公开了一种控制热水系统中的实时氧化还原电势以抑制热水系统中的腐蚀的方法。该方法包括界定热水系统中的一个或多个操作保护区域。操作保护区域中的一个或多个包括氧化还原电势探针，该探针是可操作的以便在工作温度和工作压力下测量热水系统中的实时氧化还原电势。探针将测量的实时电势发送至控制器，控制器评估并解析被发送的电势以确定其是否符合氧化还原电势设定值。如果测量的电势不符合氧化还原电势设定值，那么控制器是可操作的以将一种或多种活性化学物质供给入热水系统中。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术通常涉及抑制热水系统中的腐蚀的方法。更具体地说，本专利技术涉及在工作 温度和工作压力下测量一个或多个操作保护区域内的实时氧化还原电势并利用这些测量 结果来控制活性化学物质的供给。本专利技术与局部地或全面地抑制简单的或复杂的热水系统 中的腐蚀特别相关。背景热水系统通常包括全黑色金属冶金(all-ferrous metallurgy)或混合冶金诸如 铜或铜合金系统、镍和镍基合金以及不锈钢，且可以与低碳钢组分混合。存在许多普通种类 /部分的热水系统，诸如锅炉、热水加热器、换热器、蒸汽发生器、核能电力系统、内燃机和柴 油机冷却剂系统、蒸发器系统、热脱盐系统、造纸操作、发酵工艺、类似系统以及附属的辅助 设备。这些系统是动态的操作系统，动态的操作系统经受大量的REDOX应力事件(Stress event) (S卩，热水系统中与氧化电势或还原电势的变化有关的任何电化学事件)。这种事件 通常包括牵涉系统中的氧化还原电势(“0RP”)空间(space)或状态(regime)的任何过 程。这些事件源于多种因素，这些因素包括来自不同部件的泄漏、来自漏入空气的污 染物、故障泵、密封件、真空管线以及计量器。而且，诸如锅炉补给水、回流蒸汽冷凝物和/ 或未净化的地表水或地下水的富氧水的增大使用、脱气器故障、汽轮机负荷摆动以及有关 化学品供给泵的问题造成了化学处理供给速率意外地减小或增大。不受控制的REDOX应力 事件可以造成严重的腐蚀问题，诸如热水系统中的局部腐蚀、应力腐蚀、腐蚀疲劳和/或流 动加速腐蚀问题。就这些问题的性质来说，这些问题往往是电化学问题且因而与环境的氧 化还原特性和结构材料的相互作用有关。当今，虽然施行了一些常规方法来识别热水系统中的REDOX应力事件，但是由于 热水系统的动力学，所以大多数REDOX应力事件是不可预测的。由于这些方法具有固有的 缺陷(参见下述内容)，所以它们并未得到广泛实施。因此，大部分REDOX应力事件是未被 检测的且因而是未被调整的。不受控制的REDOX应力事件可以导致这些系统中的严重的腐 蚀问题，这会对工厂设备寿命预期、可靠性、生产能力、安全性、环境管制、资本支出和总的 工厂操作成本产生不利的影响。识别REDOX应力事件目前包括在线仪器和随机采集的样品湿法化学分析测试法 (grab sample wet chemical analysis test method)。在两禾中方法中，在测量之前，样品 必须首先经受样品调节，诸如冷却。在线仪器的示例包括溶解氧计、阳离子导电率仪器、室 温ORP仪器、pH仪器、钠分析仪、硬度分析仪、比导率计、二氧化硅分析仪、颗粒和浊度计、还 原剂分析仪以及类似物。通常在冷却样品之后或在高温下施行诸如试样和电化学分析的均 勻腐蚀监测。随机采集的样品测试法包括分析溶解氧、PH、硬度、二氧化硅电导率、总的和可 溶的铁、铜和二氧化硅、还原剂过量以及类似物。这些方法中的一些缺陷包括下述内容。随机采集的样品分析给出了时间测量中的 单一点且因此并不是用于REDOX应力事件的可靠的连续监测法。还通常具有不足够低水平的检测限值。在线监测器未提供REDOX应力的直接测量，且因而不能指示在任何特定的时 间REDOX应力事件是否发生。腐蚀监测器检测均勻腐蚀，但是不能够测量由REDOX应力事 件引起的局部腐蚀速率的变化。在线还原剂分析仪测量了还原剂的量，但不是在系统的温 度和压力下系统正在经受的净REDOX应力。因而，在明显存在还原剂时可以发生REDOX应 力是此技术的另一缺陷。 溶解氧(“DO”)计具有类似的缺陷。测量DO(氧化剂)的量，但是系统正在经受 的净REDOX应力并不必须是腐蚀应力的准确指示(indicator)。在进行DO测量之前，还必 须冷却样品，因而在REDOX应力事件开始时，增加了检测的滞后时间。而且，样品管线中的 氧消耗的电势能够造成不准确的读数。在明显不存在DO时还可以发生REDOX应力，且样品 中很少的或没有DO可能是假阴性(false negative)。此外，上述所有仪器购买相对昂贵， 且需要经常校准和维护。腐蚀试样给出了总的系统腐蚀的时间平均的结果。而且，此技术并不提供REDOX 应力事件的实时指示或控制。