阅读说明：本技术 一种纯水脱气氢电导率的在线测量方法及测量装置 (On-line measuring method and measuring device for pure water degassing hydrogen conductivity ) 是由 许怀鹏 张永福 杜伟华 于 2019-10-21 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种纯水脱气氢电导率的在线测量方法及测量装置,所述测量方法具体步骤为：(1)待测样水进入H+型阳离子交换柱后流出；(2)流出的样水进入脱气柱,脱气柱顶部连接射水抽气器,脱气柱内装有填料层,样水从填料层上部进入,经高效CO<Sub>2</Sub>吸收剂处理过的空气在射水抽气器的作用下从填料层下部进入；从填料层下部进入的空气与从填料层上部下淋的样水接触后,将水中的CO<Sub>2</Sub>解析出来通过射水抽气器排出；(3)脱除CO<Sub>2</Sub>后的样水自流进入电导池,此时检测的电导率即为脱气氢电导率；本发明能够保证脱气氢电导率测量值的准确性,而且设备结构简单,安装方便。(The invention discloses an on-line measuring method and a measuring device for pure water degassed hydrogen conductivity, wherein the measuring method comprises the following specific steps: (1) the sample water to be tested flows out after entering an H + type cation exchange column; (2) the effluent sample water enters a degassing column, the top of the degassing column is connected with a water jet air extractor, a packing layer is arranged in the degassing column, and the sample water enters from the upper part of the packing layer and passes through high-efficiency CO 2 The air treated by the absorbent enters from the lower part of the filler layer under the action of the water jet air extractor; the air entering from the lower part of the packing layer contacts with the sample water sprayed from the upper part of the packing layer, and then the CO in the water is treated 2 The analyzed solution is discharged through a water jet air extractor; (3) CO removal 2 The sample water automatically flows into the conductivity cell, and at the momentThe detected conductivity is the degassed hydrogen conductivity; the invention can ensure the accuracy of the conductivity measurement value of the degassed hydrogen, and has simple equipment structure and convenient installation.)

一种纯水脱气氢电导率的在线测量方法及测量装置

技术领域

本发明属于火力发电厂纯水脱气氢电导率的在线测量技术，具体涉及一种纯水脱气氢电导率的在线测量方法及测量装置。

背景技术

火力发电厂需要通过监测水汽样品的氢电导率，来进行水质调整和水汽质量评价。纯水中溶入二氧化碳会导致氢电导率测量值偏高，要求将待测水样先经过阳离子交换柱，再通过脱气装置除去水样中溶解的二氧化碳，测出脱气后水样的电导率即得脱气氢电导率。目前测量脱气氢电导率，通常采用的脱气方法有沸腾法、气体吹扫法和膜脱气法。沸腾法是将水样加热至当地大气压对应沸点，达到脱气效果，脱气后再把水样冷却至测量温度。气体吹扫法是将高纯氮气(纯度不低于99.99％)通过喷嘴逆向喷入水样中，达到脱气效果。膜脱气法是将水样通过半透膜，达到脱气效果。

目前采用的这三种脱气方式，设备结构复杂，装置价格昂贵，维护困难，现场使用有局限性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供能保证脱气氢电导率测量值的准确性，而且设备结构简单，安装方便的纯水脱气氢电导率的在线测量方法及测量装置。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

该种纯水脱气氢电导率的在线测量方法，具体步骤为：

(1)待测样水进入H+型阳离子交换柱后流出；

(2)流出的样水进入脱气柱，脱气柱顶部连接射水抽气器，脱气柱内装有填料层，样水从填料层上部进入，经高效CO₂吸收剂处理过的空气在射水抽气器的作用下从填料层下部进入；从填料层下部进入的空气与从填料层上部下淋的样水接触后，将水中的CO₂解析出来通过射水抽气器排出；

(3)脱除CO₂后的样水自流进入电导池，此时检测的电导率即为脱气氢电导率。

所述步骤(1)中，H+型阳离子交换柱内径为40mm-60mm，高度为500-600mm，待测样水流量不小于200mL/min。

所述步骤(2)中，脱气柱的内径为H+型阳离子交换柱的1-1.5倍，脱气柱的高度为500-600mm，填料层的高度不低于300mm，填料层比表面积不小于350m²/m³；填料层上部设有样水淋喷头，填料层的下部设进空气管。

进空气管一端伸入脱气柱内并设置于填料层的下部，进空气管另一端上设有CO₂吸收管，CO₂吸收管连接空气入管。

CO₂吸收管的容积不低于200mL，CO₂吸收管设有CO₂吸收剂；CO₂吸收管的进口和出口均采用软管连接，空气入管上设有控制阀。

所述步骤(3)中的电导池内设有温度传感器，电导池的溢流口离脱气柱底部高度为50-100mm。

所述步骤(2)中，射水抽气器连接循环冷却水，循环冷却水的入管设有控制水阀；射水抽气器的抽气量为180L/h-360L/h；脱气柱内负压不超过1-2kPa。

该纯水脱气氢电导率的在线测量装置，用于上述的纯水脱气氢电导率的在线测量方法，包括H+型阳离子交换柱、脱气柱及和脱气柱底端连接的电导率测量流通池；H+型阳离子交换柱顶端连接有接通样水的进水管，H+型阳离子交换柱底端连接有出水管；脱气柱内设有填料层，脱气柱顶端连接有射水抽气器；出水管伸入脱气柱内，出水管的出口位于填料层上方；脱气柱侧端连接有进空气管，进空气管一端伸入脱气柱内并设置于填料层下方，进空气管另一端连接有CO₂吸收管，CO₂吸收管连接空气入管。

H+型阳离子交换柱内径为40mm-60mm，高度为500-600mm，待测样水流量不小于200mL/min。

脱气柱的内径为H+型阳离子交换柱的1-1.5倍，脱气柱的高度为500-600mm，填料层的高度不低于300mm，填料层比表面积不小于350m²/m³；出水管上设有样水淋喷头。

本发明的优点在于：为简化设备结构，降低使用成本，本发明提供一种电厂纯水脱气氢电导率的测量方法及测量装置，使用该方法及装置不仅能较为完全的脱除纯水中的二氧化碳气体，保证脱气氢电导率测量值的准确性，而且设备结构简单，安装方便。

本发明中经颗粒状高效CO₂吸收剂处理后的空气中残留的CO₂浓度可降至4ppb以下，低于标准规定的高纯氮气中残留的CO₂浓度，脱气氢电导率检测准确度更高。

采用常规方法的脱气氢电导率测量装置(如沸腾法、气体吹扫法)，市场售价约7-8万元/套，采用膜脱气法的氢电导率测量装置价格更高。采用本法的脱气氢电导率测量装置，成本不超过2万元/套，且维修方便。热电总厂共有9台锅炉、7台汽轮发电机组，按《DL/T246-2015化学监督导则》的要求，日常要监测34个样水的脱气氢电导率，市场采购脱气氢电导率测量装置，成本过高，安装后的维护量也十分巨大，采用本法脱气氢电导率测量装置，可以节约成本：5万元/套×34套＝170万元。马钢公司内部还有其他燃气锅炉和余热锅炉，均可推广使用本法监测脱气氢电导率，保证发电机组的安全经济运行。

附图说明

下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为本发明纯水脱气氢电导率的在线测量装置的结构示意图。

上述图中的标记均为：

1、H+型阳离子交换柱，2、脱气柱，3、CO₂吸收管，4、电导池，5、电导率仪，6、射水抽气器，7、转子流量计，8、填料层，9、循环冷却水的入管，10、循环冷却水的出管，11、样水排水，12、样水进入方向，13、水淋喷头，14、进空气管，15、空气入管，16、控制阀，17、控制水阀，18、进水管，19、出水管。

具体实施方式

下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

如图1所示，该种纯水脱气氢电导率的在线测量方法，具体步骤为：

(1)待测样水进入H+型阳离子交换柱1，经H+型阳离子交换柱1后再流出；

(2)流出的样水进入脱气柱2，脱气柱2顶部连接射水抽气器6，射水抽气器6通过气管和脱气柱2顶端连通，气管上设有转子流量计7；脱气柱2内装有用于分散水流和增大水膜接触面积的填料层8，样水从填料层8上部进入，经高效CO₂吸收剂处理过的空气，在射水抽气器6的作用下从填料层8下部进入；从填料层8下部进入的空气与从填料层8上部下淋的样水接触后，将水中的CO₂解析出来通过射水抽气器6排出；

(3)脱除CO₂后的样水自流进入电导池4，电导池4为电导率测量流通池，通过调整电导池4溢流口的高度控制脱气柱2内样水水位，电导池4内放入电导率仪5，此时检测的电导率即为脱气氢电导率。

脱气氢电导率的测定一般应用于发电厂锅炉凝结水、给水、蒸汽和炉水，待测水样均设有循环冷却装置，取部分循环冷却水经过射水抽气器6在脱气柱2内形成微负压，促使经脱除CO₂后的空气在脱气柱2内流动，容易实现。本方法不仅能较为完全的脱除纯水中的二氧化碳气体，保证脱气氢电导率测量值的准确性，而且设备结构简单，安装方便。

所述步骤(1)中，H+型阳离子交换柱1内径为40mm-60mm，高度为500-600mm，待测样水流量不小于200mL/min。H+型阳离子交换柱1内径优选为40mm，最大不超过60mm。

所述步骤(2)中，脱气柱2的内径为H+型阳离子交换柱1的1-1.5倍，脱气柱2的高度为500-600mm，填料层8的高度不低于300mm，填料层8比表面积不小于350m²/m³；填料层8上部设有样水的水淋喷头13，填料层8的下部设进空气管14。

