控制加热装置运行的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种控制加热装置运行的方法，其有利地用于减少与继续使用所述装置关联的腐蚀现象。
[0002]特别地，根据本发明的方法可以在加热装置中实施，该加热装置包括针对容器腐蚀的电阴极保护设备、包含水的槽或金属部件(诸如例如，锅炉)。
【背景技术】
[0003]对于针对腐蚀的加热装置的阴极保护，适用于锅炉或水加热器的设备是已知的。
[0004]特别地，锅炉型装置已知用于加热水，其中，由例如钛制成的电极(也被称为阳极)浸没在包含在锅炉中的水中。电能发生器的正极连接到阳极并且负极连接到锅炉，以免受腐蚀。
[0005]阳极和锅炉之间产生的电流的强度相对于正常操作值在确定的时间间隔内周期性地随时间而变化，并且在该变化期间，测量发生器的两极之间产生的电位差。
[0006]所测量的电位差与所预先确定的基准值进行比较，该基准值对应于其中阻止腐蚀的已知值；相对于该基准值的任何偏差用于确定待被施加到阳极和锅炉之间的电流强度，以便获得基本上等于所预先确定的的基准值的电位差。
[0007]例如参照Pourbaix图或电位/pH图以已知的方式来确定已知的电位差值(以下被简称为保护电位)，该电位/pH图是水溶液中的电化学系统的平衡下可能的稳定条件的表示。该模型用于预测金属材料关于腐蚀的行为，该金属材料在这种情况下被称为铁合金，但也适用于其它金属，虽然采用不同的电位。
[0008]了解制成锅炉的材料，因此可能确定待被施加到阳极和锅炉之间的保护电位。
[0009]虽然该保护方法保证足够防护锅炉免受腐蚀，但是它是自身封闭的系统，并且不能检测到由于加热装置的外部因素而造成的可能影响(诸如例如，静电载荷、电分散体或其它)。
[0010]现有技术文献WO 2009/029297 AU WO 2007/010335 A2 和 US 6.080.973 A 描述了控制用于水槽和加热器的腐蚀和/或其它运行异常的系统。
[0011]本发明的一个目的是完善一种控制加热装置运行的方法，该加热装置是高效的，并且允许延长运用其的加热装置的工作寿命。
[0012]本发明的另一个目的是完善一种提高加热装置的安全性的方法。
[0013]本申请人已经设计、试验并且体现了本发明，以克服现有技术的缺点并且获得这些和其它目的和优点。
【发明内容】
[0014]本发明在独立权利要求中进行了描述，并且以其为特征，同时从属权利要求描述了本发明的其它特征或对主要发明构思的变形。
[0015]根据上述目的，根据本发明的方法应用于控制加热装置的运行，其中，该加热装置包括:
-包含电解溶液(例如，水)的槽，
-浸没于电解溶液的电极，
-连接到电极和槽的电能发生器，
-设有测量器的控制器，该测量器测量在电极和槽之间产生的至少一个电量。
[0016]该方法提供，调节电能发生器，以便在电解溶液中保持保护电位，该保护电位具有第一已知值，该第一已知值随时间基本上恒定，适合于保证保护该槽免受腐蚀。
[0017]根据本发明的一个方面，该方法包括步骤:检测存在于槽中的电分散体，在此期间，测量器测量至少一个电量并且控制器处理该至少一个电量，以便确定电分散体的存在，该电分散体因为是发生在槽壁上的腐蚀效应的原因，所以要被避免。
[0018]根据本发明的第一形式的实施例，检测步骤提供，检测存在于槽中的电分散体的直流电。根据这种形式的实施例，直流电检测步骤包括:
-暂时中断或减少由电能发生器供给的电能的步骤；
-测量残余电位的步骤，该残余电位具有第二值，其在电极和槽之间产生；
-比较所测量的残余电位的第二值和基准电位的第三值的步骤；
并且其中，如果所测量的第二值大于基准电位的第三值，则控制器识别正常范围内的运行条件，并且其中，如果所测量的第二值小于基准电位的第三值，则控制器识别源于槽中的直流电的电分散体的存在。
[0019]根据另一形式的实施例，检测步骤提供，检测电分散体的交流电。
[0020]根据该后一形式的实施例，所测量的电量是所测量的电流。在这种情况下，检测步骤包括:
-第一步骤，其中，电能发生器在电极和槽之间循环交替在第一电位和小于第一电位值的第二电位之间变化的电位变化，以在电解溶液中产生保护电位；
-第二步骤，其中，测量器对在电极和槽之间循环的电流进行多次测量；
-第三步骤，其中，控制器验证所测量的电极和槽之间循环的电流的值是否围绕平衡电流保持可变，并且在这种情况下，控制器识别其中缺乏杂散电流的条件；
-第四步骤，其中，如果所测量的电极和槽之间循环的电流的值在平衡电流范围之外，则控制器检验所测量的电流变化值的频率对应于杂散电流的周期性，并且在这种情况下，识别源于槽中的交流电的电分散体的存在。
[0021]本发明还涉及一种与包括槽的加热装置相关联的电阴极保护设备，该槽包含电解溶液。该设备包括在使用期间浸没在电解溶液中的电极、连接到电极并且在使用期间连接到槽的电能发生器、和设有被配置成测量在电极和槽之间产生的电量的测量器。根据本发明的一个特征，控制器包括处理单元，该处理单元被配置成接收由测量器检测到的电量的数据并且处理电量以便确定电分散体的存在。该设备还包括与控制器相关联的以便指示电分散体的存在的指示器。
【附图说明】
