一种水汽中腐蚀性离子联用监测系统及方法与流程

1.本发明属于发电厂水汽系统腐蚀防控领域，涉及一种水汽中腐蚀性离子联用监测系统及方法。


背景技术：

2.随着火力发电机组参数、容量的提高，热力设备的腐蚀防护越来越受到重视。氯离子是水汽中危害最大的腐蚀性阴离子，痕量级的氯离子足以破坏金属表面氧化物保护膜，导致热力设备发生腐蚀损坏。另外，有机污染物也是水汽腐蚀性离子的重要来源。有机物在锅炉高温高压环境下分解，分解产物可能包含多种腐蚀性阴离子导致水汽氢电导率升高，会引起汽轮机低压缸的酸性腐蚀，严重时甚至导致低压缸叶片断裂事故。
3.目前，我国发电厂精处理系统和水汽系统既缺少在线监测氯离子的仪表，又缺少监控有机污染物总有机碳离子toci的手段，也没有能全面分析水汽中腐蚀性阴离子的方法，导致水汽对热力设备的腐蚀性倾向得不到全面系统的评估及诊断。国内电厂相继出现精处理系统漏氯、混床失效终点不明确、蒸汽氢电导率高等诸多问题，存在锅炉管及汽轮机叶片的腐蚀损坏极大风险。发电机组汽轮机腐蚀、锅炉腐蚀爆管等事故时有发生，严重影响电厂的安全生产和经济运行。如果能够构建一种水汽中腐蚀性离子联用监测系统，能分析监测水汽中所有“显性”及“隐性”腐蚀性离子，助力电厂及时进行工况调整，将显著提高化学监督的可靠性，但是现有技术中没有类似的公开。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种水汽中腐蚀性离子联用监测系统及方法，该系统及方法能够全面监测水汽中所有可能引发热力设备腐蚀的离子。
5.为达到上述目的，本发明所述的水汽中腐蚀性离子联用监测系统包括水样输入管道、痕量氯离子分析仪、氢电导率表、#1三通阀门、toci分析仪、离子色谱仪、#2三通阀门及#3三通阀门；
6.水样输入管道的出口分为两路，其中，一路与痕量氯离子分析仪相连通，另一路与氢电导率表的#1入口相连通，氢电导率表的#1出口与#1三通阀门的第一开口相连通，#1三通阀门的第二个开口与toci分析仪的入口相连通，#1三通阀门的第三个开口与离子色谱仪相连通，toci分析仪的出口与#2三通阀门的第一开口相连通，#2三通阀门的第二个开口与氢电导率表的#2入口相连通，#2三通阀门的第三个开口与离子色谱仪相连通，氢电导率表的#2出口与#3三通阀门的第一开口相连通，#3三通阀门的第二个开口与排水管连通，#3三通阀门的第三个开口与离子色谱仪相连通。
7.当水样从氢电导率表的#1入口进入时，则氢电导率表的#2出口关闭，水样仅从氢电导率表的#1出口流出；
8.当水样从氢电导率表的#2入口进入时，氢电导率表的#1出口关闭，水样仅从氢电导率表的#2出口流出；
9.toci分析仪内包括氧化单元。
10.还包括控制系统，其中，控制系统与痕量氯离子分析仪、氢电导率表、#1三通阀门、toci分析仪、离子色谱仪、#2三通阀门及#3三通阀门相连接。
11.本发明所述的水汽中腐蚀性离子联用监测方法包括以下步骤：
12.水样输入管道输出的水样分为两路，其中，一路进入痕量氯离子分析仪中进行氯离子浓度检测，另一路进入氢电导率表的#1入口进行氢电导率检测；当氢电导率检测值大于等于第一控制值，则导通#1三通阀门的第一个开口及第三个开口，关闭#1三通阀门的第二个开口，水样从氢电导率表的#1出口流出后进入离子色谱仪中进行多种阴离子检测，当氢电导率检测值小于第一控制值，则导通#1三通阀门的第一个开口及第二个开口，关闭#1三通阀门的第三个开口，水样从氢电导率表的#1出口流出后进入toci分析仪中进行水样氧化和toci检测，当toci检测值大于等于第二控制值，则导通#2三通阀门的第一个开口及第三个开口，关闭#2三通阀门的第