金属腐蚀速度检测方法和检测装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种金属腐蚀速度检测方法和检测装置，通过检测管道水流中溶解氢的浓度来计算受热管道金属腐蚀速度，用于火电厂热力设备的在线监测。
【背景技术】
[0002]发电机组在热力生产过程中由于炉管长期处于高温、高压下运行，再加上目前电网调峰期间频繁的启动、停运和备用的现实情况，使热力设备(特别是水冷壁和过热器)中的金属材料长期处于热应力和机械应力之中，极易发生腐蚀。腐蚀是热力设备损坏的最直接原因，对电厂安全经济、稳定生产所构成的威胁极为严重。
[0003]为此加强研宄和解决在生产过程中的受热面炉管材料腐蚀速度的在线动态监测，以便及时对炉管做出针对性保护措施，防止受热面金属材料失效，预防炉管爆漏事故发生，延长锅炉设备使用寿命就成为当前不能回避又必须尽快研宄解决的重大技术难题。
【发明内容】
[0004]本发明公开一种金属腐蚀速度检测方法和检测装置，应用于火力发电系统中，通过测得受热面炉管内水汽进样水流中的氢分子的浓度，结合锅炉蒸发量以及水汽进样水流的酸碱性，可计算出金属材料的腐蚀速度。
[0005]本发明是通过下列技术方案实施的:
[0006]本发明公开一种金属腐蚀速度检测方法，该检测方法包括在单位时间内进行如下步骤:
[0007]S1:检测进样水流中氢分子的浓度；
[0008]S2:检测被测锅炉的蒸发量；
[0009]S3:确定进样水流的酸、碱性；
[0010]S4:利用公式V = (KQH2/A) X 10_2，计算得到受热面管道的金属腐蚀速度；
[0011]式中，V-金属腐蚀速度(mm/a)；
[0012]K-常数；
[0013]Q-被测锅炉的蒸发量(t/h);
[0014]H2-进样水流中氢分子的浓度(yg/l)；
[0015]A-受热面积(m2);
[0016]其中，S1、S2、S3的先后顺序可以互换或同时进行。
[0017]SI包括如下步骤:
[0018]Sll:检测进样水流中的氢分子的含量；
[0019]S12:检测进样水流的流体体积；
[0020]S13:计算得到进样水流中氢分子的浓度；
[0021]其中，S11、S12的顺序可以互换或同时进行。
[0022]在测量进样水流中的氢分子的浓度之前，还可以包括检测、控制进样水流温度在允许范围之内的步骤SO，SO包括:
[0023]SOO:检测进样水流的温度；
[0024]SOl:将测得的进样水流温度与允许值进行比较，判断进样水流温度是否低于允许值:当进样水流的温度低于允许值，则进行Si ;当进样水流的温度高于允许值，则根据现场工作需要，可选择进行S02或S03 ；
[0025]S02:对进样水流进行冷却，直到温度低于允许值，再进行SI ;
[0026]S03:报警，将进样水流直接排放。
[0027]本发明还公开一种金属腐蚀速度检测装置，包括:检测单元和数据处理单元，检测单元包括:溶解氢测量仪，连接在进样水流入口，其检测单位时间内进样水流中溶解氢分子的含量，将测得的数值传输给数据处理单元，电子流量计，与溶解氢测量仪用管道串联在一起，其检测该单位时间内进样水流的体积，将测得的数值传输给数据处理单元；所述数据处理单元接收所述溶解氢测量仪和电子流量计所测得的数值，并基于所述数值计算出所述进样水流所流经受热管道的金属腐蚀速度。
[0028]所述数据处理单元用公式V = (KQH2/A) X 10_2计算得到进样水流所流经的受热管道的金属腐蚀速度，其中，
[0029]V-金属腐蚀速度，
[0030]K-常数，
[0031]Q-被测锅炉的蒸发量，
[0032]H2-进样水流中氢分子的浓度，
[0033]A-受热面积。
[0034]在本发明中，因氢分子在水样中极不稳定，容易析出损耗，为了测得的结果更准确，溶解氢测量仪通过管道连接到进样水流的入口。
[0035]因待测锅炉管道的取样管道为加压管道，为了更好地保证流经溶解氢测量仪的进样水流中氢分子的浓度稳定，则在电子流量计后还串联密封单元，密封单元即通过管道与所述电子流量计串联，进样水流依次流经所述溶解氢测量仪、电子流量计和密封单元。