H+型阳离子交换柱1和脱气柱2的结构设置，实现能够较好的脱除经处理后的待测样水钟CO₂的效果，便于快速准确测量脱气氢电导率。

进空气管14一端伸入脱气柱2内并设置于填料层8的下部，进空气管14另一端上设有CO₂吸收管3，CO₂吸收管3连接空气入管15。空气从进空气管14进入脱气柱2之前，通过CO₂吸收管3高效去除CO₂，以保证吹入脱气柱2的空气CO₂含量最低，以保证去除样水中CO₂的效果。

CO₂吸收管3的容积不低于200mL，CO₂吸收管3设有CO₂吸收剂；CO₂吸收管3的进口和出口均采用软管连接，空气入管15上设有控制阀16。控制阀16用于控制空气流入流量，保证CO₂吸收管3能最大程度去除进入脱气柱2中的空气的CO₂。

流经颗粒状高效CO₂吸收剂后，空气中的CO₂浓度可降至4ppb以下。根据亨利定律，此空气和样水在脱气塔内经过传质后，样水中的CO₂浓度可降至5ppb以下，脱气效果优于《DL/T 1602-2016发电厂纯水脱气氢电导率在线测量方法》中规定的气体吹扫法(纯度大于99.99％的氮气中，CO₂浓度小于100ppb)。基于此本方法可以得到准确度更高的脱气氢电导率检测值。

所述步骤(3)中的电导池4内设有温度传感器，电导池4的溢流口离脱气柱2底部高度为50-100mm。温度传感器用于测量电导池中样水的温度，并进行温度补偿。

所述步骤(2)中，射水抽气器6连接循环冷却水，连接循环冷却水的入管9和连接循环冷却水的出管10分别和射水抽气器6连接，循环冷却水的入管9设有控制水阀17；射水抽气器6的抽气量为180L/h-360L/h；脱气柱2内负压不超过1-2kPa。射水抽气器6连接循环冷却水的入管9加装阀门，控制抽气量约180L/h-360L/h；也可多个脱气柱2共用一个射水抽气器6，CO₂吸收管3的空气入管15上设有控制阀16，控制阀16控制每个脱气柱2进气量约180L/h-360L/h，且柱内负压不超过1-2kPa。

如图1所示，该种纯水脱气氢电导率的在线测量装置，用于上述的纯水脱气氢电导率的在线测量方法，包括H+型阳离子交换柱1、脱气柱2及和脱气柱2底端连接的电导池4；H+型阳离子交换柱1顶端连接有接通样水的进水管18，H+型阳离子交换柱1底端连接有出水管19；脱气柱2内设有填料层8，脱气柱2顶端连接有射水抽气器6；出水管19伸入脱气柱2内，出水管19的出口位于填料层8上方；脱气柱2侧端连接有进空气管14，进空气管14一端伸入脱气柱2内并设置于填料层8下方，进空气管14另一端连接有CO₂吸收管3，CO₂吸收管3连接空气入管15。

纯水脱气氢电导率的在线测量装置的投运步骤为：打开待测样水进水阀，调整好流量，样水依次进入H⁺型阳离子交换柱1和脱气柱2，后自流进入电导池4并溢流；打开高效CO₂吸收管3的空气入管15的控制阀16；打开射水抽气器6的循环冷却水的入管9的控制水阀17，调整脱气柱2进气量约180L/h-360L/h；在电导池4内投用电导率仪，待电导率测定值下降至稳定，即得脱气氢电导率。装置停运按上述逆向步骤操作。

H+型阳离子交换柱1内径为40mm-60mm，高度为500-600mm，待测样水流量不小于200mL/min，以保证进入脱气柱2内样水能够实现较好的脱气效果。

脱气柱2的内径为H+型阳离子交换柱1的1-1.5倍，脱气柱2的高度为500-600mm，填料层8的高度不低于300mm，填料层8比表面积不小于350m²/m³；出水管19上设有样水淋喷头13。

H+型阳离子交换柱1和脱气柱2的结构设置，实现能够较好的脱除经处理后的待测样水钟CO₂的效果，便于快速准确测量脱气氢电导率。

采用本法的脱气氢电导率测量装置，能准确、快速测量纯水脱气氢电导率，同时成本不超过2万元/套，且维修方便。以申请人目前情况为例，热电总厂共有9台锅炉、7台汽轮发电机组，按《DL/T 246-2015化学监督导则》的要求，日常要监测34个样水的脱气氢电导率，市场采购脱气氢电导率测量装置，成本过高，安装后的维护量也十分巨大，采用本法脱气氢电导率测量装置，可以节约成本：5万元/套×34套＝170万元。马钢公司内部还有其他燃气锅炉和余热锅炉，均可推广使用本法监测脱气氢电导率，保证发电机组的安全经济运行。采用本发明，达到不仅提高了生产安全性，且极大的降低了生产成本。

显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。