CN103309327B - 检测氢气漏入内冷水中并评估影响内冷水水质的监测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种火力发电厂的发电机辅机设备***，属于机电一体化领域，尤其涉及一种检测氢气漏入内冷水中并评估影响内冷水水质的监测装置。本发明包括发电机，内冷水水箱及内冷水泵；是由出口在线电导率及pH表和入口取样管的手动截门相连接，入口取样管的手动截门再连接在发电机内冷水出口管上；入口在线电导率及pH表和出口取样管的手动截门相连接，出口取样管的手动截门再连接在发电机内冷水入口管上；水箱呼吸口在线氢气检漏仪和水箱呼吸口取样管的手动截门相连接，水箱呼吸口取样管的手动截门再连接在内冷水箱呼吸口处。本发明可连续检测并评估监测内冷水水质情况，为及时准确发现并评估漏氢对内冷水水质的影响及发电机的安全运行提供保障。
Description
技术领域
本发明涉及一种火力发电厂的发电机辅机设备***，属于机电一体化领域，尤其涉及一种检测氢气漏入内冷水中并评估影响内冷水水质的监测装置。
背景技术
发电机内冷水水质对机组的安全运行至关重要。发电机在启动过程中，因为用氢气置换二氧化碳不彻底，以及运行中空气往往通过密封油***漏入，都会污染氢气。由于氢气压力比发电机内冷水压力高，氢气往往通过聚四氟水连通管接头或连接部位或进水母管波纹补偿器波纹管与不锈钢法兰接口焊接处存在砂眼或裂纹漏入到内冷水中，都会导致内冷水的pH下降，电导率异常，造成严重后果。当H2及CO2进入到内冷水中引起内冷水水质异常后，会造成如下的影响：
1、水中溶解CO2对铜导线腐蚀的影响。
发电机内冷水是纯水，缓冲性很小，即使有少量CO2进入，也会使水的pH值急剧下降，最低pH值可降至6以下，使铜落入腐蚀区，铜表面的保护膜受到破坏，导致严重腐蚀。另外，CO2还会和氧联合作用，使铜表面的氧化铜保护膜转变为碱式碳酸铜，反应式：
2Cu2O＋CO2＋H2O＋O2→2CuCO·2Cu(OH)2
由于碱式碳酸铜是一种绿色的疏松产物，在水流冲刷下易于剥落，使水中溶解铜的含量增加。
2、H2有还原作用，能使氧化物还原，如还原氧化铜：
还原出来的铜会在定子导线温度高的地方析出，形成不均匀镀铜现象，造成定子管路的通流面积减小，阻力加大，使其冷却散热能力下降，造成发电机线棒过热。
3、上述两种影响严重时，都有可能堵塞空心铜导线，致使线棒烧损。
4、内冷水电导率升高，会使内冷水导电性能增强，引起发电机导线对地短路，导致泄漏电流和能量损耗增加，严重时还会发生电气闪络。
如图1所示，现有技术中发电机内冷水***中，仅有检测发电机内冷水入口或出口的电导率、pH值，以检测内冷水水质情况。由于能影响内冷水水质的电导率、pH值的因素较多，当仅仅是由于氢气漏入内冷水中并引起内冷水的电导率、pH值发生变化时，无法及时准确判断出这一影响情况，从而存在发电机安全隐患。因此，监测分析氢气漏入内冷水中并评估造成的影响至关重要。
目前尚无专门检测针对氢气漏入内冷水中并评估影响内冷水水质的监测装置。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的问题，提供一种检测氢气漏入内冷水中并评估影响内冷水水质的监测装置，其目的是解决氢气漏入内冷水中并影响内冷水水质所带来的发电机线棒腐蚀、堵塞等方面的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
检测氢气漏入内冷水中并评估影响内冷水水质的监测装置，包括：发电机，内冷水水箱，内冷水泵；是由出口在线电导率及pH表和入口取样管的手动截门相连接，入口取样管的手动截门再连接在发电机内冷水出口管上；入口在线电导率及pH表和出口取样管的手动截门相连接，出口取样管的手动截门再连接在发电机内冷水入口管上；水箱呼吸口在线氢气检漏仪和水箱呼吸口取样管的手动截门相连接，水箱呼吸口取样管的手动截门再连接在内冷水箱呼吸口处。
其中：PLC可编程控制器的信号输入端分别与出口在线电导率及pH表、入口在线电导率及pH表及水箱呼吸口在线氢气检漏仪相连接；同时，PLC可编程控制器的信号输出端与上位机及报警装置连接。
所述的水箱呼吸口在线氢气检漏仪可以用人工持氢气检漏仪检漏代替。
所述的上位机及报警装置，其中上位机是指人可以直接发出操控命令的计算机，屏幕上实时显示出、入口的电导率（DD）、pH值及漏氢值变化情况及计算结果。
检测氢气漏入内冷水中并评估影响内冷水水质的监测装置的监测方法，包括采集输入信号，建立数学模型；实施开环计算控制；设置输入参数保护程序；具体监测方法如下：
