于测试碳钢电极在闭式循环水环境中的电极电位。闭式循环水溶解氧测量探头23的溶解氧浓度测量结果和闭式循环水pH测量探头的pH值测量结果经水质测量旁路第一水质处理器30 汇总后，将结果传输给标定钼酸盐浓度条件下碳钢平衡电极电位测量装置中的第二水质处理器17。在下游回水点34的下游布置有钼酸盐浓液加药罐31和钼酸盐加药泵32。

如图2所示，标定钼酸盐浓度条件下碳钢平衡电极电位测量装置，包括标准溶液电极电位测量容器1，标准溶液电极电位测量容器1外包裹有恒温加热装置19，顶部有注水口2，排气口41，容器底部有排水口3，搅拌装置10。标准溶液电极电位测量容器1，安装有溶解氧测试探头4和pH值探头5，用于测量标准溶液中的溶解氧浓度和pH值。标准溶液电极电位测量容器1底部连接有碱液罐11，配制好的碱液可以通过计量泵12注入标准溶液电极电位测量容器1内，用于调节标准溶液的pH值。标准溶液电极电位测量容器1底部设计有两处加气口，分别经氮气电动阀6与氮气瓶9连接，经氧气电动阀7与氧气瓶8。

所述标准溶液电极电位测量容器1内安装有第二碳钢测试电极13，第二铂电极14和第二盐桥15，第二碳钢测试电极13、第二铂电极14和第二盐桥15 与标准溶液电极电位测量容器1连接部分均密封处理，分别使用第四环形密封件38，第五环形密封件39和第六环形密封件40通过螺纹与容器连接。第二饱和甘汞电极16放置于第二盐桥15内。

优选实施例，测试容器内第二铂电极14与第二碳钢测试电极13相对放置，距离约10mm，第二盐桥15的端口靠近测试第二碳钢测试电极13，距离2mm 左右。第二电化学工作站18与三电极连接，用于测试第二碳钢测试电极13在标准钼酸盐浓度条件下的电极电位。

本装置使用方法如下：

首先开启闭式循环水系统水质旁路测量装置进水阀门21和出水阀门22。闭式循环水注满水质旁路测量容器20，闭式循环水溶解氧测量探头23和闭式循环水pH测量探头24测试闭式循环水的溶解氧浓度和pH值数据，溶解氧浓度测量结果和pH测量结果经处理器30汇总后，传输给第二水质处理器17。

标准溶液电极电位测量容器1内首先充满特定浓度的钼酸盐溶液，利用恒温加热装置19控制溶液温度与闭式循环水一致。而后根据闭式循环水溶解氧测量探头23和pH测量探头24反馈给第二水质处理器17的结果，调节标准溶液的pH值和溶解氧浓度。

其中标准溶液溶解氧浓度的调节方法如下：

通过调节氮气电动阀6和氧气电动阀7调节第二测量装置中溶液中溶解氧浓度与闭式循环水一致。

其中标准溶液的pH值调节方法如下：

通过开启碱液加药泵12调节标准溶液电极电位测量容器1与闭式循环水一致。

通过第二电化学工作站18测量第二碳钢电极在该溶液环境中的电极电位值，待测量结果稳定后记录该值(A值)，电极电位稳定的标准为电极电位在180s 内的波动小于3mV。根据该测试结果，开启闭式循环水中钼酸盐加药泵32，调节闭式循环水系统中钼酸盐浓度，当水质旁路测量容器20中第一碳钢测试电极 25的电极电位达到A值时，说明闭式循环水中钼酸盐浓度已经达到目标浓度。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，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，在本实用新型的描述中，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实用新型主题的一部分。

Claims (9)

