一种精准控制给水氧含量的实验装置及方法与流程

本发明属于给水加氧，涉及一种精准控制给水氧含量的实验装置及方法。

背景技术：

1、给水加氧作为目前直流机组先进的给水处理工艺之一,可以有效降低热力设备腐蚀结垢速率,同时延长精处理运行周期。

2、给水加氧最常用的加氧方式有纯氧、空气和富氧水。在系统压力波动的情况下，气态加氧如纯氧或者空气在加氧管道内压缩,氧气注入量也会产生波动，难以实现对加氧量的精确调控,造成给水加氧量控制不稳定,可能会造成给水氧含量超标。液态的富氧水加氧介质具有不可压缩的特性，当系统压力波动改变导致加氧点的压力变化时,液体由于其几乎不可压缩，因此加氧点的加氧量相对比较稳定，其稳定性相对于气态加氧更高。

3、但是，在加氧实验装置的工况下，由于给水流量和水容积都远远小于电厂的给水流量和水容积，无论是气态加氧(纯氧、压缩空气)还是液态加氧，过程中加氧量的微小波动都可能引起水中含氧量的明显波动，这就给加氧实验装置的实验可靠性和准确性带来不利影响。尤其在需要控制含氧量较低的范围时，这种波动可能导致水中氧量波动范围超过允许范围，直接导致实验失败的风险。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种精准控制给水氧含量的实验装置及方法，该装置及方法能够精准控制给水氧含量。

2、为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、本发明一方面，本发明所述的精准控制给水氧含量的实验装置，包括氧/氮混合气瓶、减压阀、关断阀、水箱、低压循环泵、供水阀、电加热器、再循环阀、氧表及反应釜；

4、氧/氮混合气瓶的出口依次经减压阀及关断阀与水箱底部的入口相连通，水箱底部的出口经低压循环泵后分为两路，其中一路经供水阀与电加热器的入口相连通，另一路经再循环阀及氧表与水箱侧面的入口相连通，电加热器的出口经反应釜与水箱顶部的入口相连通，水箱顶部的排气口处设置有排气阀，水箱顶部的内侧设置有压力传感器。

5、本发明所述精准控制给水氧含量的实验装置进一步的改进在于：

6、进一步的，还包括控制模块，所述氧表的输出端及压力传感器的输出端与控制模块的输入端相连接，控制模块的输出端与减压阀的输入端相连接。

7、进一步的，水箱底部的出口经低压循环泵、供水阀及高压给水泵与电加热器的入口相连通。

8、进一步的，电加热器的出口依次经反应釜、冷却器及回水阀与水箱顶部的入口相连通。

9、进一步的，所述氧/氮混合气瓶内装有氧气和氮气的混合气体。

10、进一步的，氧/氮混合气瓶内的压力为15-20mpa。

11、进一步的，氧/氮混合气瓶中的氧气含量为3％-5％。

12、本发明二方面，本发明所述的精准控制给水氧含量的实验方法，包括以下步骤：

13、1)打开关断阀，关闭减压阀；

14、2)获取氧表所测给水氧含量c，根据氧表所测给水氧含量c调节减压阀的开度，使得压力传感器所测水箱的压力p、氧表所测给水氧含量以及氧/氮混合气瓶中的氧气含量v满足以下关系式：c＝f(p，v，t)；

15、3)打开供水阀，启动高压给水泵；

16、4)待水箱内的压力p稳定到预期压力后，低压循环泵继续运行预设时间；

17、5)判断氧表所测给水氧含量是否满足实验所需氧含量，当氧表所测氧含量高于实验所需氧含量时，则通过排气阀排气降压，当氧表所测氧含量低于实验所需氧含量时，则增加减压阀的开度，提高给水氧含量，使得氧表所测给水氧含量满足实验所需氧含量；

