一种基于分子探针法的火电厂水汽系统铁含量检测方法及装置与流程

1.本发明涉及电厂水化学检测领域，具体涉及一种基于分子探针法的火电厂水汽系统铁含量检测方法及装置。


背景技术：

2.机组停运时，由于各种原因导致管道存在不同程度腐蚀，因此在机组启动时，要严格按照规程进行冷态冲洗和热态冲洗，以彻底清除腐蚀产物，尤其是铁的腐蚀产物，因此，在机组启动时，测定水中的铁含量尤其重要，目前电厂常用的测定方法是邻菲罗啉分光光度法在实验室进行测定，该方法具有延后性，不能及时反馈腐蚀产物铁含量，造成冲洗水的浪费。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种基于分子探针法的火电厂水汽系统铁含量检测方法及装置，本发明可以在线测定火电厂启动时水汽系统腐蚀产物铁含量的测定，操作方便快捷，无需人为操作，节省人力成本，自动化程度高。
4.为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
5.一种基于分子探针法的火电厂水汽系统铁含量检测装置，包括检测系统、加药系统和控制系统；
6.所述检测系统包括通过管路依次连通的第一流量泵、加热管、冷凝管、臭氧氧化器、检测器及废液池；取样点水样与第一流量泵1入口相连；
7.所述加药系统包括第二流量泵、第三流量泵、第四流量泵、第五流量泵、盐酸药罐、碱液药罐、缓冲液药罐及分子探针药罐；所述盐酸药罐出口与第二流量泵入口相连，第二流量泵出口与加热管入口相连，碱液药罐出口与第三流量泵入口相连，第三流量泵出口与臭氧氧化器出口相连，缓冲液药罐出口与第四流量泵入口相连，第四流量泵出口与检测器入口相连，分子探针药罐出口与第五流量计入口相连，第五流量泵出口与检测器入口相连；
8.所述控制系统包括第一流量泵控制模块、第二流量泵控制模块、第三流量泵控制模块、第四流量泵控制模块、第五流量泵控制模块及连锁逻辑控制模块；第一流量泵控制模块连接第一流量泵，第二流量泵控制模块连接第二流量泵，第三流量泵控制模块连接第三流量泵，第四流量泵控制模块连接第四流量泵，第五流量泵控制模块连接第五流量泵；第一流量泵控制模块、第二流量泵控制模块、第三流量泵控制模块、第四流量泵控制模块和第五流量泵控制模块均连接连锁逻辑控制模块。
9.所述加热管和冷凝管中待测水样通过的管路为耐酸耐高温的玻璃材质，臭氧氧化器管路为耐强氧化玻璃材质，其他管路均为聚四氟乙烯材质。
10.所述第一流量泵、第二流量泵、第三流量泵、第四流量泵、第五流量泵、盐酸药罐、碱液药罐、缓冲剂药罐、分子探针药罐的材质均为聚四氟乙烯材质。所述检测器和废液池均
为密闭池。
11.一种基于分子探针法的火电厂水汽系统铁含量检测装置的检测方法，包括以下步骤：
12.在测定水样时，取一定体积的取样点待测水样，第一流量泵控制模块控制第一流量泵的流量和运行时间，并传入连锁逻辑控制模块，第二流量泵控制模块控制第二流量泵向待测水样中加入盐酸后，通过加热管，将待测水样中非溶解态的铁转化为溶解态铁，冷凝管将待测水样冷凝至室温，臭氧氧化器将待测水样中各个价态铁离子氧化为三价铁离子；
13.第三流量泵控制模块控制第三流量泵加入碱液，第四流量泵控制模块控制第四流量泵加入缓冲液，通过加碱液和缓冲液调节待测水样ph至中性，待测水样流入检测器中，第五流量泵控制模块启动第五流量泵，向待测水样中加入分子探针，检测器发射荧光激发光谱和发射光谱，捕获荧光强度发生明显突变时的光信号，传入连锁逻辑控制模块，连锁逻辑控制模块接收发生明显突变时的电信号后，读取第五流量泵控制模块的流量以及运行时间，并控制第五流量泵控制模块停止第五流量泵，连锁逻辑控制模块控制检测器打开检测器的出口端，将废液排放至废液池收集。
14.可选的，所述连锁逻辑控制模块计算待测水样中铁含量公式如下：
[0015][0016]
分子探针药罐中分子探针的物质的量为aμmol/l。
[0017]
可选的，所述碱液药罐中的碱液是20％氢氧化钠、1 1氨水和20％氢氧化钾中的任意一种。
[0018]
可选的，所述分子探针药罐中的分子探针为水溶性姜黄素的schiff碱fe
3
。
[0019]
可选的，所述缓冲剂药罐中的缓冲液为tris-hcl。
[0020]
