一种高温高压蒸汽中溶解氢含量测量装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及溶解氢含量测量装置和方法，它属于监测领域。本发明专利技术包括取样和流量控制单元、钠型树脂柱、不锈钢三通、注射泵、除盐水箱、溶解氧表流通池、钯催化树脂柱、溶解氧表和可编程序控制器，取样和流量控制单元包括取样管道、针阀和流量计，钠型树脂柱与取样和流量控制单元相连，溶解氧表流通池包括溶解氧表流通池一和溶解氧表流通池二，不锈钢三通一端与钠型树脂柱相连，另外两端分别与溶解氧表流通池一及注射泵出口相连，注射泵另一端与除盐水箱相连，溶解氧表与溶解氧表流通池相连，注射泵与可编程序控制器相连。本发明专利技术同时测量水样中溶解氧和溶解氢含量，溶解氧表测量准确就保证溶解氢测量结果的准确性，且测量结果不受溶解氧的影响。

【技术实现步骤摘要】
一种高温高压蒸汽中溶解氢含量测量装置和方法
本专利技术涉及一种装置和方法，尤其是涉及一种高温高压蒸汽中溶解氢含量测量装置和方法，它属于发电厂过热器和再热器管壁超温监测

技术介绍
对于实际工况下长期运行的受热面金属材料，实时准确监测受热面的高温氧化情况，将蒸汽测的氧化速度控制在安全状态是防止过热器和再热器发生爆管的关键技术。但过热器和再热器蒸汽测高温氧化很难被在线监测，只能通过间接测量来表征其氧化过程。蒸汽中溶解氢含量变化可以用来衡量高温水蒸汽与过热器、再热器内壁之间的反应速度。当过热器和再热器内壁出现局部过热或氧化层因过热开始结垢时，蒸汽中的溶解氢含量将显著上升。溶解氢含量能够反映过热器和再热器蒸汽测高温氧化的实际情况，而且比壁温指标和蒸汽温度指标灵敏。但在实际使用过程中发现溶解氢表的测量准确性较差，在锅炉给水采用加氧处理时尤为突出，导致溶解氢对壁温超标的指示作用大大削弱。目前发电厂主蒸汽和再热蒸汽中溶解氢测量以在线溶解氢表为主，该仪表与溶解氧表工作原理类似，是基于电位-电流法的测试技术。在电压一定的条件下，电流与水样中的溶解氢成线性关系。但与溶解氧表相比，采用电位电流法的溶解氢表尚无明确的检验校准，无法保证仪表测量准确性。目前部分厂家对照溶解氧表采用标准气体法进行校验校准，但发现校准溶解氢表测量值漂移较大，重现性较差，无法满足测量低含量溶解氢的要求。另一方面，部分厂家采用电解法进行检验校准，但是无法保证电解效率的一致性，也就无法确保标准水样的准确性，因此该方法也存在很大争议，无法满足实际要求。目前部分高参数大容量发电机组均安装了主蒸汽或再热蒸汽溶解氢表，实现了溶解氢的在线监测，但无法对仪表进行检验校准工作，无法保证测量数据的有效性，使仪表丧失了应有的作用。另一方面，在实际运行过程中发现，溶解氢表测量值受水样中的溶解氧影响明显，在部分加氧机组中表现尤为突出，导致溶解氢表测量值变化很大，无法起到指示壁温超标的作用。公开日为2016年10月26日，公开号为CN106053673A的中国专利中，公开了一种名称为“一种测定锅炉系统水中氢含量的方法及其应用”的专利技术专利。该专利包括：(1)从锅炉水汽系统的水中取样得到样品；(2)将步骤(1)得到的所述样品进行脱气处理，收集得到平衡气；(3)测定平衡气体积，并采用气相色谱法测定脱气处理得到的平衡气中氢气的浓度；(4)通过脱气处理确定氢气在水中的溶解系数，并根据氢气在水中的溶解系数、平衡气中的氢气浓度、步骤(2)的平衡气体积和步骤(1)得到的样品的体积确定锅炉系统水中溶解氢原始浓度；本专利技术还涉及上述方法的应用。该专利技术采用气相色谱法分析水中溶解氢，与本申请所用方法不同。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种能够进行高温高压蒸汽中溶解氢含量测量的装置和方法，该装置结构设计合理，可以同时测量水样中溶解氧和溶解氢含量，溶解氧表测量准确就可以保证溶解氢测量结果的准确性，而且测量结果不受溶解氧的影响。本专利技术解决上述问题所采用的技术方案是：该高温高压蒸汽中溶解氢含量测量装置，包括用于控制待测水样流量的取样和流量控制单元，所述取样和流量控制单元包括依次相连的取样管道、针阀和流量计，其特征在于：还包括钠型树脂柱、不锈钢三通、注射泵、除盐水箱、溶解氧表流通池、钯催化树脂柱、溶解氧表和可编程序控制器，所述钠型树脂柱与取样和流量控制单元相连，溶解氧表流通池包括溶解氧表流通池一和溶解氧表流通池二，不锈钢三通的一端与钠型树脂柱相连，另外两端分别与溶解氧表流通池一及注射泵出口相连，注射泵的另一端与除盐水箱相连，溶解氧表与溶解氧表流通池通过电极及电极线相连，注射泵通过信号线与可编程序控制器相连，钯催化树脂柱位于两个溶解氧表流通池之间，溶解氧表流通池二排水进入机组排水槽，两个溶解氧电极共用一台变送器，变送器及注射泵通过信号线与可编程序控制器相连并接受可编程序控制器发出的控制信号。