一種電廠鍋爐水中微量氨含量在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種電廠鍋爐水中微量氨含量在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，所述電廠鍋爐水中微量氨含量在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括通過管道連接的采樣單元(1)、檢測(cè)系統(tǒng)(2)、進(jìn)樣系統(tǒng)(3)以及清洗系統(tǒng)(4)。本實(shí)用新型的基于氨氣敏電極電位法的微量氨含量在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)較銨離子選擇性電位法三電極系統(tǒng)相比，具有系統(tǒng)簡(jiǎn)單，干擾因素少，維護(hù)量低，準(zhǔn)確度高度的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】—種電廠鍋爐水中微量氨含量在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電廠水處理領(lǐng)域，具體的說，涉及一種電廠鍋爐水中微量氨含量在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]電廠鍋爐水中微量氨含量的準(zhǔn)確測(cè)定對(duì)于機(jī)組化學(xué)水工況的優(yōu)化調(diào)整、保證凝結(jié)水精處理系統(tǒng)正常的運(yùn)行周期和制水量具有重要作用。一般情況下，通過在線監(jiān)測(cè)水汽中PH值的方法間接調(diào)控機(jī)組水汽系統(tǒng)的氨含量。若在線pH表存在誤差，測(cè)量值偏低，很容易導(dǎo)致系統(tǒng)加氨量偏高。近年來，曾發(fā)生過凝汽器銅管氨蝕問題，這與系統(tǒng)加氨量過高有直接關(guān)系。電廠給水、凝結(jié)水中微量氨含量的準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)對(duì)于開展機(jī)組凝結(jié)水精處理系統(tǒng)運(yùn)行工況的優(yōu)化調(diào)整、保證精處理系統(tǒng)運(yùn)行周期是非常必要的。
[0003]目前，氨含量的檢測(cè)方法主要是容量法、納氏試劑光度法和電極法。
[0004]《火力發(fā)電廠水汽分析方法》中規(guī)定了容量法適用于鍋爐用水和冷卻水中氨含量大于5mg/L水樣的測(cè)定。實(shí)踐證明，當(dāng)氨含量小于5mg/L時(shí)，該方法的測(cè)量誤差較大，所以此方法不能用于凝結(jié)水中微量氨含量的測(cè)定。
[0005]《火力發(fā)電廠水汽分析方法》中規(guī)定的鍋爐用水和冷卻水中氨含量的測(cè)定方法為納氏試劑分光光度法是測(cè)定氨含量的國(guó)標(biāo)方法，納氏試劑法又叫納氏試劑比色法或叫納氏試劑光度法。納氏試劑光度法的原理是碘化鉀和碘化汞的堿性溶液與水中的氨反應(yīng)生成淡紅棕色膠態(tài)化合物，該顏色在波長(zhǎng)為410?425nm下有強(qiáng)烈的吸收，從而實(shí)現(xiàn)水中氨氮的測(cè)定。該方法所用的納氏試劑，配制中所用的氯化汞和生成的易揮發(fā)、對(duì)人體有害的碘化汞，都是不利于環(huán)保的劇毒化學(xué)品，納氏試劑法的應(yīng)用逐漸受到限制。
[0006]電極法用于氨含量的測(cè)定，具有干擾因素少、環(huán)保、簡(jiǎn)便、快速且準(zhǔn)確度和精確度高等優(yōu)點(diǎn)。氨的電極測(cè)定法分為兩種:氨氣敏電極法和銨離子選擇性電極法。氨氣敏電極是一種復(fù)合電極，對(duì)水樣中的順3具有選擇性響應(yīng)，測(cè)定時(shí)需將待測(cè)液pH值調(diào)整到11以上；銨離子選擇性電極作為工作電極，需配置雙液接參比電極、溫度電極構(gòu)成三電極體系，對(duì)水樣中的NH4+具有選擇性響應(yīng)，測(cè)定時(shí)需將待測(cè)液pH值調(diào)整4.0?5.0之間，將NH3完全轉(zhuǎn)化成NH4+。相比之下，氨氣敏電極法具有操作系統(tǒng)簡(jiǎn)單、干擾因素少的優(yōu)點(diǎn)。該方法用于電廠凝結(jié)水、給水中微量氨含量的測(cè)定時(shí)，如果水樣中有聯(lián)氨，因聯(lián)氨具有一定的揮發(fā)性，可能會(huì)干擾本方法的測(cè)定，這是氨電極電位法應(yīng)用于電廠水汽中微量氨含量測(cè)定所必須要驗(yàn)證和解決的問題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0007]本實(shí)用新型的一個(gè)目的在于提供一種電廠鍋爐水中微量氨含量在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
