CN106442661A - 用于锅炉化学清洗***的在线测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及锅炉清洗领域，公开了一种用于锅炉化学清洗***的在线测量装置，所述锅炉化学清洗***包括清洗***主管道，所述在线测量装置包括：清洗介质导向管路，该清洗介质导向管路与所述清洗***主管道连通并设置为流经该清洗介质导向管路内的清洗介质的流量为可调节的；管状样本夹持部，该管状样本夹持部设置于所述清洗介质导向管路上，以夹持一对管状样本串联至所述清洗介质导向管路中；电化学工作站，该电化学工作站与所述管状样本夹持部上的所述一对管状样本电连接，以测量所述管状样本的腐蚀程度或者所述管状样本内壁上的氧化皮的溶解程度。本发明的用于锅炉化学清洗***的在线测量装置能够在锅炉化学清洗过程中对材料的腐蚀进行实时监测。

Description

用于锅炉化学清洗***的在线测量装置

技术领域

本发明涉及锅炉化学清洗领域，具体地，涉及一种用于锅炉化学清洗***的在线测量装置。

背景技术

目前，在利用锅炉化学清洗***对发电站的锅炉(包括锅炉的过热器)进行化学清洗时，采用挂片失重法来评价化学清洗过程中材料的腐蚀速度，但该方法存在一定的局限性，主要在于利用该方法只能在化学清洗结束后对材料的腐蚀情况进行检测，因此只能得到化学清洗结束后整个化学清洗过程中材料的平均腐蚀速度，无法实时地对化学清洗过程中材料的腐蚀情况进行监测，而从工程角度来讲，化学清洗过程中对材料的腐蚀进行实时监测的意义重大，可靠的实时腐蚀数据的获得，有利于及时指导现场操作，提高材料腐蚀控制的可靠性。

另外，在对锅炉进行化学清洗过程中，通常在锅炉管道中加装一段监视管，待化学清洗完毕后通过观察这段监视管内壁氧化皮垢的清洗状态来判断化学清洗效果，化学清洗的终点则通过测量清洗溶液中铁含量增加的速度以及以往的化学清洗经验来粗略判断，因此，目前在对锅炉进行化学清洗时无法有效准确地判断清洗终点，也不能连续监测氧化皮溶解的情况。

并且，伴随着近年来火力发电厂因锅炉的过热器氧化皮引起的超温、爆管和汽轮机叶片冲蚀的问题日益严重，给发电企业造成了严重的经济损失，研究开发锅炉(包括锅炉的过热器)的氧化皮化学清洗技术变得日益重要。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够在锅炉化学清洗过程中对材料的腐蚀进行实时监测的用于锅炉化学清洗***的在线测量装置。

为了实现上述目的，本发明提供一种用于锅炉化学清洗***的在线测量装置，所述锅炉化学清洗***包括清洗***主管道，所述在线测量装置包括：

清洗介质导向管路，该清洗介质导向管路与所述清洗***主管道连通并设置为流经该清洗介质导向管路内的清洗介质的流量为可调节的；

管状样本夹持部，该管状样本夹持部设置于所述清洗介质导向管路上，以夹持一对管状样本串联至所述清洗介质导向管路中；

电化学工作站，该电化学工作站与所述管状样本夹持部上的所述一对管状样本电连接，以测量所述管状样本的腐蚀程度或者所述管状样本内壁上的氧化皮的溶解程度。

优选地，所述在线测量装置还包括清洗介质引出管道，该清洗介质引出管道的一端连接于所述清洗***主管道，另一端通过第一法兰连接于所述清洗介质导向管路的入口端，并且该清洗介质引出管道上设置有开度可调节的阀门。

优选地，所述清洗介质导向管路在位于所述管状样本夹持部上游的部分上设置有流量检测设备。

优选地，所述流量检测设备包括浮子流量计，该浮子流量计的两端分别通过连接法兰连接于所述清洗介质导向管路上。

优选地，所述在线测量装置还包括清洗介质排放管道，该清洗介质排放管道通过第二法兰连接于所述清洗介质导向管路的出口端。

优选地，所述在线测量装置包括多个管状样本夹持部并且相应地设置有相等数量的所述电化学工作站。

优选地，所述管状样本夹持部包括：

一对夹持法兰，该一对夹持法兰用于夹持在串联的所述一对管状样本的轴向两端；

螺栓，所述螺栓沿轴向穿过所述一对夹持法兰，并且至少一端设置有螺母，以调节所述一对夹持法兰之间的距离，使所述一对夹持法兰夹紧所述一对管状样本；

密封绝缘垫圈，该密封绝缘垫圈设置于所述管状样本和所述清洗介质导向管路之间以及所述一对管状样本之间。

优选地，，所述密封绝缘垫圈为聚四氟垫圈；所述夹持法兰上设置有凹槽以嵌入所述密封绝缘垫圈，并且在所述密封绝缘垫圈的上下表面上设置有凹槽，以用于嵌入所述管状样本和所述清洗介质导向管路的端部。