作为优选，本专利技术所述钠型树脂柱为钠型阳离子交换柱，该钠型树脂柱安装于流量计与不锈钢三通之间，交换柱材质为有机玻璃，钠离子交换树脂为大孔型变色树脂，交换柱长度不小于0.6m，交换柱内水样流速不大于18m/h，交换柱顶部安装有自动排气阀。作为优选，本专利技术所述钯催化树脂柱安装在两个溶解氧流通池中间，交换柱材质为有机玻璃，交换柱长度不小于0.6m，交换柱内水样流速不大于18m/h。作为优选，本专利技术所述溶解氧表的工作误差不大于3.0μg/L。作为优选，本专利技术所述不锈钢三通和除盐水箱为不锈钢材质，除盐水箱体积为100L，注射泵包含两个独立的输液通道，注射器规格不小于50mL，两个输液通道通过可编程序控制器控制自动切换并充液。作为优选，本专利技术还包括高温架减温减压器，所述取样管道引出位置位于高温架减温减压器出口。作为优选，本专利技术所述取样管道和针阀均为不锈钢材质。作为优选，本专利技术所述流量计为有机玻璃材质，其测量范围为0L/h-30L/h。作为优选，本专利技术所述可编程序控制器根据溶解氧表测量变化值分析溶解氢含量，同时控制注射泵的启停与切换。本专利技术还提供一种高温高压蒸汽中溶解氢含量测量方法，采用权利要求1-9任意一项所述的高温高压蒸汽中溶解氢含量测量装置，其特征在于：步骤如下：从高温取样架减温减压器出口取样，通过针阀和流量计来调节水样流量；水样进入钠型树脂柱后进行离子交换，水样中的氨被全部除去，确保后续钯催化树脂不会发生氨中毒；在不锈钢三通处，注射泵将除盐水箱中的饱和氧除盐水打入水样中以提高水样溶解氧含量；当加氧后的水样流经钯催化树脂柱时，水样中的溶解氧和溶解氢在钯树脂的催化作用下发生反应；钯催化树脂柱前后的溶解氧表检测出反应前后的溶解氧含量变化量；可编程序控制器根据溶解氧表测量值输出水样中溶解氢含量，从而指示当前过热器和再热器是否处于超温状态并给出相应警示信号。本专利技术与现有技术相比，具有以下优点和效果：（1）本申请可以同时测量水样中溶解氧和溶解氢含量，溶解氧表测量准确就可以保证溶解氢测量结果的准确性，而且测量结果不受溶解氧的影响；（2）采用溶解氧表作为监测仪器，通过钯催化树脂柱前后的溶解氧含量变化来分析溶解氢含量，属于间接测量法。和直接采用溶解氢表相比，溶解氧表测量技术更加成熟，测量准确性更高，而且基于光学发的溶解氧表基本不需要维护；（3）采用溶解氧作为直接监测对象，溶解氧与溶解氧在催化反应中具备8:1的固定关系，因此用溶解氧含量变化值来分析溶解氢含量时，溶解氢的误差更小，只有溶解氧表测量值的1/8；（4）与溶解氢表相比，溶解氧表目前有成熟的计量校准方法和标准，具有可溯源性，本装置溶解氢测量结果更加可靠；（5）溶解氢表的测量准确性受水样中溶解氧含量影响，但本申请所述的高温高压蒸汽中溶解氢含量测量装置不受蒸汽中的溶解氧含量大小影响。附图说明图1是本专利技术实施例高温高压蒸汽中溶解氢含量测量装置系统示意图。图中：针阀1，流量计2，钠型树脂柱3，不锈钢三通4，注射泵5，除盐水箱6，溶解氧表流通池7，钯催化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高温高压蒸汽中溶解氢含量测量装置，包括用于控制待测水样流量的取样和流量控制单元，所述取样和流量控制单元包括依次相连的取样管道、针阀和流量计，其特征在于：还包括钠型树脂柱、不锈钢三通、注射泵、除盐水箱、溶解氧表流通池、钯催化树脂柱、溶解氧表和可编程序控制器，所述钠型树脂柱与取样和流量控制单元相连，溶解氧表流通池包括溶解氧表流通池一和溶解氧表流通池二，不锈钢三通的一端与钠型树脂柱相连，另外两端分别与溶解氧表流通池一及注射泵出口相连，注射泵的另一端与除盐水箱相连，溶解氧表与溶解氧表流通池通过电极及电极线相连，注射泵通过信号线与可编程序控制器相连，钯催化树脂柱位于两个溶解氧表流通池之间，溶解氧表流通池二排水进入机组排水槽，两个溶解氧电极共用一台变送器，变送器及注射泵通过信号线与可编程序控制器相连并接受可编程序控制器发出的控制信号。/n