[0036]本发明金属腐蚀速度检测装置还可包括进样控制单元，控制A、B两路水样轮流进入检测装置。控制单元具体包括:A路水样流量调整阀，与火力发电系统的受热面A路炉管的取样管路相连；B路水样流量调整阀，与火力发电系统的受热面B路炉管的取样管路相连；测量对象转换阀分别与所述检测单元和所述A、B路水样流量调整阀相通。
[0037]在A路水样流量调整阀和测量对象转换阀之间设置有A温度传感器，在B路水样流量调整阀和测量对象转换阀之间设置有B温度传感器，A、B温度传感器将测得的温度发送给数据处理单元。
[0038]本发明金属腐蚀速度检测装置还可进一步包括冷却单元，安装在进样控制单元的入口处，包括依次串联的冷却阀门、热交换器和出口阀门；冷却阀门连接在水样流量调整阀前，出口阀门连接测量对象转换阀；所述热交换器内设置有C温度传感器。
[0039]C温度传感器将测得的结果发送给数据处理单元，冷却阀门和出口阀门受数据处理单元的控制。
[0040]上述所有管道皆采用不锈钢管道。
[0041]本发明金属腐蚀速度检测装置还可进一步包括测量待测锅炉蒸发量的蒸汽流量测试仪等热工信号仪器和PH值传感器，蒸汽流量测试仪和PH值传感器将测量的结果发送给数据处理单元。
[0042]数据处理单元具有显示屏幕，用来显示测量结果。
[0043]上述溶解氢测量仪包括测量电极和电极杯，电极杯下部带有进液口，上部带有出液口，将测量电极包围；所述测量电极包括:电极杆；缠绕在电极杆上的阴电极；电极外套，包围在所述阴电极和电极杆外，电极外套内充满电解液；阳电极，固定在电极杆头部，一端凸出于电极外套，一端伸入到电极杆内；电极膜，覆盖在阳电极上固定于电极外套壁的位置；其中，所述阴电极和所述阳电极通过导线将测得的信号引出。
[0044]本发明金属腐蚀速度检测装置还包括模压帽，所述模压帽固定在所述电极外套上，将所述电极膜压紧。
[0045]在上述电极外套壁上还设置有可拆密封口，用来补充电解液。
[0046]或者，金属腐蚀速度检测装置还进一步包括PH值传感器和测量待测锅炉蒸发量的蒸汽流量测试仪，所述PH值传感器和蒸汽流量测试仪将测量的结果发送给数据处理单
J L.ο
[0047]本发明金属腐蚀速度动态检测装置能够直接连接在正在工作的热力发电系统中，动态监测受热面炉管内水中的氢溶解量，从而计算出金属管的实时腐蚀速度，检测方法简单、易操作，使得操作人员能够及时对炉管做出针对性保护措施，防止受热面金属材料失效，预防炉管爆漏事故发生，延长锅炉设备使用寿命。
[0048]本发明测得受热面炉管的金属腐蚀速度，对火力发电系统具有重要的积极意义:
[0049](I)可判定锅炉受热面金属材料的钝化状态及其效果。当锅炉启动以后，特别是酸洗后首次启动，其受热面金属材料是否已很快地形成自然氧化膜并转入钝态，通过本发明中的溶解氢分析数据，本领域技术人员就可以判定与评价炉管的永久性钝化膜建立的实际状况；
[0050](2)优化和筛选不同的锅内防腐处理工艺技术，可判定与评价不同防腐工艺的实际效果。应用本发明进行上述评价与筛选，要比采用测定进样水流中含铁量等方法更为方便、直观和可靠；
[0051](3)为分析研宄现场炉管材料腐蚀的原因、性质与炉管受损状况，提供了可靠的历史测量数据作为分析判定的依据，对预防炉管爆漏事故发生起到了至关重要的作用。
【附图说明】
[0052]图1为本发明金属腐蚀速度检测方法流程图；
[0053]图2为本发明金属腐蚀速度检测装置的功能框图；
[0054]图3为本发明金属腐蚀速度检测装置结构的示意图；
[0055]图4A为带有温度传感器的进样控制单元示意图；
[0056]图4B为冷却单元和进样控制单元示意图；
[0057]图5A是溶解氢测量仪测量电极结构的示意图；
[0058]图5B是溶解氢测量仪结构的示意图。
[0059]附图标记说明:
[0060]1.进样控制单元
[0061]11.A路水样流量调整阀
[0062]12.A温度探头
[0063]13.B路水样流量调整阀
[0064]14.B温度探头
[0065]15.测量对象转换阀
[0066]16.A路排水阀门
[0067]17.B路排水阀门<