可选的，第一流量泵的流量为20～80ml/min，第二流量泵的流量为0.1～5ml/min，第三流量泵的流量为0.5～7ml/min，第四流量泵的流量为0.5～6ml/min，第五流量泵的流量为1ml/min。
[0021]
本发明和现有技术相比具有以下优点：
[0022]
本发明对于火电厂启机过程中，水汽系统腐蚀产物铁含量是控制的重要参数，铁腐蚀产物只有满足标准要求，才能进行下一级冲洗，因此本发明装置在分子探针法的基础上，通过在线装置测定水汽系统中各取样点铁含量，可及时反馈水汽系统铁含量，从根本上解决目前电厂启机过程中铁含量反馈速度低，大量冲洗水浪费的情况。本发明可以在线测定火电厂启动时水汽系统腐蚀产物铁含量的测定，操作方便快捷，无需人为操作，节省人力成本，自动化程度高。通过分子探针与火电厂水汽系统铁含量的结合，能够准确快速测定启机时水汽系统铁含量，为节省冲洗水提供了保障，满足火电厂启机时需对铁含量快速反馈的要求。
附图说明
[0023]
在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本发明公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本发明的理解，并不是具体限定本发明各部件的形状和比例尺寸。在附图中：
[0024]
图1是本发明的系统示意图；
[0025]
图2是本发明的控制系统示意图。
[0026]
其中，1为第一流量泵，2为加热管，3为冷凝管，4位臭氧氧化器，5为检测器，6个废液池，7为第二流量泵，8为第三流量泵，9为第四流量泵，10为第五流量泵，a为盐酸药罐，b为碱液药罐，c为缓冲液药罐，d为分子探针药罐，k1为第一流量泵控制模块，k7为第二流量泵控制模块，k8为第三流量泵控制模块，k9为第四流量泵控制模块，k10为第五流量泵控制模块，k5为连锁逻辑控制模块。
具体实施方式
[0027]
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
[0028]
需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施例。
[0029]
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0030]
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
[0031]
如图1所示，本发明一种基于分子探针法的火电厂水汽系统铁含量检测装置，包括检测系统、加药系统和控制系统；
[0032]
所述检测系统包括第一流量泵1、加热管2、冷凝管3、臭氧氧化器4、检测器5及废液池6；取样点水样与第一流量泵1入口相连，第一流量泵1出口与加热管2入口相连，加热管2出口与冷凝管3入口相连，冷凝管3出口与臭氧氧化器4入口相连，臭氧氧化器4出口与检测器5入口相连，检测器5出口与废液池6入口相连。
[0033]
所述加药系统包括第二流量泵7，第三流量泵8，第四流量泵9，第五流量泵10，盐酸药罐a，碱液药罐b，缓冲液药罐c，分子探针药罐d。所述盐酸药罐a出口与第二流量泵7入口相连，第二流量泵7出口与加热管2入口相连，碱液药罐b出口与第三流量泵8入口相连，第三流量泵8出口与臭氧氧化器4出口相连，缓冲液药罐c出口与第四流量泵9入口相连，第四流量泵9出口与检测器5入口相连，分子探针药罐d出口与第五流量计10入口相连，第五流量泵10出口与检测器5入口相连。
[0034]
所述控制系统包括第一流量泵控制模块k1，第二流量泵控制模块k7，第三流量泵控制模块k8，第四流量泵控制模块k9，第五流量泵控制模块k10，连锁逻辑控制模块k5。第一流量泵控制模块k1连接第一流量泵1，并控制第一流量泵流量和运行时间，第二流量泵控制模块k7连接第二流量泵7，并控制第二流量泵7流量和运行时间，第三流量泵控制模块k8连
接第三流量泵8，并控制第三流量泵8流量和运行时间，第四流量泵控制模块k9连接第四流量泵9，并控制第四流量泵9流量和运行时间，第五流量泵控制模块k10连接第五流量泵10，并控制第五流量泵10流量和运行时间。第一流量泵控制模块k1、第二流量泵控制模块k7、第三流量泵控制模块k8、第四流量泵控制模块k9和第五流量泵控制模块k10均将信号引入连锁逻辑控制模块k5，由连锁逻辑控制模块k5统一控制。
[0035]
本发明基于分子探针法的火电厂水汽系统铁含量检测装置，可以在线测定水汽系统铁含量，加药少，及时反馈腐蚀产物铁含量，节约启机时大量冲洗水，保护环境。
[0036]
作为本发明的优选实施方式，加热管2和冷凝管3中待测水样通过的管路为耐酸耐高温的玻璃材质，臭氧氧化器管路为耐强氧化玻璃材质，其他管路均为聚四氟乙烯材质。
[0037]
作为本发明的优选实施方式，第一流量泵1、第二流量泵7、第三流量泵8、第四流量泵9、第五流量泵10、盐酸药罐a、碱液药罐b、缓冲剂药罐c、分子探针药罐d的材质均为聚四氟乙烯材质。
[0038]
作为本发明的优选实施方式，检测器5和废液池6均为密闭池，不与大气连通。
[0039]
本发明第二个目的是提供一种基于分子探针法的火电厂水汽系统铁含量检测方法，基于所述的一种基于分子探针法的火电厂水汽系统铁含量检测装置，能够对火电厂启机时水汽系统铁进行快速在线测定，具体实施方法，包括以下步骤：
[0040]
在测定水样时，取一定体积的取样点待测水样，第一流量泵控制模块k1控制第一流量泵1的流量和运行时间，并传入连锁逻辑控制模块k5，第二流量泵控制模块k7控制第二流量泵7流量和运行时间，待测水样中加入一定体积的盐酸后，通过加热管2，将待测水样中非溶解态的铁转化为溶解态铁，冷凝管3将待测水样冷凝至室温，臭氧氧化器4将待测水样中各个价态铁离子氧化为三价铁离子，第三流量泵控制模块k8控制第三流量泵8加入一定量碱液，第四流量泵控制模块k9控制第四流量泵9加入一定量缓冲液，通过加碱液和缓冲液调节待测水样ph至7.3，待测水样流入检测器5中，第五流量泵控制模块k10启动第五流量泵10，向待测水样中加入分子探针，同时记录运行时间；
[0041]
检测器5发射荧光激发光谱和发射光谱，最大激发和发射波长为380nm和440nm，狭缝2.5/5nm，检测器5捕获荧光强度发生明显突变时的光信号，光信号转化为电信号，传入连锁逻辑控制模块k5，连锁逻辑控制模块k5接收发生明显突变时的电信号后，读取第五流量泵控制模块k10的流量以及运行时间，并控制第五流量泵控制模块k10停止第五流量泵10，连锁逻辑控制模块k5控制检测器5打开检测器5的出口端，将废液排放至废液池6收集。
[0042]
连锁逻辑控制模块k5设定排放废液时间，待时间到，关闭检测器5出口，传送电信号至第一流量泵控制模块k1，第一流量泵控制模块k1启动第一流量泵1，进行下一次测定。
[0043]
其中，连锁逻辑控制模块k5计算待测水样中铁含量公式如下：
[0044][0045]
分子探针药罐中分子探针的物质的量为aμmol/l。
[0046]
作为本发明的优选实施方式，铁浓度测定时间为4分钟测定一组数值。
[0047]
作为本发明的优选实施方式，碱液是20％氢氧化钠、1 1氨水和20％氢氧化钾任意一种。
[0048]
作为本发明的优选实施方式，分子探针为水溶性姜黄素的schiff碱fe
3
。
[0049]
作为本发明的优选实施方式，缓冲液为tris-hcl。
[0050]
作为本发明的优选实施方式，第一流量泵1的流量为20～80ml/min，第二流量泵7的流量为0.1～5ml/min，第三流量泵8的流量为0.5～7ml/min，第四流量泵9的流量为0.5～6ml/min，第五流量泵10的流量为1ml/min。
[0051]
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的和区别类似的对象，两者之间并不存在先后顺序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0052]
应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施例和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照前述权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为申请人没有将该主题考虑为所公开的发明主题的一部分。