二个开口，氧化后的水样从toci分析仪出口流出后进入离子色谱仪中进行多种阴离子检测，当toci检测值小于第二控制值，则导通#2三通阀门的第一个开口及第二个开口，关闭#2三通阀门的第三个开口，氧化后的水样从toci分析仪出口流出后进入氢电导率表的#2入口中进行氢电导率检测，当氧化后的水样氢电导率检测值大于等于第三控制值，则导通#3三通阀门的第一个开口及第三个开口，关闭#3三通阀门的第二个开口，水样从氢电导率表的#2出口流出后进入离子色谱仪中进行多种阴离子检测，当氧化后的水样氢电导率检测值小于第三控制值，则导通#3三通阀门的第一个开口及第二个开口，关闭#3三通阀门的第三个开口，水样从氢电导率表的#2出口流出后经排水管排出。
13.本发明具有以下有益效果：
14.本发明所述的水汽中腐蚀性离子联用监测系统及方法在具体操作时，能够对水汽中所有可能引起热力设备腐蚀的因素进行全面监测，能够检测水汽中的氯离子浓度、氢电导率、toci和水样氧化(有机物分解)后的氢电导率；具体的，当氢电导率超标，则通过离子色谱仪检测水汽中的多种阴离子，如so
42-、no
3-、f-、ch3coo-、hcoo-、no
2-、po
43-等，结合氯离子分析仪的氯离子浓度检测结果，分析出引起氢电导率超标的腐蚀性阴离子种类及浓度；当toci超标，则进一步通过离子色谱仪检测水样氧化(有机物分解)后的多种阴离子，分析出引起toci超标的有机物污染种类及浓度；当水样氧化后的氢电导率超标，则进一步通过离子色谱仪检测水样氧化后的多种阴离子，结合水样氧化前后的氢电导率增量，分析出引起氢电导率升高的可分解有机物杂原子种类及浓度，以实现全面监测水汽中所有可能引发热力设备腐蚀的离子的目的。另外，需要说明的是，由于离子色谱仪需要检测多种阴离子，耗费时间较长，只有当氢电导率、toci或水样氧化后的氢电导率超标时，系统才会进行相应的进一步离子色谱检测，当监测指标均合格时，水样即可快速通过检测，操作方便、简单，有效提高工作效率。
附图说明
15.图1为本发明的结构示意图。
16.其中，1为水样输入管道、2为痕量氯离子分析仪、3为氢电导率表、4为#1三通阀门、5为toci分析仪、6为离子色谱仪、7为#2三通阀门、8为#3三通阀门。
具体实施方式
17.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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的实施例，不是全部的实施例，而并非要限制本发明公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要的混淆本发明公开的概念。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。
18.在附图中示出了根据本发明公开实施例的结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
19.参考图1，本发明所述的水汽中腐蚀性离子联用监测系统包括水样输入管道1、痕量氯离子分析仪2、氢电导率表3、#1三通阀门4、toci分析仪5、离子色谱仪6、#2三通阀门7及#3三通阀门8；水样输入管道1的出口分为两路，其中，一路与痕量氯离子分析仪2相连通，另一路与氢电导率表3的#1入口相连通，氢电导率表3的#1出口与#1三通阀门4的第一开口相连通，#1三通阀门4的第二个开口与toci分析仪5的入口相连通，#1三通阀门4的第三个开口与离子色谱仪6相连通，toci分析仪5的出口与#2三通阀门7的第一开口相连通，#2三通阀门7的第二个开口与氢电导率表3的#2入口相连通，#2三通阀门7的第三个开口与离子色谱仪6相连通，氢电导率表3的#2出口与#3三通阀门8的第一开口相连通，#3三通阀门8的第二个开口与排水管连通，#3三通阀门8的第三个开口与离子色谱仪6相连通；
20.当水样从氢电导率表3的#1入口进入时，则氢电导率表3的#2出口关闭，水样仅从氢电导率表3的#1出口流出；
21.当水样从氢电导率表3的#2入口进入时，氢电导率表3的#1出口关闭，水样仅从氢电导率表3的#2出口流出；
22.toci分析仪5内包括氧化单元，通过所述氧化单元将水样进行氧化，使水样中的有机物分解。
23.本发明所述的水汽中腐蚀性离子联用监测方法包括以下步骤：
24.水样输入管道1输出的水样分为两路，其中，一路进入痕量氯离子分析仪2中进行氯离子浓度检测，另一路进入氢电导率表3的#1入口进行氢电导率检测；当氢电导率检测值大于等于第一控制值，则导通#1三通阀门4的第一个开口及第三个开口，关闭#1三通阀门4的第二个开口，水样从氢电导率表3的#1出口流出后进入离子色谱仪6中进行多种阴离子检测，当氢电导率检测值小于第一控制值，则导通#1三通阀门4的第一个开口及第二个开口，关闭#1三通阀门4的第三个开口，水样从氢电导率表3的#1出口流出后进入toci分析仪5中进行水样氧化和toci检测，当toci检测值大于等于第二控制值，则导通#2三通阀门7的第一个开口及第三个开口，关闭#2三通阀门7的第二个开口，氧化后的水样从toci分析仪5出口流出后进入离子色谱仪6中进行多种阴离子检测，当toci检测值小于第二控制值，则导通#2三通阀门7的第一个开口及第二个开口，关闭#2三通阀门7的第三个开口，氧化后的水样从toci分析仪5出口流出后进入氢电导率表3的#2入口中进行氢电导率检测，当氧化后的水样
氢电导率检测值大于等于第三控制值，则导通#3三通阀门8的第一个开口及第三个开口，关闭#3三通阀门8的第二个开口，水样从氢电导率表3的#2出口流出后进入离子色谱仪6中进行多种阴离子检测，当氧化后的水样氢电导率检测值小于第三控制值，则导通#3三通阀门8的第一个开口及第二个开口，关闭#3三通阀门8的第三个开口，水样从氢电导率表3的#2出口流出后经排水管排出。
25.需要说明的是，本发明通过痕量氯离子分析仪2检测水汽中的氯离子浓度，通过氢电导率表3检测氢电导率，通过toci分析仪5进行水样氧化及toci检测，通过氢电导率表3检测水样氧化后的氢电导率；当氢电导率超标，则通过离子色谱仪6检测水汽中的多种阴离子，如so
42-、no
3-、f-、ch3coo-、hcoo-、no
2-、po
43-等，结合氯离子分析仪2的氯离子浓度检测结果，分析出引起氢电导率超标的腐蚀性阴离子种类及浓度；当toci超标，则进一步通过离子色谱仪6检测水样氧化(有机物分解)后的多种阴离子，分析出引起toci超标的有机物污染种类及浓度；当水样氧化后的氢电导率超标，则进一步通过离子色谱仪6检测水样氧化后的多种阴离子，结合水样氧化前后的氢电导率增量，分析出引起氢电导率升高的可分解有机物杂原子种类及浓度，为查找污染源提供依据。
26.本发明实现了水汽中反映腐蚀倾向的关键指标，氯离子、氢电导率、toci及水样氧化后氢电导率的有效监测，改变目前发电厂部分关键腐蚀性指标处于监控盲区的现状，提高化学监督的可靠性，同时可以进一步分析腐蚀性阴离子的具体种类和浓度，为查找污染物来源提供依据。
27.本发明实现了水汽中腐蚀性离子的全面检测，助力电厂进行水质污染源分析，并及时进行工况调整，避免机组出现因腐蚀性离子及有机物超标引起的热力设备腐蚀、蒸汽氢电导率超标、精处理漏氯等问题，为发电机组的安全经济运行提供保障。