专利名称：电导率表氢柱再生装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种树脂再生装置，特别涉及一种阳离子交换柱的自动再生装置。
背景技术：
在线氢电导率表是火力发电机组水汽系统在线化学仪表中关键的水汽质量监测 仪表之一，通常用于监测凝结水泵出口、省煤器入口、炉水(加氧处理工况)、蒸汽等机组热 力系统水汽质量关键监测部位的水汽品质，因此，保证在线氢电导率测量的准确性和可靠 性具有非常重要的现实意义。影响在线氢电导率表测量准确性的一个关键因素就是在线氢电导率表的阳离子 交换柱树脂的再生度和失效的问题，而影响阳离子交换柱树脂再生度的决定性因素是树脂 再生方式。目前现场普遍采用的离子交换柱树脂再生方式是传统粗放的柱外静态浸泡方 式，或者将失效树脂扔弃，更换新树脂。柱外浸泡再生方式树脂再生度低，装填树脂时空气 泡容易滞留在树脂层，树脂水冲洗不彻底，从而导致氢电导率测量值是真，影响氢电导率测 量的准确性。然而到目前为止，现场还未有一套可实现动态自动再生、可监控树脂再生各程 序的装置。而将失效树脂扔弃，更换新树脂又比较频繁(1次/月)，由于树脂价格昂贵，增 加了运行成本。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种电导率表氢柱再生装置，对离子交换 柱进行动态再生，充分保证树脂的再生度以实现离子交换柱内树脂的现场动态再生过程。本实用新型的技术解决方案是一种电导率表氢柱再生装置，所述再生装置至少 包括离子交换柱排、贮存系统及管路系统，贮存系统包括药液箱和水箱，所述管路系统包括 管道、加药泵及阀组，加药泵的入口连接水箱和药液箱的出口汇合管，用于再生液的配制及 流量调节，加药泵的出口管路经过阀组的切换形成连接到交换柱排底部母管的反洗支路、 连接到交换柱排上部母管的正洗支路以及连接到药液箱的逆流再生支路，实现交换柱树脂 的柱内动态再生。如上所述的电导率表氢柱再生装置，其中，所述加药泵为可调节变频泵，所述再生 装置还包括自动控制系统，所述自动控制系统包括人机界面及控制单元，所述控制单元能 够依据预先设定的参数向加药泵及各阀门输出控制信号，以调整加药泵的加药频率、控制 各阀门的开闭，实现树脂的自动再生。如上所述的电导率表氢柱再生装置，其中，所述人机界面包括触摸屏，控制单元包 括PLC，所述触摸屏与PLC构成闭环控制系统，PLC通过PPI接口连接到触摸屏，且PLC控制 各阀门的动作，并通过一输出模块控制加药泵的频率；操作者能够通过触摸屏直接设定参 数目标值，通过PLC与参数实际值进行比较运算，直接向加药泵发出控制指令，调节加药泵 的加药频率，并实时监控该再生装置的多个参数。[0008]如上所述的电导率表氢柱再生装置，其中，该控制单元还具有切换模块，以便能够 通过接收人机界面的指令，实现对各阀门以及加药泵的自动、半自动或手动操作。如上所述的电导率表氢柱再生装置，其中，所述阀组包括连接于加药泵出口端以 形成反洗支路、正洗支路及逆流再生支路的切换阀组，所述切换阀组包括第一阀门、第二阀 门、第三阀门及第四阀门，所述第一阀门、第二阀门的入口连接至加药泵的出口，且所述第 一阀门的出口端分为两路，一路连结至交换柱排的底部母管，形成所述反洗支路，另一路与 第三阀门相连接；所述第二阀门的另一端连结至交换柱排的顶部母管，形成所述正洗支路； 所述第四阀门的一端与所述第二阀门的另一端相连，其另一端与所述第三阀门的另一端汇 合后分为两路，一路通过外排阀门外排，另一路通过一回流阀门连结至加药箱，形成所述逆 流再生支路。如上所述的电导率表氢柱再生装置，其中，所述第一阀门是通过一 Y型过滤器连 结至交换柱排的底部母管；且所述第二阀门是通过另一 Y型过滤器连结至交换柱排的顶部母管。如上所述的电导率表氢柱再生装置，其中，所述阀组包括连接于水箱出口的第一 逆止阀、水箱控制阀及连接于药液箱出口的第二逆止阀、药液箱控制阀，所述水箱控制阀及 药液箱控制阀的出口端汇合后与该加药泵的入口端连接。如上所述的电导率表氢柱再生装置，其中，离子交换柱排选用变色树脂，根据变色 阳离子交换树脂失效前后的颜色区别判断树脂失效情况。如上所述的电导率表氢柱再生装置，其中，所述再生装置还包括支撑所述离子交 换柱排、贮存系统及管路系统的支架，所述支架为底部设有滑轮的可移动钢架结构。