阻垢缓蚀剂性能测试动态模拟装置及其控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种阻垢缓蚀剂性能测试动态模拟装置及其控制方法。阻垢缓蚀剂性能测试动态模拟装置包括控制器、压力釜、出料单元、进料单元和压力调节单元，控制器分别连接并控制压力釜、出料单元、进料单元和压力调节单元；进料单元连接压力釜并向压力釜内进料，进料单元包括计量进料量的进料计量装置；出料单元连接压力釜并接收压力釜的出料，出料单元包括计量出料量的出料计量装置；气压调节单元用于监测并调节压力釜内部的气压。本发明专利技术可设定出料速度和试验气压，根据出料速度自动调节压力釜的加热功率，通过对进料、出料同时进行计量和控制，使进料速度与出料速度维持平衡，避免试验过程中气压或温度出现大的波动，也维持压力釜内浓缩物料的总量稳定。

Dynamic simulation device for performance testing of scale inhibitor and its control method

The invention relates to a dynamic simulation device for the performance test of a scale inhibition agent and a control method. Scale inhibitor performance test simulation device includes a controller, pressure vessel, discharging unit, feeding unit and a pressure regulating unit, controller are connected and controlled pressure kettle, discharging unit, feeding unit and pressure regulating unit; the feed unit is connected to the pressure vessel and pressure vessel feeding, feeding the feeding unit includes a metering device feeding amount; discharging unit is connected with the pressure vessel and the material receiving pressure kettle, the discharge metering unit includes a discharge quantity metering device; air conditioning unit for pressure monitoring and regulating the internal pressure vessel. The invention can set the discharge speed and air pressure test, according to the discharging speed of heating power automatically adjust the pressure vessel at the same time, through the measurement and control of feeding and discharging, the feed speed and feeding speed to maintain the balance, to avoid the pressure or temperature test appeared in the process of big wave, but also to maintain the stability of the total the concentrated material pressure kettle.

【技术实现步骤摘要】
阻垢缓蚀剂性能测试动态模拟装置及其控制方法
本专利技术涉及阻垢缓蚀剂性能测试
，更具体地说，涉及一种阻垢缓蚀剂性能测试动态模拟装置及其控制方法。
技术介绍