a.PLC可编程控制器10将采集到的信息输出到上位机及报警装置；上位机接收信号后在线显示内冷水出、入发电机的在线电导率（DD）、pH值及漏氢值的运行工况；
b.上位机连续监视、计算电导率（DD）、pH值及漏氢值的变化情况；
c.根据电导率（DD）、pH值及漏氢值的变化情况由报警装置发出报警信号。
所述的PLC可编程控制器的信号输入端分别为进出发电机的内冷水出、入口取样检测的在线电导率（DD）、pH值及水箱漏氢器检测的漏氢量或人工完成检漏；同时，PLC可编程控制器的信号向上位机及报警装置输出报警信号。
所述的PLC可编程控制器是由上位机和部分硬件组成的运算平台，它可以将模拟量和开关量通过输入接口传入信号，经过逻辑判断和运算后，再将以模拟量和开关量的形式通过输出接口传给报警装置。
所述的采集输入信号，为内冷水出、入发电机的在线电导率（DD）、pH值及漏氢值等均为原有***中的信号源。
所述的建立数学模型，根据氢气中二氧化碳、空气对内冷水水质中电导率（DD）、pH值的理论关系，编制数学模型，并用数学模型计算得出出、入发电机的内冷水中电导率及pH值差值，进行比较、分析、判断。
所述的实施开环计算控制，是用控制对象的实测参数，通过参数图表，计算出电导率、pH值差值，并与原端差值进行比较，一旦大于原端差某一值，将发出报警信号。
所述的设置输入参数保护程序，为防止因输入参数不可信时，发出错误指令，确保计算结果的准确性。
本发明的优点及有益效果是：
本发明由于在发电机内冷水入口及出口管上分别加装一套在线测量内冷水电导率（DD）及pH值表，及在内冷水水箱呼吸口处加装一套在线氢气监测装置，并配套一个控制***，当检测到进、出发电机的内冷水电导率（DD）、pH值及水箱呼吸口氢气监测值发生变化后，通过评估，判断影响情况，及时发现内冷水漏氢情况，消除发电机安全隐患。
本发明可以连续检测并评估监测内冷水水质情况，为及时准确发现并评估漏氢对内冷水水质的影响及发电机的安全运行提供保障。本发明还具有可以及时准确发现并评估漏氢对内冷水水质的影响；避免了发电机不必要的设备损失，提高了机组的安全性；还可以作为产品生产，其经济效益可观。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
附图说明
图1为背景技术中采用漏氢监测***的结构示意图；
图2为本发明的主要结构示意图。
图中：发电机1，内冷水水箱2，内冷水泵3，入口取样管的手动截门4，出口取样管的手动截门5，水箱呼吸口取样管的手动截门6，出口在线电导率及pH表7，入口在线电导率及pH表8，水箱呼吸口在线氢气检漏仪9，PLC可编程控制器10,上位机及报警装置11。
具体实施方式
本发明为检测氢气漏入内冷水中并评估影响内冷水水质的监测装置，应用于火力发电厂的发电机辅机设备中。
本发明是按如下技术方案来实施的：
本发明包括：PLC可编程控制器10，一台上位机及报警装置11，入口取样管的手动截门4，出口取样管的手动截门5，水箱呼吸口取样管的手动截门6，出口在线电导率及pH表7，入口在线电导率及pH表8，水箱呼吸口在线氢气检漏仪9组成。
出口在线电导率及pH表7和入口取样管的手动截门4相连接，入口取样管的手动截门4再连接在发电机内冷水出口管上；入口在线电导率及pH表8和出口取样管的手动截门5相连接，出口取样管的手动截门5再连接在发电机内冷水入口管上；水箱呼吸口在线氢气检漏仪9和水箱呼吸口取样管的手动截门6相连接，水箱呼吸口取样管的手动截门6再连接在内冷水箱呼吸口处。
其中：PLC可编程控制器10的信号输入端分别与出口在线电导率及pH表7、入口在线电导率及pH表8及水箱呼吸口在线氢气检漏仪9相连接；同时，PLC可编程控制器10的信号输出端与上位机及报警装置11连接。
如图2所示，该***包括有PLC可编程控制器10和一台上位机及报警装置11；所谓的上位机是指人可以直接发出操控命令的计算机，屏幕上实时显示出、入口的电导率（DD）、pH值及漏氢值变化情况及计算结果。PLC可编程控制器10的信号输入端分别为进出发电机的内冷水出、入口取样检测的在线电导率（DD）、pH值及水箱漏氢器检测的漏氢量或人工完成检漏；同时，PLC可编程控制器10的信号向上位机及报警装置11输出报警信号。
根据二氧化碳对内冷水的电导率及pH值产生影响的原理，一般采用：
a.上位机及报警装置11能够在线显示内冷水出、入发电机的在线电导率（DD）、pH值及漏氢值的运行工况；
