DE644651C - Verfahren zur UEberwachung von Kondensationsanlagen, insbesondere von mit Meerwasser arbeitenden Kondensatoren, mit Hilfe eines galvanischen Elementes - Google Patents

Description

Für die Überwachung von Kondensationsanlagen, d. h. zum Zweck des rechtzeitigen Erkennens von in das Kondensat eindringendem Fremdwasser, z. B. Meerwasser, bei auftretenden Undichtigkeiten des Kondensators, insbesondere auf Schiffen, wurden bisher Leitfähigkeitsmesser benutzt. Die Messung mit allen auf der Leitfähigkeitsbestimmung beruhenden Geräten ist aber deshalb nicht ein-

ό wandfrei und läßt keine bündigen Schlüsse auf den Betriebszustand des Kondensators zu, weil eine Leitfähigkeitsänderung des Kondensats auch durch solche Elektrolyte bedingt sein kann, die aus dem Kesselwasser beim Spucken und Schäumen der Kessel mitgerissen werden. Auch bei ganz normalem Betrieb des Kessels findet sich in durch Kühlwasser nicht verunreinigtem Kondensat eine oft erhebliche Leitfähigkeit. Ihr Vorhandensein ist durch Elektrolyte verursacht, die zweifellos aus dem Kesselwasser stammen, von denen jedoch bisher nicht bekannt ist, auf welche Weise sie durch den Dampf übertragen werden. Alle diese Elektrolyte reagieren infolge der alkalischen Kessel Wasserbehandlung vorwiegend alkalisch. Die Leitfähigkeit wird infolgedessen wegen der großen Wanderungsgeschwindigkek der Hydroxydionen stark vergrößert, so daß hierdurch leicht eine verhältnismäßig große Undichtigkeit des Kondensators vorgetäuscht wird.

Die geschilderten Verhältnisse machen sich vornehmlich bei den Kondensationsanlagen auf Schiffen sehr störend bemerkbar, zumal sie hier ganz besonders häufig in Erscheinung treten.

Die erörterten Mängel der bisher üblichen, auf Leitfähigkeitsmessungen beruhenden Vorrichtungen zur Salzgehaltsbestimmung des Kondensats werden durch die Erfindung behoben. Hiernach wird der Meerwassergehalt des Kondensats unabhängig von dem sonstigen Elektrolyt-, insbesondere dem Hydroxylionengehalt (Alkalität) des Kondenswassers durch galvanische Elemente bestimmt.

Es sind auch schon galvanische Elemente zur Überwachung von Dampfkesselanlagen bekanntgeworden, die eine Untersuchung des Meerwassergehaltes gestatten, jedoch haben diese den großen Nachteil, daß bei ihnen infolge Verwendung von Elektroden aus verschiedenen Metallen Polarisationserscheinungen auftreten, die die Messung verfälschen. Ein weiterer Nachteil dieser Geräte liegt darin, daß sie auf alle in der zu untersuchenden Flüssigkeit vorhandenen Ionenarten ansprechen und daher auch aus diesem Grunde eine genaue Anzeige des Meerwassergehaltes nicht möglich ist.

") Von dem Patentsitcher sind als die Erfinder angegeben worden:

Dr. Heins Grüß in Berlin-Wannsee und Dr. Frits Lieneweg in Berlin-Siemensstadt.

Da nun insbesondere der Salzgehalt des Meerwassers fast ausschließlich aus Natrium- und Magnesiumchlorid besteht, wird dementsprechend durch die Erfindung ein Verfahren zur Überwachung von Kondensationsanlagen, insbesondere von mit Meerwasser arbeitenden Kondensatoren, angegeben, wonach galvanische Elemente mit spezifischer Chlorionenempfindlichkeit zur Messung benutzt werden, ίο Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, daß außer dem Vergleichshalbelement als Meßhalbelement eine von Chlor umspülte Gaselektrode oder eine Metall-Metallchlorid-Elektrode verwendet wird. Als letztgenannte Elektrode kann beispielsweise ein Silberstab angewandt werden, auf dem Silberchlorid elektrolytisch niedergeschlagen worden ist. Als Vergleichshalbelement, also als Halbelement mit konstantem Potential, wird vorteilhaft ao ebenfalls ein Metall-Metallchlorid-Halbelement benutzt.

