一種蒸汽干度在線實時監測系統及監測方法技術方案

技術編號：42659840 閱讀：16 留言：0更新日期：2024-09-10 12:18

本發明專利技術涉及一種蒸汽干度在線實時監測系統及監測方法，包括：給水數據監測段：用于收集給水壓力和溫度變化數據。給水堿度在線監測儀：用于收集給水水樣。出水堿度在線監測儀：用于收集出水水樣。蒸汽數據監測段：用于監測汽水分離器出口段蒸汽壓力和溫度變化。給水堿度在線監測端和出水堿度在線監測儀各自連接水樣收集監測模塊，水樣收集監測模塊用于通過滴定結合光度法檢測給水水樣和出水水樣的堿度濃度。數據控制模塊：完成蒸汽干度校準。本發明專利技術實現了蒸汽干度在線自動實時監測，解決了鍋爐在運行過程中對于蒸汽干度監測的延時性長、人工誤差性大、監測數據不精確的問題、減少了人工使用量，降低了人工成本費用以及設備運行維護費用。

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【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及蒸汽干度監測，尤其涉及一種蒸汽干度在線實時監測系統及監測方法。

技術介紹

1、在單位空間和單位時間內，液態水轉化為氣態水的分子數目與氣態水轉化為液態水的分子數目相等時，這樣的水蒸汽稱為飽和水蒸汽。把含有懸浮液滴的飽和蒸汽稱為濕飽和蒸汽，把不含有懸浮液滴的飽和蒸汽稱為干飽和蒸汽。所謂蒸汽干度是指濕飽和蒸汽中所含干飽和蒸汽的質量百分比。

2、在許多工業領域中，蒸汽干度是設備運行的重要參數。例如在石油開發領域中，油田注汽鍋爐需在高溫高壓環境下長期工作，而由于注汽鍋爐蒸汽干度監測方法測定誤差過大以及注汽鍋爐頻繁工作，使得蒸汽干度大幅度變化，進而導致爐管表面溫度變化，產生爆管事故。

3、目前現場常用的蒸汽干度檢測方法包括人工化驗方法、熱力學法、非熱力學方法。其中人工化驗方法簡單、易于操作且精確度相對較高，但其分析時間相對滯后，不能及時反映現場生產情況，且測量結果還會由于操作精細程度、熟練程度等帶來誤差。熱力學法采用的是與熱力學有關的理論來測量蒸汽干度的，包括節流法、混合法、加熱法、相分離法、凝結法等，這類方法均屬于抽氣取樣法，對取樣方式要求較高，而現有設備維護往往不夠精細，易造成由于設備維護不到位而使得取樣和測量誤差較大的問題，以至于達不到精細測量的目的。非熱力學法主要有光學測量法、微波測量法、放射法、電導率法、示蹤法、臨界速度法等，這些方法往往對設備和鍋爐場景要求較高，設備使用和安裝受限多，不容易推廣和使用。

技術實現思路

1、(一)要解決的技術問題</p>

2、鑒于現有技術的上述缺點、不足，本專利技術提供一種蒸汽干度在線實時監測系統及監測方法，其解決了現有技術存在的測量精細程度不高、誤差大及設備使用和安裝受限多進而導致的不容易推廣和使用的技術問題。

3、(二)技術方案

4、為了達到上述目的，本專利技術采用的主要技術方案包括：

5、第一方面，本專利技術提供一種蒸汽干度在線實時監測系統，所述系統包括：

6、給水數據監測段：用于設備給水段給水壓力變化的數據收集。給水堿度在線監測儀：用于收集流進設備給水段給水水樣。出水堿度在線監測儀：用于收集設備汽水分離器出水口段出水水樣。蒸汽數據監測段：用于監測汽水分離器出口段蒸汽壓力變化和溫度。給水堿度在線監測端和出水堿度在線監測儀連接水樣收集監測模塊，水樣收集監測模塊用于通過滴定法和光度法檢測給水水樣和出水水樣的堿度濃度。數據控制模塊：連接給水數據監測段、蒸汽數據監測段和水樣收集監測模塊，并利用給水數據監測段、蒸汽數據監測段和水樣收集監測模塊的數據完成蒸汽干度校準。