在线电化学腐蚀工具不足以用于局部腐蚀确定且不能使用在 低电导率的环境中。室温ORP是从系统中获取的样品的净ORP的直接测量。此技术的缺陷在于其未 能指示在系统温度和系统压力下正在发生的事情。在工作温度和工作压力下发生的REDOX 应力事件通常不能在室温下观察到，这是因为过程动力学和热力学随温度变化。此外，室温 ORP测量设备是更惰性的且更可能被极化。这种设备的可靠性差且它们需要经常的校准和 维护。因而，存在对开发在工作温度和工作压力下准确地监测和控制热水系统中的实时 ORP的方法的持续需求。概述因此，本公开内容提供了一种在工作温度和工作压力下实时地监测和控制热水系 统中的ORP的方法。热水系统中发生的许多过程促成了 0RP，而ORP又作为热水系统中的 REDOX应力的指示。与常规的室温测量相比，在系统工作温度和工作压力下实时地进行的 ORP测量能够实时地指示发生在系统中的初级和次级REDOX应力事件。这种实时ORP监测 可以用于测量、识别和评估系统中的REDOX应力需求且可以作为直接的或间接的腐蚀过程 指示。在一个方面，本专利技术提供了一种控制热水系统中的实时ORP以抑制热水系统中 的腐蚀的方法。该方法包括界定热水系统中的一个或多个操作保护区域(operational protective zone) 0选择所界定的区域中的至少一个，且选择区域中的一个或多个包括可 操作地测量实时ORP并与控制器进行通信的至少一个ORP探针。当热水系统处于工作温度 和工作压力下时，连续地或间歇地测量选择区域中的一个或多个内的实时0RP。该方法还包 括将测量的实时ORP发送至控制器并评估测量的实时ORP或基于测量的实时ORP的计算的 ORP是否符合ORP设定值。对选择区域中的每一个来说，ORP设定值可以是相同的ORP设定 值，或对选择区域中的至少两个来说，ORP设定值可以是不同的ORP设定值。如果测量的实 时ORP或所计算的ORP不符合ORP设定值，那么该方法包括将有效量的一种或多种活性化 学物质供给入热水系统中。在另一个方面，本专利技术提供了一种用于热水系统的腐蚀控制设备。热水系统具有一个或多个操作保护区域，其中选择区域的子集。在一个实施方案中，该设备包括与一个或多个ORP探针进行通信的接收器。激活ORP探针的子集且每一个被激活的ORP探针是可操 作的以在工作温度和工作压力下测量实时0RP。将至少一个ORP探针安装在选择区域中的 一个或多个处。在一个实施方案中，该设备还包括处理器，所述处理器可操作地解析从每一 个被激活的ORP探针通信至接收器的测量的实时0RP。处理器直接解析测量的实时ORP或 解析基于测量的实时ORP的计算的0RP。根据另一个实施方案，与发送器进行通信的是供给 设备，该供给设备是可操作的以管控将一种或多种活性化学物质引入热水系统中来影响实 时ORP的变化。如果所解析的实时ORP不符合ORP设定值，那么处理器是可操作的以通过 发送器将输出信号发本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种控制热水系统中的实时氧化还原电势（“ＯＲＰ”）以抑制所述热水系统中的腐蚀的方法，所述方法包括： （ａ）界定所述热水系统中的一个或多个操作保护区域； （ｂ）选择所界定的区域中的至少一个，其中选择区域中的一个或多个包括至少一个ＯＲＰ探针，所述至少一个ＯＲＰ探针是可操作的以测量实时ＯＲＰ并与控制器进行通信的，且其中所述ＯＲＰ探针任选地包括温度传感器、贵金属电极和参比电极； （ｃ）当所述热水系统处于工作温度和工作压力下时，间歇地或连续地测量所述选择区域中的一个或多个内的实时ＯＲＰ； （ｄ）将测量的实时ＯＲＰ发送至控制器； （ｅ）评估所述测量的实时ＯＲＰ或基于所述测量的实时ＯＲＰ的计算的ＯＲＰ是否符合ＯＲＰ设定值，其中对所述选择区域中的每一个来说，所述ＯＲＰ设定值是相同的ＯＲＰ设定值，或对所述选择区域中的至少两个来说，所述ＯＲＰ设定值是不同的ＯＲＰ设定值，且其中所述ＯＲＰ设定值任选地随时间而变化； （ｆ）如果所述测量的实时ＯＲＰ或所述计算的ＯＲＰ不符合所述ＯＲＰ设定值，那么任选地自动地和／或手动地将有效量的一种或多种活性化学物质供给入所述热水系统中；以及 （ｇ）在触发事件之后，任选地从所述选择区域中的一个上升至所述选择区域中的另一个。...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：彼得D希克斯，大卫A格雷坦，
申请(专利权)人：纳尔科公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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