Nach dem angegebenen Verfahren und mit den geschilderten Vorrichtungen wird die elektromotorische Kraft einer galvanischen Kette gemessen, die aus zwei völlig gleichen und nicht polarisierbaren Elektroden besteht. Die Ursache für das Auftreten einer elektromotorischen Kraft liegt hierbei in der unterschiedlichen Konzentration des gleichen Elektrolyten an den beiden Elektroden. Stellt man also an einer Elektrode eine stete gleichbleibende und bekannte Konzentration an Chlorionen her, so ist beim Vorbeiströmen der zu untersuchenden Lösung an der anderen Elektrode die elektromotorische Kraft nur durch das Verhältnis der Chlorionenkonzentration im Vergleichshalbelement einerseits und in der zu untersuchenden Lösung andererseits bedingt. Da aber die Chlorionenkonzentration an der Vergleichselektrode bekannt ist, so ist allein die Chlorionenkonzentration in der zu untersuchenden Lösung für die Meßgröße verantwortlich und unmittelbar für das Meßergebnis bestimmend. Zur sicheren und einwandfreien Besttmmung der Chlorionenkonzentration im Kondenswasser ist es, wie bereits oben erwähnt wurde, erforderlich, an der Vergleichselektrode eine konstante Chlorionenkonzentration aufrechtzuerhalten. Diese konstante Chlorionenkonzentration kann man dadurch herstellen, daß man in dem Silberehloridvergleichshalbelement ein'solches Silbersalz im iberschuß zugibt, welches keine Chlorionen enthält. Falls nun nämlich Chlorionen aus dem zu untersuchenden Kondenswasser durch ein im Boden des Vergleichshalbelements vorhandenen porösen Filter, z. B. aus Glas, in dieses Element eindringt, so werden sie durch das im Überschuß vorhandene Silbersalz, z.B. Silbersulfat oder Silbernitrat, sofort als Silberchlorid gefällt, so daß sich die Chlorionenkonzentration im Vergleichshalbelement also nicht ändert. Bei der geringen Diffusionsgeschwindigkeit durch das vorhandene Filter bleibt der Vorrat an Silbersulfat oder Silbernitrat außerordentlich lange bestehen.

An Stelle eines Silberchloridmeßhalbelements kann auch eine Gaselektrode benutzt werden. Als eine solche Gaselektrode kann beispielsweise ein von Chlor umspülter Platindraht dienen, der mit dem zu untersuchenden Kondenswasser in Berührung steht.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer im Sinne der beschriebenen Erfindung wirkenden Einrichtung veranschaulicht. Insbesondere ist in Fig. 1 ein Querschnitt durch ein solches Gerät dargestellt, und Fig. 2 gibt die Anordnung eines Überwachungsgerätes nach der Erfindung wieder.

In Fig. ι ist mit 1 ein Flanschstück, z. B. So aus Messing, bezeichnet, dessen beide Bohrungen die Meß- und Vergleichshalbelemente aufnehmen. Durch die Verschraubungen 2 und 2', welche die Träger 3 und 3' der Elektrodenzuleitungen 4 und 4' enthalten, werden beim Einschrauben die Elektrodenträger 3 und 3' gegen die Gummidichtungen 5 und 5' gepreßt, wodurch ein druckdichter Abschluß der Einrichtung gewährleistet ist. Dieser Abschluß wird noch durch die im oberen Ende der Verschraubung 2 und 2' vorgesehenen, die Isolierröhre 6 und 6' für die Elektrodenzuleitungen 4 und 4' umgebenden Polster aus elastischem Material, z. B. Gummi, erhöht. In die das Vergleichshalbelement aufnehmende Bohrung des Flansches 1 ist noch der Behälter 8 mit dem bereits erwähnten, aus porösen Stoffen bestehenden Boden 9 eingesetzt. Sowohl dieser Behälter 8 wie auch die Meß- und Vergleichselektroden sind einzeln auswechselbar. Außer- too dem gestattet die geschilderte Einrichtung die Füllung des Behälters 8 auf einfache Weise, nämlich nach Entfernen der Verschraubung 2', vorzunehmen.

Durch diese Anordnung ist es möglich, in sehr bequemer Weise die Meß- und Vergleichselektroden zu kontrollieren, da diese nach Lösen der Gummidichtungen aus dem Elektrodengefäß einfach herausgezogen werden können. Sollten die Elektroden, deren Aufbau völlig übereinstimmt, unbrauchbar geworden sein, so lassen sie sich also leicht durch neue ersetzen.