[0008]本實(shí)用新型基于氨氣敏電極電位法測(cè)量原理，采用氨氣敏電極電位法進(jìn)行微量氨的測(cè)定，聯(lián)氨作為一種揮發(fā)性胺在理論上對(duì)本方法有干擾，但電廠水汽樣品中含有的小于
2.0mg/L的微量聯(lián)胺對(duì)本系統(tǒng)的測(cè)定沒有干擾。
[0009]為達(dá)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種電廠鍋爐水中微量氨含量在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，所述電廠鍋爐水中微量氨含量在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括通過管道連接的采樣單元1、檢測(cè)系統(tǒng)2、進(jìn)樣系統(tǒng)3以及清洗系統(tǒng)4，其中:
[0010]采樣單元1:包括溢流杯11 ；
[0011]檢測(cè)系統(tǒng)2:包括通過管道連接的流通檢測(cè)池21和水樣恒溫器22，流通檢測(cè)池21內(nèi)設(shè)置有氨氣敏電極23和溫度傳感器24 ;水樣恒溫器22的流路管道出口與下游的流通檢測(cè)池21入口連接，水樣恒溫器22內(nèi)設(shè)置延時(shí)管25且水樣恒溫器(22)設(shè)有冷卻水流路；
[0012]進(jìn)樣裝置3:包括蠕動(dòng)泵31、管道組合單元32、標(biāo)液容器33、試劑容器34，所述的標(biāo)液容器33上游與溢流杯(11)連接，下游通過具有標(biāo)液電控閥門的管道經(jīng)過所述蠕動(dòng)泵31與管道組合單元32的入口連接，所述試劑容器34通過管道經(jīng)過所述蠕動(dòng)泵31與管道組合單元32的入口連接；所述管道組合單元32的出口與下游的水樣恒溫器22的流路管道入口連接；
[0013]所述的管道組合單元32將輸入的液體匯成一路經(jīng)管道送入所述的水樣恒溫器22和流通檢測(cè)池21進(jìn)行檢測(cè)；
[0014]清洗系統(tǒng)4:包括對(duì)水樣恒溫器22和流通檢測(cè)池21進(jìn)行清洗的清洗液流路，該清洗液流路通過清洗液電控閥門41接設(shè)在管道組合單元32與水樣恒溫器22直接的管道上；
[0015]并且，所述電廠鍋爐水中微量氨含量在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還包括:分別與所述的氨氣敏電極23、溫度傳感器24、蠕動(dòng)泵31、標(biāo)液電控閥門、標(biāo)液容器33、試劑容器34、清洗液電控閥門41以及溢流杯11電連接以控制運(yùn)作、獲取并處理氨濃度信號(hào)和溫度信號(hào)、生成并輸出監(jiān)測(cè)結(jié)果信息的數(shù)據(jù)處理裝置5。
[0016]如本實(shí)用新型所述的微量氨含量在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，所述標(biāo)液電控閥門包括第一電控閥門35和第二電控閥門36，分別為三通閥；所述標(biāo)液容器33包括第一標(biāo)液容器33A和第二標(biāo)液容器33B ;其中第一電控閥門35的兩個(gè)通道口通過管道分別與第一標(biāo)液容器33A和第二標(biāo)液容器33B連接，第一電控閥門35的第三通道口通過管道與第二電控閥門36的第一通道口連接，第二電控閥門36的第二通道口通過管道與溢流杯11連接，第二電控閥門36的第三通道口通過管道經(jīng)由蠕動(dòng)泵31與管道組合單元32連接。
[0017]其中可以理解的是，這里所述的電控閥門的第一通道口、第二通道口和第三通道口僅僅是為將三通閥的三個(gè)不同的通道口區(qū)分開，而非具體限定某一特定通道口。
[0018]如本實(shí)用新型所述的微量氨含量在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，所述的數(shù)據(jù)處理裝置5進(jìn)一步包括用于控制連通所述清洗液流路和檢測(cè)系統(tǒng)2的清洗液電控閥門41開啟的清洗控制模塊；
[0019]所述清洗液容器通過電控閥門與檢測(cè)系統(tǒng)連接，所述清洗控制模塊用于控制連通所述清洗容器和檢測(cè)系統(tǒng)的電控閥門開啟，僅使所述清洗液流入所述的檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)用流路，用于對(duì)所述的恒溫模塊內(nèi)的流路和流通池進(jìn)行清洗。
[0020]如本實(shí)用新型所述的微量氨含量在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，所述的數(shù)據(jù)處理裝置5包括:
[0021]用于控制第一電控閥門35和第二電控閥門36開啟的標(biāo)定控制模塊；用于控制第二電控閥門36開啟的測(cè)量控制模塊；
