[實用新型]測量熱水系統(tǒng)中氧化還原電勢和溫度的設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200820001554.3
• 申請日: 2008-01-29
• 公開（公告）號: CN201194017Y
• 公開（公告）日: 2009-02-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 彼得·D·希克斯;M·亞歷山德拉·科諾斯
• 申請（專利權(quán)）人: 納爾科公司
• 主分類號: G01R19/10
• 分類號: G01R19/10;G01K7/22;G05B19/048
• 代理公司: 北京安信方達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 顏濤;鄭霞

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種氧化還原電勢和溫度的測量設(shè)備。更具體地說， 本實用新型涉及一種與熱水系統(tǒng)中的腐蝕抑制程序一起使用的氧化還原 電勢和溫度的測量和監(jiān)控設(shè)備。本實用新型尤其與氧化還原電勢和溫度測 量和監(jiān)控設(shè)備有關(guān)，該測量和監(jiān)控設(shè)備的輸出信號用于確定影響和控制工 業(yè)鍋爐系統(tǒng)中氧化還原電勢的化學(xué)品的進(jìn)給速率。

背景技術(shù)

在熱水系統(tǒng)例如工業(yè)鍋爐中，因增大的氧化還原電勢而引起的腐蝕成 為主要關(guān)注的問題。氧對鍋爐水工業(yè)中所使用的合金的親和力是引起許多 腐蝕現(xiàn)象的原因。這種腐蝕是一個復(fù)雜的過程，不但取決于系統(tǒng)中氧的量， 而且還取決于諸如水化學(xué)和冶金方面的因素。例如，水中存在的其他物種 能將氧轉(zhuǎn)變成侵蝕性腐蝕力，或者能使冶金鈍化。其他重要因素是溫度、 壓力、流體速度和操作實踐。雖然氧可能是腐蝕過程中的主要組分或重要 組分，但它并不是唯一的組分。

減少熱水系統(tǒng)中氧腐蝕的常規(guī)方法是通過機(jī)械化學(xué)方法來去除大部 分分子溶解氧。絕大部分溶解氧都是通過采用機(jī)械除氣而被減少到十億分 之一的范圍的。水通常在通風(fēng)容器中被加熱到沸點溫度以上，從而導(dǎo)致溶 解氧的溶解度隨溫度的升高而減小。除氣器所特有的流體動力學(xué)和操作問 題使水中留存了十億分之一的溶解氧。氧凈化劑是用于重復(fù)地將溶解氧的 值降到低而恒定的值的化學(xué)品。許多這種凈化劑還起到鈍化腐蝕抑制劑的 作用。除氣器并不總是完全有效；如果它們完全有效的話，那么就可能再 也不需要純凈化劑了，不過添加增強(qiáng)金屬鈍化的化學(xué)品是毫無疑問的。在 某些情形中，添加氧凈化劑是防止除氣器可能出現(xiàn)故障可能性的安全保險 措施。添加凈化劑也可以防止空氣滲入到系統(tǒng)中。

傳統(tǒng)上，供給到鍋爐給水的氧凈化劑的量基于給水中溶解氧的量加上 一些過量凈化劑。供給的過量凈化劑的量基于鍋爐給水或鍋爐水本身期望 的殘余凈化劑濃度，即過量凈化劑的量是凈化劑的過量濃度和鍋爐周期的 函數(shù)。此供給控制方案存在若干問題。第一個問題是不能有效地控制凈化 劑的進(jìn)給速率。在減少殘余凈化劑并采取糾正措施之前，高氧條件會存在 很長一段時間。

第二個問題是鍋爐水中存在的殘余凈化劑并不能簡單地表示系統(tǒng)得 到了令人滿意的處理。根據(jù)條件(如，低溫或短的滯留時間)，給水中可 以同時具有高的氧濃度和足夠的凈化劑。當(dāng)這種富氧的給水送達(dá)鍋爐時， 用蒸汽閃蒸出氧而在鍋爐水中留存下未反應(yīng)的凈化劑。在極端情況下，結(jié) 果可能是在進(jìn)鍋爐之前和冷凝系統(tǒng)中不能接受的高溶解氧水平，同時在鍋 爐本身中具有氧凈化劑的期望殘余濃度。

在使用超高純度的水的某些高壓鍋爐(直流)中，已經(jīng)采用了不同的 方法。不使用氧凈化劑。事實上，少量分子氧是有意添加到給水中的。在 小心控制的鍋爐水化學(xué)條件下，氧(即，氧化劑)作為碳鋼的鈍化劑。所 采用的氧濃度遠(yuǎn)小于空氣飽和(8ppm的溶解氧)值，因此使用了一些除氣 法。通常在添加受控量的氧之前，更容易在一定程度上除氣。

工業(yè)鍋爐系統(tǒng)中的腐蝕通常發(fā)生在工作(即，高的)溫度和壓力下。 最有效且最準(zhǔn)確的操作和控制數(shù)據(jù)基于實際工作條件下所得到的測量結(jié) 果。在鍋爐給水溫度和壓力下匯總這些標(biāo)示了對系統(tǒng)的腐蝕應(yīng)力的數(shù)據(jù)難 以進(jìn)行或很少能做到。傳統(tǒng)上，已經(jīng)在室溫和壓力下對從系統(tǒng)所取的樣品 測量了氧化還原電勢。這種室溫測量結(jié)果和其他常規(guī)測量結(jié)果例如溶解 氧、特定冶金學(xué)腐蝕速率(metallurgy-specific?corrosion?rate)或殘余凈化 劑測量結(jié)果不能夠檢測多數(shù)腐蝕現(xiàn)象和應(yīng)力。

因此，存在一種持續(xù)需要來有效地測量和監(jiān)控工作溫度和壓力下熱水 系統(tǒng)中的氧化還原電勢。這種監(jiān)控能夠主動調(diào)整給水化學(xué)(如氧、氧凈化 劑、還原劑和氧化劑)，而不是在腐蝕發(fā)生之后才做出反應(yīng)性調(diào)整。包括 氧凈化劑/鈍化程序的給水化學(xué)的持續(xù)、實時優(yōu)化會預(yù)防腐蝕問題，而腐蝕 問題會造成蒸汽量損失、停機(jī)時間、資產(chǎn)壽命減少和運營成本增高。

實用新型內(nèi)容