【技术特征摘要】
1.一种高温高压蒸汽中溶解氢含量测量装置，包括用于控制待测水样流量的取样和流量控制单元，所述取样和流量控制单元包括依次相连的取样管道、针阀和流量计，其特征在于：还包括钠型树脂柱、不锈钢三通、注射泵、除盐水箱、溶解氧表流通池、钯催化树脂柱、溶解氧表和可编程序控制器，所述钠型树脂柱与取样和流量控制单元相连，溶解氧表流通池包括溶解氧表流通池一和溶解氧表流通池二，不锈钢三通的一端与钠型树脂柱相连，另外两端分别与溶解氧表流通池一及注射泵出口相连，注射泵的另一端与除盐水箱相连，溶解氧表与溶解氧表流通池通过电极及电极线相连，注射泵通过信号线与可编程序控制器相连，钯催化树脂柱位于两个溶解氧表流通池之间，溶解氧表流通池二排水进入机组排水槽，两个溶解氧电极共用一台变送器，变送器及注射泵通过信号线与可编程序控制器相连并接受可编程序控制器发出的控制信号。


2.根据权利要求1所述的高温高压蒸汽中溶解氢含量测量装置，其特征在于：所述钠型树脂柱为钠型阳离子交换柱，该钠型树脂柱安装于流量计与不锈钢三通之间，交换柱材质为有机玻璃，钠离子交换树脂为大孔型变色树脂，交换柱长度不小于0.6m，交换柱内水样流速不大于18m/h，交换柱顶部安装有自动排气阀。


3.根据权利要求1所述的高温高压蒸汽中溶解氢含量测量装置，其特征在于：所述钯催化树脂柱安装在两个溶解氧流通池中间，交换柱材质为有机玻璃，交换柱长度不小于0.6m，交换柱内水样流速不大于18m/h。


4.根据权利要求1所述的高温高压蒸汽中溶解氢含量测量装置，其特征在于：所述溶解氧表的工作误差不大于3.0μg/L。


5.根据权利要求1所述的高温高压蒸汽中溶解氢...

【专利技术属性】
技术研发人员：李海洋，宋绍文，邓宇强，衡世权，唐国瑞，祁东东，王冬梅，
申请(专利权)人：华电电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33