18、6)启动电加热器，通过电加热器将给水升温至实验温度，再送入反应釜中对实验样品进行真实验证，反应釜输出的回水经冷却器降温及回水阀降压后，返回至水箱。

19、进一步的，步骤1)之前还包括：

20、11)向水箱内注入除盐水至需求水位；

21、12)控制供水阀、再循环阀、回水阀及排气阀打开，控制低压循环泵连续运行；

22、13)将氧/氮混合气瓶更换为临时氮气瓶，再打开关断阀，调节减压阀的开度，通过临时氮气瓶输出的氮气对系统进行连续吹扫排气；

23、14)当氧表所测给水氧含量＜5ppm或者低于实验所需给水含氧量时，则关闭关断阀；

24、15)关闭减压阀及排气阀；

25、16)将临时氮气瓶更换为氧/氮混合气瓶。

26、进一步的，氧/氮混合气瓶中的氧气含量为3％-5％。

27、本发明具有以下有益效果：

28、本发明所述的精准控制给水氧含量的实验装置及方法在具体操作时，所述氧气/氮气的混合气体经减压后通入水箱底部，其中，部分混合气体融入水中，另外一部分混合气体在水箱上部形成气腔，再经过低压循环泵循环搅浑均匀后，水中的氧含量和气腔中的氧气分压成正比，再控制气腔内的压力稳定预设范围内，即可实现水中氧含量的精确控制。需要说明的是，本发明对给水中的氧含量精确控制后，经高压给水泵升压至额定实验压力、电加热器升温至额定实验温度后，即可对反应釜中的实验材料进行真实验证，以满足实验过程中给水氧含量精确控制的需求。

技术特征：

1.一种精准控制给水氧含量的实验装置，其特征在于，包括氧/氮混合气瓶(1)、减压阀(2)、关断阀(3)、水箱(4)、低压循环泵(5)、供水阀(6)、电加热器(10)、再循环阀(7)、氧表(8)及反应釜(11)；

2.根据权利要求1所述的精准控制给水氧含量的实验装置，其特征在于，还包括控制模块(15)，所述氧表(8)的输出端及压力传感器(14)的输出端与控制模块(15)的输入端相连接，控制模块(15)的输出端与减压阀(2)的输入端相连接。

3.根据权利要求1所述的精准控制给水氧含量的实验装置，其特征在于，水箱(4)底部的出口经低压循环泵(5)、供水阀(6)及高压给水泵(9)与电加热器(10)的入口相连通。

4.根据权利要求1所述的精准控制给水氧含量的实验装置，其特征在于，电加热器(10)的出口依次经反应釜(11)、冷却器(12)及回水阀(13)与水箱(4)顶部的入口相连通。

5.根据权利要求1所述的精准控制给水氧含量的实验装置，其特征在于，所述氧/氮混合气瓶(1)内装有氧气和氮气的混合气体。

6.根据权利要求1所述的精准控制给水氧含量的实验装置，其特征在于，氧/氮混合气瓶(1)内的压力为15-20mpa。

7.根据权利要求1所述的精准控制给水氧含量的实验装置，其特征在于，氧/氮混合气瓶(1)中的氧气含量为3％-5％。

8.一种精准控制给水氧含量的实验方法，其特征在于，基于权利要求4所述的精准控制给水氧含量的实验装置，包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的精准控制给水氧含量的实验方法，其特征在于，步骤1)之前还包括：

10.根据权利要求8所述的精准控制给水氧含量的实验方法，其特征在于，氧/氮混合气瓶(1)中的氧气含量为3％-5％。

技术总结本发明公开了一种精准控制给水氧含量的实验装置及方法，包括氧/氮混合气瓶、减压阀、关断阀、水箱、低压循环泵、供水阀、电加热器、再循环阀、氧表及反应釜；氧/氮混合气瓶的出口依次经减压阀及关断阀与水箱底部的入口相连通，水箱底部的出口经低压循环泵后分为两路，其中一路经供水阀与电加热器的入口相连通，另一路经再循环阀及氧表与水箱侧面的入口相连通，电加热器的出口经反应釜与水箱顶部的入口相连通，水箱顶部的排气口处设置有排气阀，水箱顶部的内侧设置有压力传感器，该装置及方法能够精准控制给水氧含量。技术研发人员：姚尧,刘锋,王磊,张国威,许哲涵,颜军明,胡杨,李长海,令彤彤,张瑞祥,李燕杰,马喜强,李超,崔鹏,黄鹏受保护的技术使用者：西安热工研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/18