在锅炉及换热器等换热设备中，水是最常用的传热载体。为了避免水中杂质在锅炉或换热器表面发生结垢或与金属作用发生腐蚀现象，传热水体中需投加微量的阻垢缓蚀剂。微量阻垢缓蚀剂能发挥显著作用，是换热设备安全经济运行的重要保障。新型阻垢缓蚀剂的研发过程需要对不同配方的阻垢性能与缓蚀性能进行评价，以筛选出最佳的配方。大型锅炉用户或化工企业在选购阻垢缓蚀剂时，通常也会对所选的阻垢缓蚀剂预先进行评价，确认该药剂的运行效果与使用安全性。因为不同锅炉或换热器的运行参数不同、进水质差异也很大，冒险使用未知种类的阻垢缓蚀剂，一旦出现严重的结垢或腐蚀，损失非常大。现有的阻垢缓蚀剂性能测试方法有静态法和动态法。静态法采用普通三角烧瓶作为受热容器，装入含有钙离子的模拟水，水中挂上指示试片，底部采用普通的加热炉或水浴加热；加热到一定温度(沸点以下)后再恒温一定时间。停止试验后测试腐蚀试片的腐蚀程度和水中钙离子的残留浓度，未投加阻垢缓蚀剂与投加阻垢缓蚀剂两种状况对比评价出阻垢缓蚀剂的性能。静态法的加热设备存在缺陷1：三角烧杯不能承受压力，因此水受热后的温度低于常压下的沸点(100℃)，而锅炉运行温度普遍高于100℃，试验条件与实际状况存在偏差；缺陷2：水的试验温度低，缺少蒸发浓缩过程，试验采用高硬度的模拟水，加阻垢剂/不加阻垢剂之前的对比效果才能体现出来。动态法通常采用压力釜作为受热容器，水介质在压力釜中受热后沸腾、蒸发浓缩，测试未投加阻垢缓蚀剂与投加阻垢缓蚀剂两种状况下的腐蚀、结垢状况评价阻垢缓蚀剂的性能。总体而言，静态法的设备简易、操作繁琐、耗时费力且重复性差，一般用于阻垢缓蚀剂的初步筛选；相对静态法而言，动态法的加热温度高，试验过程中物料有进/出，更贴近锅炉或换热器的实际运行工况，但是设备工艺复杂，检测周期通常要10天以上，干扰因素多，通常用于特定运行条件下阻垢缓蚀剂的匹配性或适应性的评价。动态法测试系统中的压力釜类似于小型锅炉的工作原理，有补水，有蒸汽排出，测试过程中尽可能维持压力釜内的温度或压力平衡。专利CN201410155909.4《一种阻垢缓蚀剂性能试验装置及其检测方法》中的试验装置包括高压釜1、给水单元2、加热单元3、气压调节单元4和蒸汽冷却单元5，如图4所示。给水单元2的工作原理：高压釜内液位低于保护水位时启动补水泵22进行补水；加热单元3工作原理：高压釜内液位高于保护水位，加热电阻丝供电，否则断开；气压调节单元4的工作原理：控制器根据压力传感器41反馈的压力信号开启/关闭自动调节阀42。测试过程中，人工配制的模拟水通过给水单元2进入高压釜，加热单元3持续加热，模拟水受热蒸发产生蒸汽通过气压调节单元4排出。测试结束后，对高压釜内的剩余部分(水+污垢)进行分析。专利CN201410155909.4采用的高压釜模拟了水的受热蒸发全过程，同时也具备间断补水、温度(压力)自动控制功能。但是，此类设备存在缺陷：1.它的补水泵的开/停是根据高压釜内的液位控制，而液位限位只有上限位与下限位(保护水位)两个，液位达到下限位时启动补水泵，液位达到上限位时关停补水泵，这种间断大体量的补水会造成高压釜内的温度(或压力)产生较大波动；2.高压釜加热功率不可调控，无法根据液位高低调节加热功率，也无法设定蒸汽产生速度。因为上述缺陷，该高压釜的加热控制过程的重复性不好，影响了阻垢缓蚀剂性能测试结果。污垢热阻动态模拟装置(杨善让,徐志明,王建国.污垢热阻动态模拟自动监测装置及其应用.中国工程热物理学会传热传质学学术会议,2000,22(s1))的加热设备由2根水管穿过电加热器与温控组成恒温水浴，类似一种列管式换热器，管壁装有温度探头，换热管的进口及出口装有压力传感器；试验过程中，人工配置的模拟水流过换热管内部，如果有水垢生成，则壁温、进出口压差一并升高，由此进行阻垢剂阻垢性能的评价。污垢热阻动态模拟装置存在的缺陷为：水在管内流动未发生相变(沸腾)，缺少蒸发浓缩过程，与锅炉实际运行状况有差异。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种阻垢缓蚀剂性能测试动态模拟装置及其控制方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种阻垢缓蚀剂性能测试动态模拟装置，包括控制器、压力釜、出料单元、进料单元和压力调节单元，所述控制器分别连接并控制所述压力釜、出料单元、进料单元和压力调节单元；所述进料单元连接所述压力釜并向所述压力釜内进料，所述进料单元包括计量进料量的进料计量装置；所述出料单元连接所述压力釜并接收所述压力釜的出料，所述出料单元包括计量出料量的出料计量装置；所述气压调节单元用于监测并调节所述压力釜内部的气压。优选地，所述动态模拟装置还包括使所述压力釜冷却的釜内冷却系统，所述控制器连接并控制所述釜内冷却系统。优选地，所述釜内冷却系统包括冷却螺旋管、冷却水进水管、进水阀和冷却水出水管；所述冷却水进水管连接冷却水水源；所述进水阀设置在所述冷却水进水管与所述冷却水水源之间，并受所述控制器控制；所述冷却螺旋管设置于所述压力釜内，所述冷却螺旋管的进水口、出水口分别连接所述冷却水进水管和所述冷却水出水管。