优选地，所述在线测量装置中除所述管状样本以外的管件均为不锈钢管件，并且和所述管件相连通的法兰均为不锈钢法兰。

优选地，所述管状样本与所述锅炉的待清洗管路具有相同的材质，并且具有与所述清洗介质导向管路相等的内径。

在本发明的用于锅炉化学清洗***的在线测量装置中，清洗介质导向管路与清洗***主管道连通，从而直接引出用于锅炉化学清洗***中当时所使用的清洗介质，并且可以通过调节清洗介质导向管路中清洗介质的流量使得在清洗介质引导管路中的清洗介质流量与锅炉清洗***相同，以相当于在清洗介质导向管路处模拟出锅炉清洗***的环境；将待检测的管状样本(例如与锅炉化学清洗***中所清洗的锅炉或者锅炉的过热器相同的材料制作的管状样本)通过管状样本夹持部夹持并串联到清洗介质导向管路中，使得清洗介质以与锅炉清洗***中相同的流速流经管状样本中；并通过电化学工作站与一对管状样本的电连接，通过电化学的方法测量出管状样本的腐蚀程度或者管状样本内壁上的氧化皮的溶解程度，从而实现对锅炉化学清洗过程的在线实时监测。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是根据本发明的一种实施方式的用于锅炉化学清洗***的在线测量装置的示意图。

附图标记说明

1 清洗***主管道 2 清洗介质引出管道

3 第一法兰 4 清洗介质导向管路

5 浮子流量计 6 连接法兰

7 螺栓 8 密封绝缘垫圈

9 管状样本 10 夹持法兰

11 电化学工作站 12 管状样本夹持部

13 阀门 14 第二法兰

15 清洗介质排放管道

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明提供了一种用于锅炉化学清洗***的在线测量装置，所述锅炉化学清洗***包括清洗***主管道1，所述在线测量装置包括：

清洗介质导向管路4，该清洗介质导向管路4与所述清洗***主管道1连通并设置为流经该清洗介质导向管路4内的清洗介质的流量为可调节的；

管状样本夹持部12，该管状样本夹持部12设置于所述清洗介质导向管路4上，以夹持一对管状样本9串联至所述清洗介质导向管路4中；

电化学工作站11，该电化学工作站11与所述管状样本夹持部12上的所述一对管状样本9电连接，以测量所述管状样本9的腐蚀程度或者所述管状样本9内壁上的氧化皮的溶解程度。

在本发明的用于锅炉化学清洗***的在线测量装置中，清洗介质导向管路4与清洗***主管道1连通，从而直接引出用于锅炉化学清洗***中当时所使用的清洗介质，并且可以通过调节清洗介质导向管路4中清洗介质的流量使得在清洗介质引导管路4中的清洗介质流量与锅炉清洗***相同，以相当于在清洗介质导向管路4处模拟出锅炉清洗***的环境；将待检测的管状样本9(例如与锅炉化学清洗***中所清洗的锅炉或者锅炉的过热器相同的材料制作的管状样本9)通过管状样本夹持部12夹持并串联到清洗介质导向管路4中，使得清洗介质以与锅炉清洗***中相同的流速流经管状样本9中；并通过电化学工作站11与一对管状样本9的电连接，通过电化学的方法测量出管状样本9的腐蚀程度或者管状样本9内壁上的氧化皮的溶解程度，从而实现对锅炉化学清洗过程的在线实时监测。

其中，清洗***主管道1可以为锅炉化学清洗***中清洗泵入口处的主管道，使正式***清洗时的清洗液流经所述在线测量装置。

优选地，所述在线测量装置还包括清洗介质引出管道2，该清洗介质引出管道2的一端连接于所述清洗***主管道1，另一端通过第一法兰3连接于所述清洗介质导向管路4的入口端，并且该清洗介质引出管道2上设置有开度可调节的阀门13，通过这种设置方式使得在需要时清洗介质导向管路4可以与整个锅炉化学清洗***隔离和拆除。

并且，所述清洗介质导向管路4可以在位于所述管状样本夹持部12上游的部分上设置有流量检测设备，即通过流量检测设备和阀门13的配合来调节清洗介质导向管路4中清洗介质的流速，以更好地模拟出锅炉化学清洗***中环境，充分保证在管状样本夹持部12处清洗介质的流速与锅炉化学清洗***中相同。

其中，作为一种实施方式，所述流量检测设备包括浮子流量计5，该浮子流量计5的两端分别通过连接法兰6连接于所述清洗介质导向管路4上，以方便浮子流量计5的拆装。

优选地，所述在线测量装置还包括清洗介质排放管道15，该清洗介质排放管道15通过第二法兰14连接于所述清洗介质导向管路4的出口端，同样，通过这种设置方式使得在需要时清洗介质导向管路4可以整个与锅炉化学清洗***隔离。

根据实际需要的情况，所述在线测量装置可以包括多个管状样本夹持部12并且相应地设置有相等数量的所述电化学工作站11，例如，图1中的在线测量装置包括三个管状样本夹持部12，但只示出了与其中一个管状样本夹持部12连接的电化学工作站11。

本领域技术人员可以理解的是，管状样本夹持部12可以设置为任意适合的形式，例如，参见图1，在本实施方式中，所述管状样本夹持部12包括：

一对夹持法兰10，该一对夹持法兰10用于夹持在串联的所述一对管状样本9的轴向两端；

螺栓7，所述螺栓7沿轴向穿过所述一对夹持法兰10，并且至少一端设置有螺母，以调节所述一对夹持法兰10之间的距离，使所述一对夹持法兰10夹紧所述一对管状样本9；

密封绝缘垫圈8，该密封绝缘垫圈8设置于所述管状样本9和所述清洗介质导向管路4之间以及所述一对管状样本9之间。

其中，一对管状样本9为彼此串联的，并且通过一对夹持法兰10的夹持固定串联至清洗介质导向管路4中，以与清洗介质导向管路4的管道和管件一起形成连续的清洗介质的流动通道；可以通过旋动螺栓7上的螺母来调节所述一对夹持法兰10之间的距离，从而使一对夹持法兰10夹紧一对管状样本9；密封绝缘垫圈8的设置一方面防止清洁介质从管状样本9和清洗介质导向管路4之间以及一对管状样本9之间流出，另一方面，为电化学工作站11的正常测量工作提供条件。

优选地，所述密封绝缘垫圈8为聚四氟垫圈，由于本实施方式的在线测量装置直接连接于锅炉化学清洗***，因此，该在线测量装置的管路中的压力较大，聚四氟垫圈具有耐温、耐压和耐腐蚀的特性，有利于保证密封的可靠性；并且，优选地，所述夹持法兰10上设置有凹槽以嵌入所述密封绝缘垫圈8，在所述密封绝缘垫圈8的上下表面上设置有凹槽，以用于嵌入所述管状样本9和所述清洗介质导向管路4的端部，以防止高压引起垫片或管件窜动，影响密封效果，有效保证化学清洗过程中高温、高压清洗介质条件下在线监测的严密性。

优选地，所述在线测量装置中除所述管状样本9以外的管件均为不锈钢管件，并且和所述管件相连通的法兰均为不锈钢法兰。这样，有利于保证锅炉化学清洗过程中各管件和法兰等不受腐蚀，可重复使用。

并且，所述管状样本9与所述锅炉的待清洗管路具有相同的材质，采用与待清洗锅炉的锅炉管或过热器管等材质相同的材料加工制作成一对管状样本9以作为电化学检测中的电极对，实际操作中，需要对该一对电极对的两个电极外壁经过车削加工、打磨处理后，焊接导线，以与电化学工作站11电连接，通过电化学工作站11监测材料的腐蚀或氧化皮的溶解情况。

具体地，所述一对管状样本9的内外直径与实际锅炉管道的尺寸相等。当进行腐蚀监测时，管状样本9的内表面需经过车削、打磨处理，以去除内表面氧化皮，露出新鲜基体，通过电化学方法对材质腐蚀速度进行监测；当进行溶垢(氧化皮溶解)监测时，管状样本9的内壁为带有氧化皮的原始状态，便于通过电化学方法评价溶垢情况。

优选地，所述管状样本9具有与所述清洗介质导向管路4相等的内径，与各管件相连的法兰也具有相等的内径，以避免作为电化学工作站11的电极对的一对管状样本9附近介质流场发生变化，而增加监测误差。

参见图1，本实施方式的用于锅炉化学清洗***的在线测量装置的安装和使用步骤大致如下：

1)将材质为碳钢的清洗介质引出管道2焊接在清洗***主管道1上，阀门13设置于清洗介质引出管道2上，阀门13保持关闭状态；

2)将清洗介质引出管道2与清洗介质导向管路4通过第一法兰3进行连接，之后，将浮子流量计5通过连接法兰6接入清洗介质导向管路4中；

3)采用与待清洗的锅炉管道相同材质的材料加工制造一对管状样本9，对一对管状样本9的外壁打磨处理后，焊接导线，之后通过螺栓7、夹持法兰7等对一对管状样本9进行紧固和密封，使一对管状样本9分别绝缘地串联至清洗介质导向管路4中；

4)将清洗介质排放管道15和与清洗介质导向管路4通过第二法兰14连接。

5)锅炉化学清洗***运转后，打开并调节阀门13，使在线测量装置内管道(清洗介质导向管路4)中清洁介质的流量与锅炉化学清洗***内管道(清洗***主管道1)中清洁介质的流量相同；

6)将所述管状样本9外壁焊接的导线与电化学工作站11的接入端连接(管状样本9中一者外壁焊接的导线连接于电化学工作站11的参比电极和辅助电极接入端，管状样本9中另一者外壁焊接的导线连接于电化学工作站11的工作电极接入端，以采用双电极法进行测量)，打开电化学工作站11，开始进行测量。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种用于锅炉化学清洗***的在线测量装置，所述锅炉化学清洗***包括清洗***主管道(1)，其特征在于，所述在线测量装置包括：

清洗介质导向管路(4)，该清洗介质导向管路(4)与所述清洗***主管道(1)连通并设置为流经该清洗介质导向管路(4)内的清洗介质的流量为可调节的；

管状样本夹持部(12)，该管状样本夹持部(12)设置于所述清洗介质导向管路(4)上，以夹持一对管状样本(9)串联至所述清洗介质导向管路(4)中；

电化学工作站(11)，该电化学工作站(11)与所述管状样本夹持部(12)上的所述一对管状样本(9)电连接，以测量所述管状样本(9)的腐蚀程度或者所述管状样本(9)内壁上的氧化皮的溶解程度。

2.根据权利要求1所述的用于锅炉化学清洗***的在线测量装置，其特征在于，所述在线测量装置还包括清洗介质引出管道(2)，该清洗介质引出管道(2)的一端连接于所述清洗***主管道(1)，另一端通过第一法兰(3)连接于所述清洗介质导向管路(4)的入口端，并且该清洗介质引出管道(2)上设置有开度可调节的阀门(13)。

3.根据权利要求1所述的用于锅炉化学清洗***的在线测量装置，其特征在于，所述清洗介质导向管路(4)在位于所述管状样本夹持部(12)上游的部分上设置有流量检测设备。

4.根据权利要求3所述的用于锅炉化学清洗***的在线测量装置，其特征在于，所述流量检测设备包括浮子流量计(5)，该浮子流量计(5)的两端分别通过连接法兰(6)连接于所述清洗介质导向管路(4)上。

5.根据权利要求1所述的用于锅炉化学清洗***的在线测量装置，其特征在于，所述在线测量装置还包括清洗介质排放管道(15)，该清洗介质排放管道(15)通过第二法兰(14)连接于所述清洗介质导向管路(4)的出口端。

6.根据权利要求1所述的用于锅炉化学清洗***的在线测量装置，其特征在于，所述在线测量装置包括多个管状样本夹持部(12)并且相应地设置有相等数量的所述电化学工作站(11)。

7.根据权利要求1所述的用于锅炉化学清洗***的在线测量装置，其特征在于，所述管状样本夹持部(12)包括：

一对夹持法兰(10)，该一对夹持法兰(10)用于夹持在串联的所述一对管状样本(9)的轴向两端；

螺栓(7)，所述螺栓(7)沿轴向穿过所述一对夹持法兰(10)，并且至少一端设置有螺母，以调节所述一对夹持法兰(10)之间的距离，使所述一对夹持法兰(10)夹紧所述一对管状样本(9)；

密封绝缘垫圈(8)，该密封绝缘垫圈(8)设置于所述管状样本(9)和所述清洗介质导向管路(4)之间以及所述一对管状样本(9)之间。

8.根据权利要求7所述的用于锅炉化学清洗***的在线测量装置，其特征在于，所述密封绝缘垫圈(8)为聚四氟垫圈；所述夹持法兰(10)上设置有凹槽以嵌入所述密封绝缘垫圈(8)，并且在所述密封绝缘垫圈(8)的上下表面上设置有凹槽，以用于嵌入所述管状样本(9)和所述清洗介质导向管路(4)的端部。

9.根据权利要求1-8中任意一项所述的用于锅炉化学清洗***的在线测量装置，其特征在于，所述在线测量装置中除所述管状样本(9)以外的管件均为不锈钢管件，并且和所述管件相连通的法兰均为不锈钢法兰。

10.根据权利要求1-8中任意一项所述的用于锅炉化学清洗***的在线测量装置，其特征在于，所述管状样本(9)与所述锅炉的待清洗管路具有相同的材质，并且具有与所述清洗介质导向管路(4)相等的内径。