7、可選的，給水堿度在線監測端和出水堿度在線監測儀分別為設置在設備給水段和設備汽水分離器出水口段的取樣器。水樣收集監測模塊包括水質采樣收集系統、試劑滴定分析系統和光學終點監測系統。水質采樣收集系統包括抽液蠕動泵、液體計量器和液位傳感器。抽液蠕動泵連接液體計量器，液位傳感器設置在所述液體計量器上。試劑滴定分析系統包括多位閥、柱塞泵、兩位三通閥和多個滴定液儲存瓶。柱塞泵通過兩位三通閥連接其中一個滴定液儲存瓶，其他滴定液儲存瓶與多位閥連接。多位閥連接液體計量器和取樣器。光學終點監測系統包括滴定池、攪拌裝置、排液蠕動泵和光學終點判斷系統。滴定池連接多位閥及兩位三通閥。攪拌裝置對應滴定池設置，以對滴定池內的液體完成攪拌。光學終點判斷系統對應滴定池設置以對滴定池內的液體完成吸光度檢測。排液蠕動泵連接滴定池。抽液蠕動泵、多位閥、柱塞泵、液位傳感器、兩位三通閥和光學終點判斷系統均連接數據控制模塊。

8、可選的，攪拌裝置包括設置在滴定池內的攪拌磁子以及與攪拌磁子對應設置，并用于驅動攪拌磁子的磁力攪拌器。磁力攪拌器連接數據控制模塊。

9、可選的，光學終點判斷系統包括光電源和光電池。光電源和光電池位于滴定池的兩側設置。光電源和光電池連接數據控制模塊。

10、可選的，數據控制模塊包括監測數據歸納系統、數據處理系統和數據備份系統。監測數據歸納系統包括模擬量擴展模塊、水質數據輸出擴展模塊和汽液數據輸入擴展模塊。擬量擴展模塊與水質數據輸出擴展模塊連接，水質數據輸出擴展模塊與汽液數據輸入擴展模塊連接。數據處理系統包括可編程控制器。可編程控制器與模擬量擴展模塊連接。模擬量擴展模塊的模擬量輸入端連接光電池，水質數據輸出擴展模塊的不同數據輸出端分別連接兩位三通閥和光電源。汽液數據輸入擴展模塊的不同數據輸出端分別連接給水數據監測段和蒸汽數據監測段。可編程控制器的不同數據輸出端分別連接抽液蠕動泵、柱塞泵和液位傳感器。

11、第二方面，本專利技術提供一種蒸汽干度在線實時監測方法，該方法利用前述的一種蒸汽干度在線實時監測系統實施。

12、可選的，該方法步驟如下：步驟1、收集設備給水段給水水樣和設備汽水分離器出水口段出水水樣。步驟2、通過滴定法和光度法檢測所述給水水樣的堿度濃度cx1和所述出水水樣的堿度濃度cx2，根據公式求出蒸汽干度值a。步驟3、通過蒸汽干度值a校準蒸汽干度公式，再將實時采集的壓力差信號與溫度信號代入校準后的蒸汽干度公式，獲得校準后的設備蒸汽干度值b；所述實時采集的壓力差信號與溫度信號包括：設備給水段給水壓力變化信號和溫度信號，以及汽水分離器出口段蒸汽壓力變化信號和溫度信號。

13、可選的，步驟2中的給水水樣的堿度濃度cx1和出水水樣的堿度濃度cx2通過如下方式獲得：(一)、取試劑a：甲基橙溶液；試劑b：酚酞溶液；試劑d：硫酸溶液。(二)、獲得收集的水樣的參比光電壓u0。(三)、將所述試劑a與步驟(二)中所述水樣混合。(四)、向該混合物內逐步滴定所述試劑d形成三者混合物，并根據吸光度a判斷所述試劑d的滴定終點，并獲的滴定終點脈沖數nx；(五)、利用上述滴定終點脈沖數nx得出被檢測水樣成分的濃度cx＝(nx-b)/k；其中k，b為預設值；cx為給水水樣的堿度濃度cx1或所述出水水樣的堿度濃度cx2。

14、可選的，步驟3中的蒸汽干度公式為：

15、χ＝f(δp1，δp2，t蒸，p出，ε，c)

16、δp1—入口檢測段壓差，pa；δp2—出口檢測段壓差，pa；ε為膨脹系數；c為校準系數；χ為蒸汽干度值；p出為汽水分離器出口段蒸汽壓力值；t蒸為汽水分離器出口段蒸汽溫度值。

17、(三)有益效果

18、本專利技術的有益效果是：本專利技術的一種蒸汽干度在線實時監測系統及監測方法，其采用給水堿度在線監測儀收集流進設備給水段給水水樣，采用出水堿度在線監測儀收集設備汽水分離器出水口段出水水樣，之后利用水樣收集監測模塊通過滴定法和光度法檢測給水水樣和出水水樣的堿度濃度。之后在數據控制模塊內并利用檢測得到的給水水樣和出水水樣的堿度濃度得到用于校準的蒸汽干度值。利用該蒸汽干度值校準蒸汽干度公式。

19、采用給水數據監測段收集設備給水段給水壓力變化和溫度數據，采用蒸汽數據監測段監測汽水分離器出口段蒸汽壓力變化和溫度數據，并利用所采集的數據及校準蒸汽干度公式輸出本文檔來自技高網...

【技術保護點】

1.一種蒸汽干度在線實時監測系統,其特征在于：所述系統包括：

2.如權利要求1所述的一種蒸汽干度在線實時監測系統,其特征在于：所述給水堿度在線監測端(2)和所述出水堿度在線監測儀(3)分別為設置在設備給水段和設備汽水分離器出水口段的取樣器(29)；

3.如權利要求2所述的一種蒸汽干度在線實時監測系統,其特征在于：所述攪拌裝置包括攪拌磁子(24)和磁力攪拌器(25)；所述攪拌磁子(24)設置在所述滴定池(21)內；所述磁力攪拌器(25)與所述攪拌磁子(24)對應設置，并用于驅動所述攪拌磁子(24)；所述磁力攪拌器(25)連接所述數據控制模塊(7)。

4.如權利要求2所述的一種蒸汽干度在線實時監測系統,其特征在于：所述光學終點判斷系統包括光電源(22)和光電池(23)；所述光電源(22)和所述光電池(23)位于所述滴定池(21)的兩側；所述光電源(22)和所述光電池(23)連接所述數據控制模塊(7)。

5.如權利要求4所述的一種蒸汽干度在線實時監測系統,其特征在于：所述滴定池(21)的底部設置有排液管(47)；所述排液管(47)的上部為

6.如權利要求4所述的一種蒸汽干度在線實時監測系統,其特征在于：所述滴定池(21)的底部設置有排液管(47)；所述排液管(47)的上部為圓柱形管段(471)，用于連接所述滴定池(21)的底部；所述排液管(47)的下部為圓錐形管段(472)，用于通過軟管(49)連接所述排液蠕動泵(26)；所述排液管(47)外套設有抱緊管(48)；所述抱緊管(48)包括上管段(481)和下管段(482)；所述上管段(481)為圓柱形管，所述下管段(482)為錐形管；所述下管段(482)的內壁與圓錐形管段(472)的外壁之間形成用于夾持軟管(49)的間隙；通過所述上管段(481)帶動所述下管段(482)上下移動進而夾持所述間隙內的軟管(49)。

7.如權利要求4所述的一種蒸汽干度在線實時監測系統,其特征在于：所述數據控制模塊(7)包括監測數據歸納系統(13)、數據處理系統(14)和數據備份系統(15)；

8.一種蒸汽干度在線實時監測方法，其特征在于：所述方法利用權利要求1-7中任意一項所述的一種蒸汽干度在線實時監測系統實施；所述方法步驟如下：

9.如權利要求8所述的蒸汽干度在線實時監測方法，其特征在于：步驟2中所述給水水樣的堿度濃度Cx1和所述出水水樣的堿度濃度Cx2通過如下方式獲得：

10.如權利要求8所述的蒸汽干度在線實時監測方法，其特征在于：

...

【技術特征摘要】

1.一種蒸汽干度在線實時監測系統,其特征在于：所述系統包括：

5.如權利要求4所述的一種蒸汽干度在線實時監測系統,其特征在于：所述滴定池(21)的底部設置有排液管(47)；所述排液管(47)的上部為圓柱形管段(471)，用于連接所述滴定池(21)的底部；所述排液管(47)的下部為圓錐形管段(472)，用于通過軟管(49)連接所述排液蠕動泵(26)；

6.如權利要求4...

【專利技術屬性】
技術研發人員：米俊鋒，張秋實，裴登明，袁廣嬌，
申請(專利權)人：沈陽力創環保科技有限公司，
類型：發明
國別省市：

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