[0022]所述標(biāo)定控制模塊使所述標(biāo)液容器33中的標(biāo)液流入所述的檢測(cè)系統(tǒng)流路；
[0023]所述測(cè)量控制模塊使所溢流杯11中的液體試樣流入所述的恒溫用流路和檢測(cè)用流路。
[0024]如本實(shí)用新型所述的微量氨含量在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，所述的系統(tǒng)還包括:用于顯示所述的監(jiān)測(cè)結(jié)果信息的顯示裝置6，顯示裝置6與所述的數(shù)據(jù)處理裝置5電連接。
[0025]如本實(shí)用新型所述的微量氨含量在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，所述的溢流杯11設(shè)置有斷流報(bào)警豐吳塊。
[0026]本實(shí)用新型在恒溫模塊內(nèi)放置一定長(zhǎng)度的延時(shí)管25，用于儀器標(biāo)定時(shí)對(duì)標(biāo)液進(jìn)行恒溫處理。
[0027]其中本實(shí)用新型優(yōu)選所用的延時(shí)管25長(zhǎng)度為20-50cm。
[0028]如本實(shí)用新型所述的微量氨含量在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，所述的系統(tǒng)包括:保溫材料，用于對(duì)所述的檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行保溫。
[0029]如本實(shí)用新型所述的微量氨含量在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，所述的水樣恒溫器22，采用水浴恒溫，水浴介質(zhì)為測(cè)試用水樣；以保證儀器標(biāo)定和測(cè)試在同一溫度條件下，消除溫度不同造成的測(cè)量誤差。
[0030]如本實(shí)用新型所述的微量氨含量在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，所述的采樣單元I還包括水樣恒溫冷卻器12，所述水樣恒溫冷卻器12與水樣恒溫器22的冷卻水流路連接，同時(shí)水樣恒溫冷卻器12通過閥門與溢流杯11連接。
[0031]進(jìn)水水樣溫度較高(大于30°C )且易波動(dòng)時(shí)，在儀表進(jìn)水入口安裝一個(gè)水樣恒溫冷卻模塊。
[0032]如本實(shí)用新型所述的微量氨含量在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，所述的標(biāo)液容器33、試劑容器34以及溢流杯11分別設(shè)置有液位傳感器(圖中未示出)，所述的液位傳感器分別與所述的數(shù)據(jù)處理裝置5相連接。
[0033]根據(jù)本實(shí)用新型所述的系統(tǒng)，其中所述數(shù)據(jù)處理和顯示單元可以采用單片機(jī)硬件控制系統(tǒng)，其組成可以如圖2所示。
[0034]單片機(jī)微處理器是硬件電路的核心。由氨氣敏電極為主的流通檢測(cè)池組成的原電池輸出的mV電壓信號(hào)經(jīng)高阻輸入電路及放大電路轉(zhuǎn)換為0-2v的電壓信號(hào)輸入到CPU，溫度傳感器將測(cè)得的溫度信號(hào)轉(zhuǎn)為數(shù)字信號(hào)輸入到CPU中，對(duì)能斯特方程中的斜率項(xiàng)進(jìn)行溫度補(bǔ)償，由CPU解能斯特方程求出氨濃度值。液晶顯示器顯示氨濃度值、電位值、溫度值、時(shí)鐘及氨濃度的變化曲線等參數(shù)，并將測(cè)得的氨的濃度值保存到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器AT45DB161B中，使儀器在線測(cè)量時(shí)，數(shù)據(jù)能夠有效地被保存。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的要求，提供一對(duì)4-20mA的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)和基于modbus協(xié)議的485通訊接口。
[0035]其中主機(jī)的驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)計(jì)見表1:
[0036]表I主機(jī)驅(qū)動(dòng)程序
[0037]
程序主狀態(tài)次狀態(tài)條件Vl V2 V3蠕動(dòng)栗
恒溫清洗清洗5min IItSIs的變化標(biāo)定標(biāo)定 、主、ib 1minAnd溫度水樣溫度的。
你疋標(biāo)疋 ^變化范圍為士 2T:。a & a__^
__I標(biāo)液A I延時(shí)2min然后判斷條件:| b | a | b | 20 —
[0038]
I Omin ；或電位變化速率
__<lmv/min_____
延時(shí)2min然后判斷條件:
標(biāo)液B 1min；或電位變化速率 b b b 20
__<1 mv/min_____
清洗 1min a a a O 清洗清洗清洗__1min__a a a__O
?I ?a a b 20
間斷 、.n 延時(shí)2miri然后判斷條件:
?丨丨丨里.側(cè)且測(cè)量 1min;或電位變化速率 a a b 20
測(cè)里測(cè)里.__<lmv/mm_____
(3 Omin/ 清洗__1min__a a a O
Ih/2h) 停.^ (30min/60min /120min) a a b O
停運(yùn)停運(yùn)/a a b O
[0039]注:1.當(dāng)儀表進(jìn)水水樣溫度較高(大于30°C )且易波動(dòng)時(shí)，在儀表進(jìn)水入口安裝一個(gè)冷卻模塊。將水樣溫度恒定在25 °C ±2°C。
[0040]2.儀器“標(biāo)定”和“清洗”程序完成后自動(dòng)返回設(shè)定的測(cè)量模式(連續(xù)或間斷)進(jìn)行測(cè)量，初始測(cè)量方式為“連續(xù)”測(cè)量狀態(tài)，溫度初始值為25°C。
[0041]3.儀器通電，顯示開機(jī)畫面后進(jìn)入“清洗”程序，然后自動(dòng)進(jìn)入設(shè)定的測(cè)量模式(連續(xù)或間斷)進(jìn)行測(cè)量。初始狀態(tài)為“連續(xù)”測(cè)量狀態(tài)。
[0042]4.儀器斷電時(shí)，各閥門的位置和泵處于“停運(yùn)”程序狀態(tài)；再度上電時(shí)，顯示開機(jī)畫面后進(jìn)入“清洗”程序，然后自動(dòng)返回設(shè)定的測(cè)量模式(連續(xù)或間斷)進(jìn)行測(cè)量。
[0043]5.儀器出現(xiàn)“斷流”報(bào)警時(shí)自動(dòng)進(jìn)入“清洗”程序，“清洗”結(jié)束后停運(yùn)，直至“斷流”報(bào)警解除后儀器自動(dòng)啟動(dòng)進(jìn)入測(cè)量程序。
[0044]儀表操作菜單設(shè)計(jì)
[0045]主機(jī)編程菜單結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)見圖3和圖4。
[0046]本項(xiàng)目采用電極法對(duì)電廠鍋爐水中的微量氨含量進(jìn)行了測(cè)定，對(duì)其準(zhǔn)確性和可靠性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，對(duì)氨氣敏電極電位法和銨離子選擇性電極電位法進(jìn)行了對(duì)比，從而確定了采用氨氣敏電極電位法進(jìn)行電廠鍋爐水中微量氨含量測(cè)定的可靠性。在此基礎(chǔ)上，本項(xiàng)目開發(fā)研制了一種電廠鍋爐水中微量氨含量在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，用于電廠給水、凝結(jié)水中微量氨含量的在線監(jiān)測(cè)，以滿足凝結(jié)水精處理系統(tǒng)運(yùn)行工況的優(yōu)化調(diào)整試驗(yàn)對(duì)凝結(jié)水中微量氨含量監(jiān)測(cè)的實(shí)際需要。另外，作為一種電廠水汽質(zhì)量的在線監(jiān)測(cè)手段，結(jié)合水汽系統(tǒng)在線PH表，對(duì)給水、凝結(jié)水加氨處理工況進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整也具有重要作用。
[0047]綜上所述，本實(shí)用新型提供了一種電廠鍋爐水中氨含量檢測(cè)系統(tǒng)。本實(shí)用新型的系統(tǒng)具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0048](I)基于氨氣敏電極電位法的微量氨含量在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)較銨離子選擇性電位法三電極系統(tǒng)相比，具有系統(tǒng)簡(jiǎn)單，干擾因素少，維護(hù)量低，準(zhǔn)確度高度的優(yōu)點(diǎn)；
[0049](2)實(shí)現(xiàn)了電廠鍋爐水中微量氨含量的在線監(jiān)測(cè)。
[0050]本實(shí)用新型的系統(tǒng)還具有如下特點(diǎn):
[0051](I)自動(dòng)校正:該裝置具有兩點(diǎn)標(biāo)定功能，根據(jù)設(shè)定的時(shí)間及標(biāo)定時(shí)間間隔進(jìn)行自動(dòng)標(biāo)定。
[0052](2)自動(dòng)的完全免試劑清洗:該裝置可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)免試劑清洗，在標(biāo)定前、標(biāo)定后以及間斷測(cè)量時(shí)對(duì)整個(gè)流路進(jìn)行自動(dòng)清洗。清洗時(shí)試劑(ISA)流路和水樣流路切換到清洗流路，清洗時(shí)不加試劑，清洗液為純水。
[0053](3)恒溫控制:為消除溫度對(duì)測(cè)量的影響，將溫度傳感器設(shè)置于測(cè)量杯流路中，設(shè)置了恒溫控制系統(tǒng)，保證了測(cè)定數(shù)據(jù)的可靠性。
[0054](4)自我監(jiān)控:該裝置能測(cè)定溶劑的液位，發(fā)出報(bào)警后儀器停運(yùn)，直至報(bào)警消除后再次啟動(dòng)儀器。
[0055](5)可實(shí)現(xiàn)連續(xù)測(cè)量，也可實(shí)現(xiàn)定時(shí)間斷測(cè)量。
[0056](6)儀表意外斷電時(shí)，儀器處于“停運(yùn)”狀態(tài)；再讀上電時(shí)，儀器自動(dòng)進(jìn)入“預(yù)熱”狀態(tài)，之后自動(dòng)進(jìn)入“測(cè)量”狀態(tài)。
[0057](7)該系統(tǒng)帶有標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字及模擬信號(hào)接口，數(shù)字接口如RS232、RS485，模擬信號(hào)接口為0\4?20mA。
[0058](8)變送器表頭包括大屏幕液晶顯示、指示燈(測(cè)量/校正/報(bào)警)、8個(gè)觸摸式按鍵，儀器設(shè)置一個(gè)電源開關(guān)。表頭可顯示日期、時(shí)間、狀態(tài)、溫度、測(cè)量值等信息，還有裝置型號(hào)、生產(chǎn)廠家等。
[0059](9)表頭控制方式、菜單設(shè)計(jì)滿足工藝要求，控制程序符合邏輯，操作簡(jiǎn)便，參數(shù)設(shè)定合理。
[0060](10)整套儀表外觀精致，嵌入箱體，便于推拉和攜帶。附件全部置入輔助箱內(nèi)，便于提拉攜帶。
[0061](11)整套裝置流路系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，滿足以下技術(shù)要求:
[0062]I)不存在泄漏、堵塞等影響試劑和水樣正常流動(dòng)的缺陷；
[0063]2)蠕動(dòng)泵運(yùn)行穩(wěn)定可靠，流速穩(wěn)定準(zhǔn)確，運(yùn)行期間無噪聲；
[0064]3)所選用的三通電磁閥按程控要求動(dòng)作靈活，不存在卡塞現(xiàn)象，密封性好。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0065]圖1為本實(shí)用新型系統(tǒng)的示意圖；
[0066]圖2為本實(shí)用新型的單片機(jī)硬件控制系統(tǒng)示意圖；
[0067]圖3為本實(shí)用新型的主機(jī)編程菜單結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖；
[0068]圖4為本實(shí)用新型的主機(jī)菜單結(jié)構(gòu)圖；
[0069]圖5為本實(shí)用新型的氨電極電位法標(biāo)準(zhǔn)工作曲線；
[0070]圖6為本實(shí)用新型的聯(lián)氨對(duì)氨含量測(cè)定影響的曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0071]以下通過具體實(shí)施例詳細(xì)說明本實(shí)用新型的實(shí)施過程和產(chǎn)生的有益效果，旨在幫助閱讀者更好地理解本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)和特點(diǎn)，不作為對(duì)本案可實(shí)施范圍的限定。
[0072]實(shí)施例1
[0073]如圖1所示，一種電廠水中氨含量檢測(cè)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:由溢流杯11組成的采樣單元I ;由蠕動(dòng)泵31、三通電磁閥(包括第一電控閥門35、第二電控閥門36和清洗液電控閥門41)、管道組合單元32、水樣恒溫冷卻器12及連接管和2個(gè)標(biāo)液容器(標(biāo)液容器33A和標(biāo)液容器33B)、試劑容器34組成的進(jìn)樣系統(tǒng)3 ;其中標(biāo)液容器33A和標(biāo)液容器33B分別與第一電控閥門35的兩個(gè)通道口(第一通道口和第二通道口)連接，然后第一電控閥門35的第三通道口再通過管道與第二電控閥門36的一個(gè)通道口(第一通道口)連接，溢流杯11通過管道與第二電控閥門36的另一通道口(第二通道口 )連接，第二電控閥門36的第三通道口則通過管道經(jīng)由蠕動(dòng)泵31與管道組合單元32的一個(gè)入口連接，試劑容器34經(jīng)由蠕動(dòng)泵31與管道組合單元32另一入口連接，管道組合單元32將輸入的液體匯成一路經(jīng)管道送入檢測(cè)系統(tǒng)2的水樣恒溫器22 ；由氨氣敏電極23、溫度傳感器24和流通檢測(cè)池21組成的檢測(cè)系統(tǒng)2 ;其中氨氣敏電極23和溫度傳感器24設(shè)置在流通檢測(cè)池21內(nèi)，水樣恒溫器22的出口與流通檢測(cè)池21入口通過管道連接；數(shù)據(jù)處理裝置5和顯示裝置6，其中所述數(shù)據(jù)處理裝置5和顯示裝置6分別與所述試劑容器34、標(biāo)液容器33、三通電磁閥、溢流杯11、蠕動(dòng)泵31、水樣恒溫器22和氨氣敏電極23及溫度傳感器24電連接；清洗液通過三通電磁閥(清洗液電控閥門41)連接在連接管道組合單元32和水樣恒溫器22的管道上，以使得清洗液能夠通過三通電磁閥進(jìn)入水樣恒溫器22。
[0074]所述的采樣單元I還包括水樣恒溫冷卻器12，所述水樣恒溫冷卻器12與水樣恒溫器22恒溫模塊的冷卻水流路連接，同時(shí)通過閥門與溢流杯12連接。
[0075]所述溢流杯為現(xiàn)有常規(guī)的溢流杯，譬如包括取樣槽、溢流槽、排氣槽和密封蓋。溢流杯、試劑容器和標(biāo)液容器中分別設(shè)置斷流報(bào)警液位計(jì)。
[0076]本實(shí)用新型的系統(tǒng)工作過程為:
[0077]測(cè)量前先對(duì)儀器參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，如溫度及溫度補(bǔ)償方式(自動(dòng)/手動(dòng))、標(biāo)液濃度、測(cè)量方式(連續(xù)/間斷)、標(biāo)定方式(自動(dòng)/手動(dòng))等。
[0078]開機(jī)后儀器自動(dòng)進(jìn)入“清洗”狀態(tài)，高純水(或除鹽水)(注:電廠在線化學(xué)儀表間均有帶壓的除鹽水，用于日常實(shí)驗(yàn)用水，所以本系統(tǒng)未設(shè)計(jì)清洗水驅(qū)動(dòng))經(jīng)清洗液電控閥門進(jìn)入恒溫模塊和流通檢測(cè)池然后排出，目的是對(duì)流通檢測(cè)池進(jìn)行定期清洗?！扒逑础苯Y(jié)束后，如果測(cè)試溫度恒定，可以對(duì)儀表進(jìn)行標(biāo)定。設(shè)定“標(biāo)定”步序，儀表自動(dòng)進(jìn)行標(biāo)定，標(biāo)定程序見表I主機(jī)驅(qū)動(dòng)程序?！皹?biāo)定”通過后儀表自動(dòng)進(jìn)入“測(cè)量”狀態(tài)，“測(cè)量”狀態(tài)蠕動(dòng)泵的動(dòng)作和各電磁閥的位置見表I主機(jī)驅(qū)動(dòng)程序，水樣經(jīng)冷卻模塊恒溫后經(jīng)溢流杯，由蠕動(dòng)泵驅(qū)動(dòng)將水樣經(jīng)電磁閥輸至組合模塊，與試劑匯合并參加反應(yīng)，將水樣PH值調(diào)整至11以上，然后進(jìn)入檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)，由數(shù)據(jù)處理單元進(jìn)行信號(hào)處理并有變送器表頭輸出。
[0079]電極工作曲線的測(cè)定
[0080]實(shí)驗(yàn)條件:螺動(dòng)泵泵速:20rpm ;泵管內(nèi)徑:水樣流路Φ 1.50mm,試劑流路:Φ0.5mm ;堿化劑濃度:50倍堿化劑；溫度:室溫19.6V ;測(cè)定的標(biāo)液濃度分別為0.lmg/L、
1.0mg/L、10mg/L、50mg/L 和 100mg/L。
[0081]實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖5所示。從圖中可以看出，采用動(dòng)態(tài)法分析系統(tǒng)時(shí)標(biāo)液中氨濃度(圖中方程式中的變量X)和測(cè)定的電極電位(圖中方程式中的變量y)之間具有很好的對(duì)數(shù)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為0.9999，電極響應(yīng)斜率為-56.2mv。該實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明了所設(shè)計(jì)的儀器流路系統(tǒng)的可靠性，同時(shí)也表明了儀器采用兩點(diǎn)標(biāo)定法的可靠性。
[0082]與納氏試劑法測(cè)量結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果如表2所示。
[0083]表2電極法與納氏試劑法氨標(biāo)液測(cè)量結(jié)果比較
[0084]
~炫口 A7V..， 納氏試劑法測(cè)氨~氨氣敏電極法測(cè)氨~~~相對(duì)偏差
含量(mg/L)含量(mg/L) 慨差 (%)
懷液0.4980.5010.003 0.60
1.5mg/L^UW^f&1.5201.480-0.04 2.60
[0085]表2中電極法與納氏試劑法對(duì)氨標(biāo)液的測(cè)量結(jié)果對(duì)比可以看出，兩者的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在允許的誤差范圍內(nèi)，驗(yàn)證了電極法的準(zhǔn)確性。
[0086]表3水樣氨含量測(cè)定值比較
[0087]
櫸.口夕ft(mg/L)伯筍相對(duì)偏差
,"/%納氏試劑法氨氣敏電極法 ? (%)
—華電熱電凝結(jié)水0.3930.425 0.032 8.10%
—華電熱電給水0.5030.5220.0193.80%
—懷安熱電凝結(jié)水0.2930.271-0.0227.50%
—懷安熱電給水0.3090.298-0.0113.60%
—盤山發(fā)電廠凝泵出口水0.4220.392-0.037.10%
—盤山發(fā)電廠給水0.4600.425-0.0357.60%
盤山發(fā)電廠過熱蒸汽 0.485_0.452 -0.033 6.80%
[0088]從上表3的對(duì)比結(jié)果可以看出，用電極法和納氏試劑法對(duì)水樣氨含量進(jìn)行測(cè)定，二者測(cè)量的相對(duì)偏差最大為8.10%，小于10%，在規(guī)定的誤差范圍之內(nèi)。
[0089]聯(lián)氨對(duì)測(cè)定的干擾
[0090]根據(jù)電廠水汽質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，高參數(shù)機(jī)組正常運(yùn)行情況下，凝結(jié)水、給水中聯(lián)氨含量通常小于30 μ g/L，本實(shí)驗(yàn)聯(lián)氨濃度在O?2.0mg/L范圍內(nèi)，考察了聯(lián)氨對(duì)氨電極法測(cè)定的影響。
[0091]配制氨含量分別為0.5mg/L與2mg/L的兩組氨標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)溶液，向每一組氨標(biāo)液中依次添加不同體積的聯(lián)氨，使標(biāo)液中聯(lián)氨含量依次0、0.2,0.5,0.8、1.0、1.2、1.5mg/L，用氨電極法測(cè)定每組氨標(biāo)液的電極電位，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖6所示。
[0092]從圖6中可以看出，對(duì)于氨含量為0.5mg/L與2mg/L的兩組氨標(biāo)液，聯(lián)氨含量在O?2.0mg/L范圍內(nèi)變化時(shí)，測(cè)得的電極電位沒有變化，充分驗(yàn)證了電廠凝結(jié)水、給水中微量聯(lián)氨的存在對(duì)氨電極測(cè)定法沒有干擾。
[0093]其中，本實(shí)用新型所述的系統(tǒng)所采用的部件可以為:
[0094]名稱型號(hào)規(guī)格數(shù)量單位廠家蠕動(dòng)泵ISM308BVAC-24-20I 臺(tái) ISMATEC
U 管Π):Φ0.23，Φ1.52,? ^ ISMATEC
延時(shí)管AB-0060IMLO? ^ ABB
連接管ΑΒ-0061Π3:Φ1.0，Φ1.5，Φ0.5? 藝 ABB
恒溫器ΑΒ-001110W/24ΠHf~ 進(jìn)口進(jìn)口針閥?τ1-個(gè)進(jìn)口 —
二次伩表___開發(fā)和-.臺(tái)樣機(jī)__I__臺(tái)國(guó)產(chǎn)_
繼電器— -
三通電磁閥012724/1.63 個(gè) BURKERT
溢流杯 1?Γ0030I _個(gè)國(guó)產(chǎn) —
測(cè)量杯—I _個(gè)國(guó)產(chǎn)溫度電極 ΡΤ100PTlOO— I 支—德國(guó)流景計(jì)____I__S__
管線接頭及其它附件______
儀器箱體不銹鋼450x710x200mm? ^
【權(quán)利要求】
1.一種電廠鍋爐水中微量氨含量在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述電廠鍋爐水中微量氨含量在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括通過管道連接的采樣單元(I)、檢測(cè)系統(tǒng)(2)、進(jìn)樣系統(tǒng)(3)以及清洗系統(tǒng)(4)，其中: 采樣單元(I):包括溢流杯(11)； 檢測(cè)系統(tǒng)(2):包括通過管道連接的流通檢測(cè)池(21)和水樣恒溫器(22)，流通檢測(cè)池(21)內(nèi)設(shè)置有氨氣敏電極(23)和溫度傳感器(24);水樣恒溫器(22)的流路管道出口與下游的流通檢測(cè)池(21)入口連接，水樣恒溫器(22)內(nèi)設(shè)置延時(shí)管(25)且水樣恒溫器(22)設(shè)有冷卻水流路； 進(jìn)樣系統(tǒng)(3):包括蠕動(dòng)泵(31)、管道組合單元(32)、標(biāo)液容器(33)、試劑容器(34)，所述標(biāo)液容器(33)上游與溢流杯(11)連接，下游通過具有標(biāo)液電控閥門的管道經(jīng)過所述蠕動(dòng)泵(31)與管道組合單元(32)的入口連接，所述試劑容器(34)通過管道經(jīng)過所述蠕動(dòng)泵(31)與管道組合單元(32)的入口連接；所述管道組合單元(32)的出口與下游的水樣恒溫器(22)的流路管道入口連接； 