1.一种闭式循环水系统钼酸盐浓度调控装置，其特征在于，包括闭式循环水系统水质旁路测量装置和标定钼酸盐浓度条件下碳钢平衡电极电位测量装置；

所述闭式循环水系统电极电位测量装置包括水质旁路测量容器(20)、水质测量旁路电化学工作站(29)和第一水质处理器(30)；

所述水质旁路测量容器(20)的取水口通过第一管路与闭式循环水上游取水点(33)连接，水质旁路测量容器(20)的回水口通过第二管路与闭式循环水系统下游回水点(34)连接；所述水质旁路测量容器(20)安装有闭式循环水溶解氧测量探头(23)、闭式循环水pH测量探头(24)、第一碳钢测试电极(25)、第一铂电极(26)和第一盐桥(27)，第一盐桥(27)内设置第一饱和甘汞电极(28)；水质测量旁路电化学工作站(29)与第一碳钢测试电极(25)、第一铂电极(26)和第一饱和甘汞电极(28)电连接；闭式循环水溶解氧测量探头(23)和闭式循环水pH测量探头(24)与第一水质处理器(30)连接；在下游回水点(34)的下游布置有钼酸盐浓液加药罐(31)和钼酸盐加药泵(32)；

所述标定钼酸盐浓度条件下碳钢平衡电极电位测量装置包括标准溶液电极电位测量容器(1)、第二水质处理器(17)和第二电化学工作站(18)；

标准溶液电极电位测量容器(1)安装有溶解氧测试探头(4)、pH值探头(5)、第二碳钢测试电极(13)、第二铂电极(14)和第二盐桥(15)，第二饱和甘汞电极(16)放置于第二盐桥(15)内；第二电化学工作站(18)与第二碳钢测试电极(13)、第二铂电极(14)和第二饱和甘汞电极(16)电连接，第二水质处理器(17)与溶解氧测试探头(4)、pH值探头(5)电连接；标准溶液电极电位测量容器(1)底部连接有碱液罐(11)、氮气瓶(9)和氧气瓶(8)；

第一水质处理器(30)与第二水质处理器(17)电连接。

2.根据权利要求1所述的一种闭式循环水系统钼酸盐浓度调控装置，其特征在于，所述第一碳钢测试电极(25)、第一铂电极(26)和第一盐桥(27)与水质旁路测量容器(20)连接部分均密封处理，分别使用第一环形密封件(35)、第二环形密封件(36)和第三环形密封件(37)通过螺纹与水质旁路测量容器(20)连接。

3.根据权利要求1所述的一种闭式循环水系统钼酸盐浓度调控装置，其特征在于，所述水质旁路测量容器(20)内第一铂电极(26)与第一碳钢测试电极(25)相对放置；第一盐桥(27)的端口靠近测试第一碳钢测试电极(25)。

4.根据权利要求1所述的一种闭式循环水系统钼酸盐浓度调控装置，其特征在于，所述标准溶液电极电位测量容器(1)底部具有搅拌装置(10)。

5.根据权利要求1所述的一种闭式循环水系统钼酸盐浓度调控装置，其特征在于，所述碱液罐(11)通过计量泵(12)注入标准溶液电极电位测量容器(1)内，所述标准溶液电极电位测量容器(1)底部具有两处加气口，分别经氮气电动阀(6)与氮气瓶(9)连接，经氧气电动阀(7)与氧气瓶(8)连接。

6.根据权利要求1所述的一种闭式循环水系统钼酸盐浓度调控装置，其特征在于，所述第二碳钢测试电极(13)、第二铂电极(14)和第二盐桥(15)与标准溶液电极电位测量容器(1)连接部分均密封处理，分别使用第四环形密封件(38)、第五环形密封件(39)和第六环形密封件(40)通过螺纹与标准溶液电极电位测量容器(1)连接。

7.根据权利要求1所述的一种闭式循环水系统钼酸盐浓度调控装置，其特征在于，所述第二铂电极(14)与第二碳钢测试电极(13)相对放置，第二盐桥(15)的端口靠近测试第二碳钢测试电极(13)。

8.根据权利要求1所述的一种闭式循环水系统钼酸盐浓度调控装置，其特征在于：所述标准溶液电极电位测量容器(1)顶部有注水口(2)和排气口(41)，底部有排水口(3)。

9.根据权利要求1所述的一种闭式循环水系统钼酸盐浓度调控装置，其特征在于：所述标准溶液电极电位测量容器(1)外包裹有恒温加热装置(19)。

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