如上所述的电导率表氢柱再生装置，其中，所述药液箱顶部具有开口，且该药液箱 顶部装有虹吸器，其侧面装设液位计、进酸管及进酸阀门，其底部设有排污管及排污阀；所 述水箱为防腐水箱，且其上装有进水阀门、液位计，其底部装有排污管、排污阀。本实用新型的特点和优点如下(1)采用标准氢交换柱后，运行人员能够直观的发现树脂的失效状况，排除氢型交 换树脂失效引起的错误信息，提高了电导率测量结果的可靠性。(2)采用标准化的步序对树脂进行再生，树脂再生度达到99%以上，彻底解决目 前氢交换树脂再生度低的问题。(3)整个装置采用耐酸、防腐设计，满足现场的使用要求。(4)装置采用模块化设计、简单、实用、可移动，能够满足不同现场的实际需求。(5)实现氢交换树脂再生过程的自动控制和调节，一次再生能够满足一台机组 (如600MW)炉内及精处理系统氢交换树脂的再生需求，用户也可以根据需求增减标准氢交 换柱。本实用新型设计合理、结构紧凑、所附设备齐全、简单实用、监测及控制方便灵活， 提高了在线化学仪表测量的准确性，为在线化学仪表维护管理工作提供了便利，可用于火 力发电厂集中监测系统中，该装置也可用于实验室动态模拟试验。
图1为本实用新型的电导率表氢柱再生装置的一具体实施例的的管路结构示意图。图2为本实用新型的电导率表氢柱再生装置的一具体实施例所采用的自动控制 系统的原理框图。
具体实施方式
下面配合附图及具体实施例对本实用新型的具体实施方式
作进一步的详细说明。本实用新型提出一种电导率表氢柱再生装置，所述再生装置至少包括离子交换柱 排、贮存系统及管路系统，贮存系统包括药液箱和水箱，所述管路系统包括管道、加药泵及 阀组，加药泵的入口连接水箱和药液箱的出口汇合管，用于再生液的配制及流量调节，加药 泵的出口管路经过阀组的切换分别形成连接到交换柱排的底部母管的反洗支路、连接到交 换柱排的上部母管的正洗支路以及连接到药液箱逆流再生支路，实现交换柱树脂的柱内动 态再生。较佳地，为了实现交换柱内树脂自动再生并实现对再生过程的监控，本实用新型 的电导率表氢柱再生装置还可以包括自动控制系统，对应地，所述加药泵为可调节变频泵， 所述自动控制系统包括人机界面及控制单元，所述控制单元能够依据预先设定的参数向加 药泵及各阀门输出控制信号，以调整加药泵的加药频率，控制各阀门的开闭，实现树脂的自 动再生；同时，该控制单元还具有切换功能，能够通过接收人机界面的指令，实现对各阀门 以及加药泵的自动、半自动及手动操作。下面以在线氢电导率表的交换柱的树脂再生作为本实用新型的一实施例来说明 本实用新型的基本原理及详细结构。本案发明人对多个电厂的水汽系统在线化学仪表进行了实际的检验工作，并发 现，在线氢电导率表整机工作误差超标的主要原因在于氢交换柱的再生效果达不到要求， 据此，发明人结合氢电导率的测量对氢交换柱的再生过程进行了全面细致的研究。氢型交换树脂失效后将影响氢电导率的测量准确性。在氢型交换树脂未失效之 前，通过交换柱的水样中的阳离子只有氢离子。当氢型交换树脂失效后，部分其他阳离子穿 透交换柱进入测量电极中。由于水汽系统一般采用加氨处理，首先穿透交换柱的阳离子主 要是铵离子，铵离子会对氢电导率测量结果产生影响，造成测量误差。在阳离子漏出初期， 交换柱出水水样中只有少量铵离子，氢离子数量相应减少，阳离子总量基本不变，水样的PH 值升高，电导率降低。这是因为同样数量的铵离子的电导率比相同数量的氢离子的电导率 小得多。因此，在交换柱失效初期，氢电导率测量结果偏低。此时水质超标不容易被发现。 在阳离子漏出一段时间以后，由于大量铵离子漏出，水中铵离子总量远大于阴离子(除氢 氧根以外)的总量，导致水样呈碱性，电导率大大增加，使氢电导率测量结果偏高。此时容 易造成水质超标的假象。为了解决上述问题，可采用变色阳离子交换树脂进行电导率的测量。由于变色阳 离子交换树脂失效前后的颜色明显不同，可以在铵离子漏出前进行再生处理，从而排除了 氢型交换树脂失效引起的错误信息，提高了电导率测量结果的可靠性。进一步地，树脂再生度会使氢电导率测量值偏低。现有氢型交换树脂的再生度通 常不到60%，即阳离子交换树脂再生后氢型树脂占总量的60%以下，其它为氨型或钠型树 脂。树脂再生度将使氢电导率测量值偏低，掩盖水质超标问题，水质发生污染，不能被及时发现，非常有害。原因是100%氢型树脂，水样通过后，除氢离子外，其它阳离子均被交 换到树脂上，出水仅有阴离子(如Cl—)和数量相等的氢离子，[cr] = [H+]。50%氢型树 脂，水样通过后，出水氢离子氢型树脂与铵离子的和等于阴离子(如CD的数量，[cr]= [H+] +[Na+]，例如，同样杂质浓度时Cl—数量数量10个，100%氢型树脂，对应有氢型树脂，对 应有10个H+ ；50 %氢型树脂，对应有氢型树脂，对应有3个H+和7NH4+。而H+和NH4+在水溶 液中的摩尔电荷电导率很大的差异性，这就是测量结果偏低，掩盖了氢电导率测量的真实 性。表一是部分离子常见的极限摩尔电导率(25°C )。表125°C无限稀释水溶液中离子的摩尔电荷电导率(S · Hi2Hior1X 10_4)