优选地，所述进料单元还包括第一物料容器和进料管，所述第一物料容器通过所述进料管向所述压力釜进料，所述进料计量装置为电子天平、电子秤、体积流量计、质量流量计或者液位传感器；所述出料计量单元还包括第二物料容器和出料管，所述压力釜通过所述出料管向所述第二物料容器出料，所述出料计量装置为电子天平、电子秤、体积流量计、质量流量计或者液位传感器。优选地，所述进料单元还包括进料泵，所述进料泵连接所述控制器并受所述控制器控制，所述进料泵设置在所述第一物料容器与所述压力釜之间，所述进料泵出口与所述压力釜之间安装有止逆阀；所述出料单元还包括出料冷却器，所述出料冷却器设置在所述压力釜与所述第二物料容器之间。优选地，所述气压调节单元包括气压稳定装置和气压显示及安全泄放装置；所述气压稳定装置包括稳压阀和针型阀，所述稳压阀和针型阀安装在所述压力釜与所述出料单元之间；所述压力显示及安全泄放装置包括气压传感器、气压表和安全泄放阀，所述气压传感器用于采集所述压力釜内部的气压并反馈给所述控制器；所述气压表用于指示所述压力釜内部的气压；所述安全泄放阀用于在所述压力釜内部的气压超过预设安全气压值时泄放气压。本专利技术还提供一种阻垢缓蚀剂性能测试动态模拟装置的控制方法，包括以下步骤：S1、设置初始参数；S2、控制压力釜加热，监测压力釜内部的气压值和出料单元的出料值；S3、判断所述气压值是否大于预设稳压气压值，以及所述出料值是否大于零；S4、若所述气压值大于所述预设稳压气压值且所述出料值大于零，则执行步骤S5；若否，则执行步骤S2；S5、降低所述压力釜的加热功率；S6、判断出料速度是否小于预设出料速度；S7、若是，则执行步骤S8；若否，则执行步骤S5；S8、增大所述压力釜的加热功率，判断所述气压值是否大于预设安全气压值，或者所述出料值是否大于预设出料值；S9、若所述气压值大于所述预设安全气压值，或者出料值大于所述预本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阻垢缓蚀剂性能测试动态模拟装置，其特征在于，包括控制器、压力釜、出料单元、进料单元和压力调节单元，所述控制器分别连接并控制所述压力釜、出料单元、进料单元和压力调节单元；所述进料单元连接所述压力釜并向所述压力釜内进料，所述进料单元包括计量进料量的进料计量装置；所述出料单元连接所述压力釜并接收所述压力釜的出料，所述出料单元包括计量出料量的出料计量装置；所述气压调节单元用于监测并调节所述压力釜内部的气压。

【技术特征摘要】
1.一种阻垢缓蚀剂性能测试动态模拟装置，其特征在于，包括控制器、压力釜、出料单元、进料单元和压力调节单元，所述控制器分别连接并控制所述压力釜、出料单元、进料单元和压力调节单元；所述进料单元连接所述压力釜并向所述压力釜内进料，所述进料单元包括计量进料量的进料计量装置；所述出料单元连接所述压力釜并接收所述压力釜的出料，所述出料单元包括计量出料量的出料计量装置；所述气压调节单元用于监测并调节所述压力釜内部的气压。2.根据权利要求1所述的动态模拟装置，其特征在于，所述动态模拟装置还包括使所述压力釜冷却的釜内冷却系统，所述控制器连接并控制所述釜内冷却系统。3.根据权利要求1所述的动态模拟装置，其特征在于，所述釜内冷却系统包括冷却螺旋管、冷却水进水管、进水阀和冷却水出水管；所述冷却水进水管连接冷却水水源；所述进水阀设置在所述冷却水进水管与所述冷却水水源之间，并受所述控制器控制；所述冷却螺旋管设置于所述压力釜内，所述冷却螺旋管的进水口、出水口分别连接所述冷却水进水管和所述冷却水出水管。4.根据权利要求1所述的动态模拟装置，其特征在于，所述进料单元还包括第一物料容器和进料管，所述第一物料容器通过所述进料管向所述压力釜进料，所述进料计量装置为电子天平、电子秤、体积流量计、质量流量计或者液位传感器；所述出料计量单元还包括第二物料容器和出料管，所述压力釜通过所述出料管向所述第二物料容器出料，所述出料计量装置为电子天平、电子秤、体积流量计、质量流量计或者液位传感器。5.根据权利要求4所述的动态模拟装置，其特征在于，所述进料单元还包括进料泵，所述进料泵连接所述控制器并受所述控制器控制，所述进料泵设置在所述第一物料容器与所述压力釜之间，所述进料泵出口与所述压力釜之间安装有止逆阀；所述出料单元还包括出料冷却器，所述出料冷却器设置在所述压力釜与所述第二物料容器之间。6.根据权利要求1-5任一项所述的动态模拟装置，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：张居光，
申请(专利权)人：深圳市特种设备安全检验研究院，
类型：发明
国别省市：广东,44