[0022]参照附图，本发明的这些和其它特征将从作为非限制性示例的优选形式的实施例的下列描述中变得显而易见，其中: -图1是根据本发明的使用控制方法的加热装置的示意性表示；
-图2a是根据第一形式的实施例示出了在正常运行期间施加到加热装置的电位随时间的发展的曲线图；
-图2b是根据第一形式的实施例示出了在加热装置中测量的随时间的电位差的曲线图；
-图3a是根据第二形式的实施例示出了在正常运行期间施加到加热装置的电位随时间的发展的曲线图；
-图3b是根据第二形式的实施例和在运行条件下在加热装置中检测到的电流随时间的发展的曲线图；
-图3c是根据第二形式的实施例和在另一运行条件下在加热装置中检测到的电流随时间的发展的曲线图。
[0023]为了便于理解，如果可能，使用相同的附图标记以确定附图中相同的元件。应当理解，一种形式的实施例的元件和特点可以方便地并入其它形式的实施例，而无需进一步的澄清。
【具体实施方式】
[0024]根据本发明的加热装置整体上由附图标记10表示并且包括针对腐蚀的电阴极保护设备11。
[0025]特别地，加热装置10包括具有金属表面的槽12，该金属表面与电解溶液(诸如水)接触。
[0026]反过来，电阴极保护设备11包括电极13或阳极、电能发生器14和控制器16。
[0027]电极13可以包括可能用贵重材料激活的钛棒。
[0028]本发明的一种形式的实施例提供，电能发生器是以直流电控制的发生器，以下被简称为电流发生器14。
[0029]电流发生器14反过来连接到控制器16，该控制器16控制并且管理电流发生器14的运行，并且可能发加热装置10的特定运行条件(如电分散体的存在)的信号。
[0030]更具体地，控制器16设有测量器15，该测量器15测量至少一个电量，被配置成检测例如在电阴极保护设备11中(在这种情况下，在电极13和槽12之间)产生的电流或电压值。
[0031]测量器15可以是电压表、电流表、瓦特表或简单的设备以比较待被检测的电量中的至少一个。
[0032]一些形式的实施例提供控制器16包括处理单元19，该处理单元被提供以处理由测量器15检测到的数据并且发由于电分散体的存在而导致的可能异常运行条件的信号。
[0033]为此目的，控制器16可以与指示器17 (例如，发光指示器)相关联，每个指示器标识加热装置10的运行条件。
[0034]为了保证足够保护槽12免受腐蚀，在加热装置10的正常运行期间，电流发生器14在电极13和槽12之间维持保护电位，该保护电位随时间基本上恒定，在图2a中被指示为保护电位Vp。
[0035]如上所述，确定作为制成槽12的材料的功能并且参照Pourbaix图，保护电位Vp是已知的值。
[0036]仅通过示例的方式，如果该槽12由钢制成，则保护电位Vp假设包括在900 mV和1200 mV之间的值。
[0037]通过调节由电流发生器14供给的电流并且用测量器15检测电阴极保护设备11内部的电流的产生可以迭代地生成待在电解溶液中产生的保护电位Vp。
[0038]电流的检测标识了槽12中的电位的不稳定条件。
[0039]如果测量器15检测到电流相对于先前测量的相当大的偏差，则控制器16调节由电流发生器14供给的电流，以把它带到对应于平衡电流的恒定值。参考图2a、图2b、图3a、图3b和图3c，描述了一种控制加热装置10运行并且特别是检测可能的电分散体(例如，影响槽12并且可以显著有助于其内部的腐蚀的杂散电流)的方法。
[0040]杂散电流的实体可以很小，并且因此不会产生直接干涉电气安全设备(诸如通常设在电网络中的断路器)。
[0041]虽然它们不损害电网络或加热装置10的总体安全性，但是杂散电流是关于产生腐蚀性现象的重要因素。
[0042]在直流电分散体的情况下并且还有在交流电分散体的情况下，均出现这样的问题。
[0043]参照图2a和图2b，第一形式的实施例描述了根据本发明的方法，用于检测直流电中的电分散体。
[0044]在加热装置10的正常运行期间，控制器16调节由电流发生器14供给的电流，如上所述，以维持电极13和槽12之间的保护电位Vp的平衡条件。
[0045]随后，进行以下步骤，在提供由电流发生器供给的电能的受控变化期间，检测电分散体。
[0046]如图2a所示，检测步骤发生比根据本发明的加热装置10的总体运行时间短的时间间隔T。仅通过示例的方式，可以假定，时间间隔T持续约一分钟，并且在12个小时的循环性的情况下执行，即，一天两次周期性地进行检测。
[0047]—些形式的实施例提供，在检测步骤期间，暂时中断电流供给到电流发生器14，并且测量由测量器15进行。
[0048]清楚的是，在加热装置10的正常运行期间，时间间隔T的暂时中断不影响免受一般由加热装置10进行的腐蚀的保护效果。
[0049]其它形式的实施例提供，减少仅由电流发生器14供给的电流，而非中断该电流。
[0050]在检测期间，测量器15检测电位差，以下被指示为所测量的电位Vm。所测量的电位Vm对应于在电极13和槽12之间产生的残余电位。
[0051]依据实验分析，申请人发现，在缺乏电分散体的情况下，所测量的电位Vm或残余电位快速移动到随时间基本上稳定的渐近值，如类似于其中检测到所测量的电位Vml的曲线的图2b所示。