Die die Zuleitungsdrähte 10 und 10' zu den Elektroden 11 und 11' aufnehmenden Rohre 6 und 6' sind noch von den konzentrischen Hohl-* zylindern 12 und 12' umgeben, die zur Isolation und gleichzeitig auch zum Schutz der Elektrode -gegen mechanische Beanspruchungen vorgesehen sind. In der Nachbarschaft tao der Elektroden 11 und 11' sind die Hohlzylinder 12 und 12', die aus gleichem Material wie

die Isolierrohre 6 und 6' bestehen, geschlitzt oder in anderer Weise durchbrochen, so daß das zu untersuchende Kondenswasser bequem die Elektroden umspulen kann.
In Fig. 2 stellt 13 eine Kondensatleitung oder einen Nebenschluß zu ihr dar. In diese Leitung ist das Überwachungsgerät 14 druckdicht, zweckmäßig parallel zur /Kondensatpumpe, eingebaut. Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß das zur Prüfung benutzte Wasser mit dem Druckgefälle der Pumpe durch den Messer strömt. Die Zuführungsleitungen 10 und 10' zu den Elektroden des Überwachungsgerätes führen zu einem Kompensator 15 als Anzeigeinstrument, der seine Vergleichsspanuung über die Leitungen 16 und 16' aus einem Wechselstromnetz oder einer Trockenbatterie empfängt. Der Spannungskompensator wird zweckmäßig mit einer automatisch wirkenden Spannungseinstellanordnung ausgeführt.

Neben der Unabhängigkeit der Anzeige des Überwachungsgerätes für Kondensationsanlagen nach der Erfindung von allen im Kondenswasser etwa vorhandenen Elektrolyten mit Ausnahme der Chlorionen ist zu bemerken, daß auch die Strömungsgeschwindigkeit an der Elektrode praktisch ohne Einfluß auf die Anzeige ist. Auch Vergiftungs- oder Ermüdungserscheinungen dürften bei der Silberchloridelektrode kaum auftreten können. Die Betriebssicherheit der Messung mit den in Rede stehenden Geräten wird weiterhin noch dadurch erhöht, daß das öl, Rost oder andere Schmutzbestandteile des Wassers die Messung in keiner Weise beeinträchtigen, da nicht die durch Belegung der Elektroden gefälschte Leitfähigkeit der Messung zugrunde liegt, sondern die relative Konzentration der Chlorionen in dem Meßvergleichshalbelement.

4.0 Zweckmäßig verbindet man den Chlorionenmesser mit Signalwarngeräten, die bei Überschreitung eines bestimmten Gehaltes an Chloriden durch das Empfangsgerät in an sich bekannter Weise ausgelöst werden.

Falls mehrere Kondensatoren für eine Turbine arbeiten, kann man auch ein automatisches Abschalten des undichten Kondensators mittels des Chloridmessers bewerkstelligen. Zur Vereinfachung der Anlage kann man auch mehrere Kondensatoren mit einem Empfangsgerät überwachen, das z. B. durch Wahlschalter an die verschiedenen in den Kondensatleitungen angeordneten Elektroden geschaltet wird.

Ferner empfiehlt es sich, den Chloridmesser mit anderen zur Überwachung des Kondensators wichtigen Meßgeräten, insbesondere mit Temperaturmeßgeräten, aus denen in an sich bekannter Weise der Druck vom Kondensator oder der Gütefaktor des Kondensators sich ergibt, derartig baulich zu vereinigen, daß eine leichte und einwandfreie Beurteilung der Arbeit des Kondensators möglich ist.

Claims (6)

1. Patentansprüche: _g

   r. Verfahren zur Überwachung von Kondensationsanlagen, insbesondere von mit Meerwasser arbeitenden Kondensatoren, mit Hilfe eines galvanischen Elements, dadurch gekennzeichnet, daß zur Spannungsmessung außer einem Vergleichshalbelement als Meßhalbelement ein solches mit spezifischer Chlorionenempfindlichkeit verwendet wird, nämlich eine von Chlor umspülte Gaselektrode oder eine Metall-Metallchlorid-Elektro de.
2. 2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichs- und Meßhalbelemente am gleichen Flansch (1) angeordnet und in die Kondensatleitung oder in einen Nebenschluß zu ihr eingebaut sind.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Meß- und Vergleichshalbelemente sowie der Behälter (8) des Vergleichshalbelementes in dem Flansch durch Druckschrauben auswechselbar befestigt sind.
4. 4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Halbelemente durch ein Sieb gegen mechanische Beanspruchungen geschützt angeordnet sind.
5. 5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die teilweise durchbrochenen Schutzhüllen (12, 12') für die Elektroden aus Isolierstoff bestehen.
6. 6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (8) des Vergleichshalbeleinentes durch ein poröses Filter (9) gegen das Kondenswasser abgeschlossen ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen