專利名稱：在線式工業(yè)離子色譜分析測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種在線式工業(yè)離子色譜分析測量裝置，專門針對(duì)火電機(jī)組，應(yīng)用于工業(yè)流程中，采用液相色譜技術(shù)進(jìn)行水汽質(zhì)量的在線分析測量的檢測儀器，涉及水質(zhì)分析儀器領(lǐng)域，特別適用于火電廠生產(chǎn)過程中水汽質(zhì)量的連續(xù)分析監(jiān)測。
背景技術(shù)：
發(fā)電機(jī)組在熱力生產(chǎn)過程中由于水和蒸汽介質(zhì)長期處于高溫、高壓和高(負(fù)荷)流速條件下運(yùn)行，再加上目前電網(wǎng)調(diào)峰期間頻繁的啟動(dòng)、停運(yùn)和備用的現(xiàn)實(shí)情況，使熱力設(shè)備(特別是水冷壁和過熱器)中的金屬材料長期處于熱應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力之中，此時(shí)鍋內(nèi)的水汽品質(zhì)就會(huì)成為加速金屬材料的腐蝕過程的一個(gè)關(guān)鍵因素。腐蝕是熱力設(shè)備損壞的最直接原因，對(duì)電廠安全經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定生產(chǎn)所構(gòu)成的威脅極為嚴(yán)重！現(xiàn)代腐蝕理論研究表明，在熱力設(shè)備的水、汽介質(zhì)中，如果有大量的氯離子[Cr]和硫酸根[SO4-2]等侵蝕性離子存在，由于水汽介質(zhì)中的這些陰離子對(duì)金屬材料的鈍化膜有極強(qiáng)的分解破壞作用，因此，水汽介質(zhì)中的這些陰離子就具有更強(qiáng)的腐蝕性。為此有必要研究出一種“專門針對(duì)火電機(jī)組的實(shí)際情況，應(yīng)用于工業(yè)流程中，采用液相色譜技術(shù)進(jìn)行介質(zhì)(水汽)質(zhì)量的在線分析測量的檢測儀器，以便隨時(shí)監(jiān)督、控制水汽介質(zhì)中離子的含量，從而達(dá)到有效地扼制和緩解因腐蝕對(duì)火電廠安全經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)所構(gòu)成的威脅的目的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是生產(chǎn)一種專門針對(duì)火電機(jī)組，應(yīng)用于工業(yè)流程中，對(duì)水汽質(zhì)量進(jìn)行在線連續(xù)分析監(jiān)測的離子色譜儀。本在線式工業(yè)離子色譜分析測量裝置主要由樣品制備系統(tǒng)、恒溫系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)、自動(dòng)校準(zhǔn)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)組成；樣品制備系統(tǒng)與恒溫系統(tǒng)之間，恒溫系統(tǒng)與檢測系統(tǒng)之間使用不銹鋼管道連接，自動(dòng)校準(zhǔn)系統(tǒng)與檢測系統(tǒng)之間也使用不銹鋼管道連接；樣品制備系統(tǒng)、恒溫系統(tǒng)、自動(dòng)校準(zhǔn)系統(tǒng)及檢測系統(tǒng)與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)連接。樣品制備系統(tǒng)由水樣流量調(diào)整閥、溫度探頭、超溫保護(hù)閥、測量對(duì)象轉(zhuǎn)換閥、離子分離器、離子分離器入口控制閥和離子分離器出口控制閥組成，水樣流量調(diào)整閥與超溫保護(hù)閥相聯(lián)，中間設(shè)有溫度探頭；超溫保護(hù)閥為三通閥，超溫保護(hù)閥的一通為直排水，超溫保護(hù)閥的另一通分別與離子分離器入口控制閥和測量對(duì)象轉(zhuǎn)換閥相通；離子分離器入口控制閥分別與離子分離器和備份離子分離器相連；離子分離器和備份離子分離器與離子分離器出口控制閥相連；離子分離器出口控制閥與測量對(duì)象轉(zhuǎn)換閥相連。恒溫系統(tǒng)由加熱器、制冷 裝置、攪拌器、熱交換管、水箱測溫探頭、水箱組成；加熱器、攪拌器、熱交換管、水箱測溫探頭裝在水箱內(nèi)；制冷裝置與水箱相連；檢測系統(tǒng)由電導(dǎo)率儀、電子流量計(jì)組成；電導(dǎo)電極、電子流量計(jì)由管道相連；自動(dòng)校準(zhǔn)系統(tǒng)由標(biāo)樣注入泵、標(biāo)樣控制閥、排水閥、排水泵組成；它們依次由管道相連；數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)為一臺(tái)工控機(jī)。
樣品制備系統(tǒng)的測量對(duì)象轉(zhuǎn)換閥與恒溫系統(tǒng)的熱交換管相連；恒溫系統(tǒng)的熱交換管與檢測系統(tǒng)的電導(dǎo)率儀相連；自動(dòng)校準(zhǔn)系統(tǒng)的標(biāo)樣控制閥通過測量/校準(zhǔn)轉(zhuǎn)換閥與檢測系統(tǒng)的電導(dǎo)率儀相連；
溫度探頭、超溫保護(hù)閥、測量對(duì)象轉(zhuǎn)換閥、離子分離器、離子分離器入口控制閥、離子分離器出口控制閥，加熱器、制冷裝置、水箱測溫探頭、標(biāo)樣注入泵、標(biāo)樣控制閥、排水閥、排水泵組成；測量/校準(zhǔn)轉(zhuǎn)換閥、電導(dǎo)率儀、電子流量計(jì)分別通過導(dǎo)線與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)相連。在線式工業(yè)離子色譜分析測量裝置的工作方式樣品通過水樣流量調(diào)整閥I進(jìn)入溫度探頭2對(duì)樣品溫度進(jìn)行測量，如果溫度超過45°C則超溫保護(hù)閥5動(dòng)作，樣品直接排掉，如果溫度低于45°C則由測量對(duì)象轉(zhuǎn)換閥8控制，當(dāng)裝置進(jìn)行比電導(dǎo)率和離子總含量的分析測量時(shí)水樣不經(jīng)過分離器3或4，直接進(jìn)入恒溫系統(tǒng)，恒溫系統(tǒng)由加熱器16、水箱測溫探頭17、制冷裝置18、攪拌器19、樣品熱交換管22、水箱21組成，水樣經(jīng)過樣品熱交換管22與水箱21中的液體進(jìn)行熱交換，將水樣溫度嚴(yán)格控制在25± I°C，然后水樣進(jìn)入檢測系統(tǒng)進(jìn)行測量，檢測系統(tǒng)由電子流量計(jì)14、電導(dǎo)率儀15組成，電導(dǎo)率儀15為高精度電導(dǎo)率儀，其電極常數(shù)為0. OOlcm'當(dāng)裝置進(jìn)行氫電導(dǎo)率與陰離子含量的分析測量時(shí)，水樣進(jìn)入離子分離器3或4，離子分離器為兩套，一用一備，當(dāng)一套失效后，可以由分離器入口控制閥6和分離器出口控制閥7控制自動(dòng)切換到另一套運(yùn)行。水樣在離子分離器中實(shí)現(xiàn)陰、陽離子的分離，再進(jìn)入檢測系統(tǒng)進(jìn)行測量。本裝置還具備電導(dǎo)率儀15自動(dòng)校準(zhǔn)功能，當(dāng)裝置進(jìn)行電導(dǎo)率儀15自動(dòng)校準(zhǔn)操作時(shí)，測量/校準(zhǔn)切換閥9動(dòng)作，測量水樣被切斷，同時(shí)標(biāo)樣注入泵12啟動(dòng)，標(biāo)樣控制閥11打開，排水閥10打開，排水泵13啟動(dòng)，使用標(biāo)液對(duì)管道進(jìn)行沖洗，沖洗一定時(shí)間后，排水閥10關(guān)閉，排水泵13停止，使標(biāo)液進(jìn)入電導(dǎo)率儀15，對(duì)電導(dǎo)率儀15進(jìn)行校準(zhǔn)。以上所有測量信號(hào)都通過電路匯入數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)20，由數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)20處理后發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào)進(jìn)行控制，傳感器的測量信號(hào)也經(jīng)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)20處理后過進(jìn)入數(shù)據(jù)終端顯示，同時(shí)通過GPRS無線通訊技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)測量數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸以及“裝置”的遠(yuǎn)程升級(jí)與監(jiān)控。本裝置可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)比電導(dǎo)率的分析測量、氫電導(dǎo)率的分析測量、離子總含量的分析測量與陰離子含量的分析測量四項(xiàng)功能，其性能指標(biāo)為比電導(dǎo)率測量范圍0 lO.Oii S/cm，誤差±0. 5% FS ；氫電導(dǎo)率測量范圍0 5. 0iiS/cm，誤差±1.0% FS;離子總含量測量范圍0 300ii g/kg，誤差±10% FS ;陰離子含量測量范圍0 150ii g/kg，誤差±10% FS。


圖I是本在線式工業(yè)離子色譜分析測量裝置的連接示意圖。
具體實(shí)施例方式本在線式工業(yè)離子色譜分析測量裝置主要由樣品制備系統(tǒng)、恒溫系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)、自動(dòng)校準(zhǔn)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)組成；樣品制備系統(tǒng)與恒溫系統(tǒng)之間，恒溫系統(tǒng)與檢測系統(tǒng)之間使用不銹鋼管道連接，自動(dòng)校準(zhǔn)系統(tǒng)與檢測系統(tǒng)之間也使用不銹鋼管道連接。
樣品制備系統(tǒng)由水樣流量調(diào)整閥I、溫度探頭2、超溫保護(hù)閥5、測量對(duì)象轉(zhuǎn)換閥8、離子分離器3和4、離子分離器入口控制閥6和離子分離器出口控制閥7組成，水樣流量調(diào)整閥I與超溫保護(hù)閥相聯(lián)5，中間設(shè)有溫度探頭2 ;超溫保護(hù)閥5為三通閥，超溫保護(hù)閥5的一通為直排水，超溫保護(hù)閥的另一通分別與離子分離器入口控制閥6和測量對(duì)象轉(zhuǎn)換閥8相通；離子分離器入口控制閥6分別與離子分離器3和備份離子分離器4相連；離子分離器3和備份離子分離器4與離子分離器出口控制閥7相連；離子分離器出口控制閥7與測量對(duì)象轉(zhuǎn)換閥8相連；
恒溫系統(tǒng)由加熱器16、制冷裝置18、攪拌器19、熱交換管22、水箱測溫探頭17、水箱21組成；加熱器16、攪拌器19、熱交換管22、水箱測溫探頭17裝在水箱21內(nèi)；制冷裝置18與水箱21相連；檢測系統(tǒng)由電導(dǎo)率儀15、電子流量計(jì)14組成；電導(dǎo)率儀15、電子流量計(jì)14由管道相連；自動(dòng)校準(zhǔn)系統(tǒng)由標(biāo)樣注入泵12、標(biāo)樣控制閥11、排水閥10、排水泵13組成；它們依次由管道相連；數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)為一臺(tái)工控機(jī)20 ；樣品制備系統(tǒng)的測量對(duì)象轉(zhuǎn)換閥8與恒溫系統(tǒng)的熱交換管22相連；恒溫系統(tǒng)的熱交換管22與檢測系統(tǒng)的電導(dǎo)率儀15相連；自動(dòng)校準(zhǔn)系統(tǒng)的標(biāo)樣控制閥11通過測量/校準(zhǔn)轉(zhuǎn)換閥9與檢測系統(tǒng)的電導(dǎo)率儀15相連；溫度探頭2、超溫保護(hù)閥5、測量對(duì)象轉(zhuǎn)換閥8、離子分離器3和4、離子分離器入口控制閥6、離子分離器出口控制閥7，加熱器16、制冷裝置18、水箱測溫探頭17、標(biāo)樣注入泵12、標(biāo)樣控制閥11、排水閥10、排水泵13組成；測量/校準(zhǔn)轉(zhuǎn)換閥9、電導(dǎo)率儀15、電子流量計(jì)14分別通過導(dǎo)線與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)相連。
權(quán)利要求
1.一種在線式工業(yè)離子色譜分析測量裝置，其特征在于主要由樣品制備系統(tǒng)、恒溫系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)、自動(dòng)校準(zhǔn)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)組成；樣品制備系統(tǒng)與恒溫系統(tǒng)之間，恒溫系統(tǒng)與檢測系統(tǒng)之間使用不銹鋼管道連接，自動(dòng)校準(zhǔn)系統(tǒng)與檢測系統(tǒng)之間也使用不銹鋼管道連接；樣品制備系統(tǒng)、恒溫系統(tǒng)、自動(dòng)校準(zhǔn)系統(tǒng)及檢測系統(tǒng)與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)連接；數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)為一臺(tái)工控機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的在線式工業(yè)離子色譜分析測量裝置，其特征在于樣品制備系統(tǒng)由水樣流量調(diào)整閥、溫度探頭、超溫保護(hù)閥、測量對(duì)象轉(zhuǎn)換閥、離子分離器、離子分離器入口控制閥和離子分離器出口控制閥組成，水樣流量調(diào)整閥與超溫保護(hù)閥相聯(lián)，中間設(shè)有溫度探頭；超溫保護(hù)閥為三通閥，超溫保護(hù)閥的一通為直排水，超溫保護(hù)閥的另一通分別與離子分離器入口控制閥和測量對(duì)象轉(zhuǎn)換閥相通；離子分離器入口控制閥分別與離子分離器和備份離子分離器相連；離子分離器和備份離子分離器與離子分離器出口控制閥相連；離子分離器出口控制閥與測量對(duì)象轉(zhuǎn)換閥相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的在線式工業(yè)離子色譜分析測量裝置，其特征在于恒溫系統(tǒng)由加熱器、制冷裝置、攪拌器、熱交換管、水箱測溫探頭、水箱組成；加熱器、攪拌器、熱交換管、水箱測溫探頭裝在水箱內(nèi)；制冷裝置與水箱相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的在線式工業(yè)離子色譜分析測量裝置，其特征在于檢測系統(tǒng)由電導(dǎo)率儀、電子流量計(jì)組成；電導(dǎo)電極、電子流量計(jì)由管道相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的在線式工業(yè)離子色譜分析測量裝置，其特征在于自動(dòng)校準(zhǔn)系統(tǒng)由標(biāo)樣注入泵、標(biāo)樣控制閥、排水閥、排水泵組成；它們依次由管道相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5所述的在線式工業(yè)離子色譜分析測量裝置，其特征在于樣品制備系統(tǒng)的測量對(duì)象轉(zhuǎn)換閥與恒溫系統(tǒng)的熱交換管相連；恒溫系統(tǒng)的熱交換管與檢測系統(tǒng)的電導(dǎo)率儀相連；自動(dòng)校準(zhǔn)系統(tǒng)的標(biāo)樣控制閥通過測量/校準(zhǔn)轉(zhuǎn)換閥與檢測系統(tǒng)的電導(dǎo)率儀相連；溫度探頭、超溫保護(hù)閥、測量對(duì)象轉(zhuǎn)換閥、離子分離器、離子分離器入口控制閥、離子分離器出口控制閥，加熱器、制冷裝置、水箱測溫探頭、標(biāo)樣注入泵、標(biāo)樣控制閥、排水閥、排水泵組成；測量/校準(zhǔn)轉(zhuǎn)換閥、電導(dǎo)率儀、電子流量計(jì)分別通過導(dǎo)線與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)相連。
全文摘要
一種在線式工業(yè)離子色譜分析測量裝置，專門針對(duì)火電機(jī)組，應(yīng)用于工業(yè)流程中，采用液相色譜技術(shù)進(jìn)行水汽質(zhì)量的在線分析測量的檢測儀器。本在線式工業(yè)離子色譜分析測量裝置主要由樣品制備系統(tǒng)、恒溫系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)、自動(dòng)校準(zhǔn)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)組成；樣品制備系統(tǒng)與恒溫系統(tǒng)之間，恒溫系統(tǒng)與檢測系統(tǒng)之間使用不銹鋼管道連接，自動(dòng)校準(zhǔn)系統(tǒng)與檢測系統(tǒng)之間也使用不銹鋼管道連接；樣品制備系統(tǒng)、恒溫系統(tǒng)、自動(dòng)校準(zhǔn)系統(tǒng)及檢測系統(tǒng)與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)連接。使用本裝置可以對(duì)火電廠水汽介質(zhì)中離子總含量和陰離子含量進(jìn)行實(shí)時(shí)、連續(xù)的監(jiān)督、控制，從而達(dá)到有效地扼制和緩解因熱力設(shè)備腐蝕和積鹽對(duì)火電廠安全經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)所構(gòu)成的威脅的目的。
文檔編號(hào)G01N30/88GK102621263SQ20121005861
公開日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年2月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月29日
發(fā)明者丁杰, 劉江, 孫利強(qiáng), 田文濤, 郭曉紅, 韓秀峰 申請(qǐng)人:內(nèi)蒙古電力科學(xué)研究院