清洗系統(tǒng)(4):包括對(duì)水樣恒溫器(22)和流通檢測(cè)池(21)進(jìn)行清洗的清洗液流路，該清洗液流路通過清洗液電控閥門(41)接設(shè)在管道組合單元(32)與水樣恒溫器(22)直接的管道上； 并且，所述電廠鍋爐水中微量氨含量在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還包括:分別與所述的氨氣敏電極(23)、溫度傳感器(24)、蠕動(dòng)泵(31)、標(biāo)液電控閥門、標(biāo)液容器(33)、試劑容器(34)、清洗液電控閥門(41)以及溢流杯(11)電連接以控制運(yùn)作、獲取并處理氨濃度信號(hào)和溫度信號(hào)、生成并輸出監(jiān)測(cè)結(jié)果信息的數(shù)據(jù)處理裝置(5)。
2.如權(quán)利要求1所述的微量氨含量在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述標(biāo)液電控閥門包括第一電控閥門(35)和第二電控閥門(36)，分別為三通閥；所述標(biāo)液容器(33)包括第一標(biāo)液容器(33A)和第二標(biāo)液容器(33B);其中第一電控閥門(35)的兩個(gè)通道口通過管道分別與第一標(biāo)液容器(33A)和第二標(biāo)液容器(33B)連接，第一電控閥門(35)的第三通道口通過管道與第二電控閥門(36)的第一通道口連接，第二電控閥門(36)的第二通道口通過管道與溢流杯(11)連接，第二電控閥門(36)的第三通道口通過管道經(jīng)由蠕動(dòng)泵(31)與管道組合單元(32)連接。
3.如權(quán)利要求1所述的微量氨含量在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述的數(shù)據(jù)處理裝置(5)進(jìn)一步包括用于控制連通所述清洗液流路和檢測(cè)系統(tǒng)(2)的清洗液電控閥門(41)開啟的清洗控制模塊。
4.如權(quán)利要求2所述的微量氨含量在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述的數(shù)據(jù)處理裝置(5)進(jìn)一步包括:用于控制第一電控閥門(35)和第二電控閥門(36)開啟的標(biāo)定控制模塊；用于控制第二電控閥門(36)開啟的測(cè)量控制模塊。
5.如權(quán)利要求1所述的微量氨含量在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述的系統(tǒng)還包括:用于顯示所述的監(jiān)測(cè)結(jié)果信息的顯示裝置￠)，顯示裝置(6)與所述的數(shù)據(jù)處理裝置(5)電連接。
6.如權(quán)利要求1所述的微量氨含量在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述的溢流杯(11)設(shè)置有斷流報(bào)警模塊。
7.如權(quán)利要求1所述的微量氨含量在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述延時(shí)管(25)長(zhǎng)度為 20_50cm。
8.如權(quán)利要求1所述的微量氨含量在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述的水樣恒溫器(22)采用水浴恒溫，水浴介質(zhì)為測(cè)試用水樣。
9.如權(quán)利要求1所述的微量氨含量在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述的采樣單元(I)還包括水樣恒溫冷卻器(12)，所述水樣恒溫冷卻器(12)與水樣恒溫器(22)的冷卻水流路連接，同時(shí)水樣恒溫冷卻器(12)通過閥門與溢流杯(11)連接。
10.如權(quán)利要求1所述的微量氨含量在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述的標(biāo)液容器(33)、試劑容器(34)以及溢流杯(11)分別設(shè)置有液位傳感器，所述的液位傳感器分別與所述的數(shù)據(jù)處理裝置(5)相連接。
【文檔編號(hào)】G01N27/416GK203941133SQ201420364079
【公開日】2014年11月12日 申請(qǐng)日期:2014年7月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月2日
【發(fā)明者】星成霞, 李永立, 王應(yīng)高, 金緒良, 翟雅 申請(qǐng)人:華北電力科學(xué)研究院有限責(zé)任公司, 國(guó)家電網(wǎng)公司