权利要求1.一种电导率表氢柱再生装置，其特征在于，所述再生装置至少包括离子交换柱排、贮 存系统及管路系统，贮存系统包括药液箱和水箱，所述管路系统包括管道、用于再生液的配 制及流量调节的加药泵及阀组，加药泵的入口连接水箱和药液箱的出口汇合管，加药泵的 出口管路经过阀组的切换形成连接到交换柱排底部母管的反洗支路、连接到交换柱排上部 母管的正洗支路以及连接到药液箱的逆流再生支路。
2.如权利要求1所述的电导率表氢柱再生装置，其特征在于，所述加药泵为可调节变 频泵，所述再生装置还包括自动控制系统，所述自动控制系统包括人机界面及能够依据预 先设定的参数向加药泵及各阀门输出控制信号的控制单元。
3.如权利要求2所述的电导率表氢柱再生装置，其特征在于，所述人机界面包括触摸 屏，控制单元包括PLC，所述触摸屏与PLC构成闭环控制系统，PLC通过PPI接口连接到触摸 屏，且PLC控制各阀门的动作，并通过一输出模块控制加药泵的频率。
4.如权利要求2所述的电导率表氢柱再生装置，其特征在于，该控制单元还具有切换 模块，该切换模块接收人机界面的对各阀门以及加药泵的自动、半自动或手动操作的指令。
5.如权利要求1所述的电导率表氢柱再生装置，其特征在于，所述阀组包括连接于加 药泵出口端以形成反洗支路、正洗支路及逆流再生支路的切换阀组，所述切换阀组包括第 一阀门、第二阀门、第三阀门及第四阀门，所述第一阀门、第二阀门的入口连接至加药泵的 出口，且所述第一阀门的出口端分为两路，一路连结至交换柱排的底部母管，形成所述反洗 支路，另一路与第三阀门相连接；所述第二阀门的另一端连结至交换柱排的顶部母管，形成 所述正洗支路；所述第四阀门的一端与所述第二阀门的另一端相连，其另一端与所述第三 阀门的另一端汇合后分为两路，一路通过外排阀门外排，另一路通过一回流阀门连结至加 药箱，形成所述逆流再生支路。
6.如权利要求5所述的电导率表氢柱再生装置，其特征在于，所述第一阀门是通过一Y 型过滤器连结至交换柱排的底部母管；且所述第二阀门是通过另一 Y型过滤器连结至交换 柱排的顶部母管。
7.如权利要求1所述的电导率表氢柱再生装置，其特征在于，所述阀组包括连接于水 箱出口的第一逆止阀、水箱控制阀及连接于药液箱出口的第二逆止阀、药液箱控制阀，所述 水箱控制阀及药液箱控制阀的出口端汇合后与该加药泵的入口端连接。
8.如权利要求1至7任一项所述的电导率表氢柱再生装置，其特征在于，所述离子交换 柱排选用变色树脂。
9.如权利要求1至7任一项所述的电导率表氢柱再生装置，其特征在于，所述再生装置 还包括支撑所述离子交换柱排、贮存系统及管路系统的支架，所述支架为底部设有滑轮的 可移动钢架结构。
10.如权利要求1至7任一项所述的电导率表氢柱再生装置，其特征在于，所述药液箱 顶部具有开口，且该药液箱顶部装有虹吸器，其侧面装设液位计、进酸管及进酸阀门，其底 部设有排污管及排污阀；所述水箱为防腐水箱，且其上装有进水阀门、液位计，其底部装有 排污管、排污阀。
专利摘要本实用新型公开了一种电导率表氢柱再生装置，所述再生装置至少包括离子交换柱排、贮存系统及管路系统，贮存系统包括药液箱和水箱，所述管路系统包括管道、加药泵及阀组，加药泵的入口连接水箱和药液箱的出口汇合管，用于再生液的配制及流量调节，加药泵的出口管路经过阀组的切换形成连接到交换柱排底部母管的反洗支路、连接到交换柱排上部母管的正洗支路以及连接到药液箱的逆流再生支路，实现交换柱树脂的柱内动态再生。本实用新型设计合理、结构紧凑、所附设备齐全、简单实用、监测及控制方便灵活，提高了在线化学仪表测量的准确性，为在线化学仪表维护管理工作提供了便利。
文档编号B01J49/00GK201832658SQ20102053845
公开日2011年5月18日 申请日期2010年9月21日 优先权日2010年9月21日
发明者吴华成, 李志成, 李永立, 李炜, 李贺全, 王应高 申请人:华北电力科学研究院有限责任公司