b.连续监视、计算电导率（DD）、pH值及漏氢值的变化情况；
c.根据电导率（DD）、pH值及漏氢值的变化情况发出报警信号。
PLC可编程控制器10是由上位机和部分硬件组成的运算平台，它可以将模拟量和开关量通过输入接口传入信号，经过逻辑判断和运算后，再将以模拟量和开关量的形式通过输出接口传给报警装置。
采集输入信号。该装置的输入信号为内冷水出、入发电机的在线电导率（DD）、pH值及漏氢值等均为原有***中的信号源。
建立数学模型。根据氢气中二氧化碳、空气对内冷水水质中电导率（DD）、pH值的理论关系，编制数学模型，并用数学模型计算得出出、入发电机的内冷水中电导率及pH值差值，进行比较、分析、判断。
实施开环计算控制。用控制对象的实测参数，通过参数图表，计算出电导率、pH值差值，并与原端差值进行比较，一旦大于原端差某一值，将发出报警信号。
设置输入参数保护程序。为防止因输入参数不可信时，发出错误指令，确保计算结果的准确性。
Claims (8)
1.检测氢气漏入内冷水中并评估影响内冷水水质的监测装置，包括：发电机（1），内冷水水箱（2）及内冷水泵（3）；其特征是：
出口在线电导率及pH表（7）和入口取样管的手动截门（4）相连接，入口取样管的手动截门（4）再连接在发电机内冷水出口管上；入口在线电导率及pH表（8）和出口取样管的手动截门（5）相连接，出口取样管的手动截门（5）再连接在发电机内冷水入口管上；水箱呼吸口在线氢气检漏仪（9）和水箱呼吸口取样管的手动截门（6）相连接，水箱呼吸口取样管的手动截门（6）再连接在内冷水箱呼吸口处；
PLC可编程控制器（10）的信号输入端分别与出口在线电导率及pH表（7）、入口在线电导率及pH表（8）及水箱呼吸口在线氢气检漏仪（9）相连接；同时，PLC可编程控制器（10）的信号输出端与上位机及报警装置（11）连接；
所述的水箱呼吸口在线氢气检漏仪（9）可以用人工持氢气检漏仪检漏代替；
所述的上位机及报警装置（11），其中上位机是指人可以直接发出操控命令的计算机，屏幕上实时显示出、入口的电导率（DD）、pH值及漏氢值变化情况及计算结果。
2.检测氢气漏入内冷水中并评估影响内冷水水质的监测装置的监测方法，其特征是：包括采集输入信号，建立数学模型；实施开环计算控制；设置输入参数保护程序；具体监测方法如下：
a. PLC可编程控制器（10）将采集到的信息输出到上位机及报警装置；上位机接收信号后在线显示内冷水出、入发电机的在线电导率（DD）、pH值及漏氢值的运行工况；
b. 上位机连续监视、计算电导率（DD）、pH值及漏氢值的变化情况；
c. 根据电导率（DD）、pH值及漏氢值的变化情况由报警装置发出报警信号。
3.根据权利要求2所述的检测氢气漏入内冷水中并评估影响内冷水水质的监测装置的监测方法，其特征是：所述的PLC可编程控制器（10）的信号输入端分别为进出发电机的内冷水出、入口取样检测的在线电导率（DD）、pH值及水箱漏氢器检测的漏氢量或人工完成检漏；同时，PLC可编程控制器（10）的信号向上位机及报警装置（11）输出报警信号。
4.根据权利要求2所述的检测氢气漏入内冷水中并评估影响内冷水水质的监测装置的监测方法，其特征是：所述的PLC可编程控制器（10）可以将模拟量和开关量通过输入接口传入信号，经过逻辑判断和运算后，再将以模拟量和开关量的形式通过输出接口传给报警装置。
5.根据权利要求2所述的检测氢气漏入内冷水中并评估影响内冷水水质的监测装置的监测方法，其特征是：所述的采集输入信号，为内冷水出、入发电机的在线电导率（DD）、pH值及漏氢值均为原有***中的信号源。
6.根据权利要求2所述的检测氢气漏入内冷水中并评估影响内冷水水质的监测装置的监测方法，其特征是：所述的建立数学模型，根据氢气中二氧化碳、空气对内冷水水质中电导率（DD）、pH值的理论关系，编制数学模型，并用数学模型计算得出出、入发电机的内冷水中电导率及pH值差值，进行比较、分析、判断。
7.根据权利要求2所述的检测氢气漏入内冷水中并评估影响内冷水水质的监测装置的监测方法，其特征是：所述的实施开环计算控制，是用控制对象的实测参数，通过参数图表，计算出电导率、pH值差值，并与原端差值进行比较，一旦大于原端差某一值，将发出报警信号。
8.根据权利要求2所述的检测氢气漏入内冷水中并评估影响内冷水水质的监测装置的监测方法，其特征是：所述的设置输入参数保护程序，为防止因输入参数不可信时，发出错误指令，确保计算结果的准确性。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |