[发明专利]一种实验用水溶解氧含量精确控制系统及使用方法

说明书

本发明公开了一种实验用水溶解氧含量精确控制系统及使用方法，属于金属材料腐蚀试验研究技术领域，该实验用水溶解氧含量精确控制系统由低氧气体加氧组件、溶解氧测量循环回路、溶解氧控制系统、给水组件、真空除氧组件和惰性气体除氧组件构成。与现有技术对比，本发明能实现实验用水溶解氧含量在μg/L级别的精确控制，溶解氧含量可长期控制在设定范围之内，同时系统能够自动运行，无需看守，节约人力物力。

技术领域

本发明属于金属材料腐蚀试验研究技术领域，具体涉及一种实验用水溶解氧含量精确控制系统及使用方法。

背景技术

在火力发电领域中，随着人们对节约能源和保护环境的日益重视，机组参数不断提高，过热器、再热器、高温蒸汽管道、汽轮机转子、叶片、喷嘴等蒸汽流通部件的蒸汽侧氧化问题也越来越突出。为了降低锅炉水侧部件的流动加速腐蚀，高参数锅炉一般采用给水加氧处理，但是实践证明锅炉采用给水加氧处理之后往往出现受热面管内壁氧化皮集中剥落，给电厂带来很大困扰，因此在实验室模拟加氧处理工况，研究加氧处理对材料蒸汽氧化和氧化皮剥落的影响具有重要的应用前景和现实意义。电厂锅炉加氧处理控制氧含量一般为20～150μg/L量级，电厂现场加氧工程水流量约为每小时上千吨，采用氧气或空气瓶直接加氧，其溶解氧含量相对容易控制，但实验室蒸汽氧化试验回路中，水流量相对较小，如何精确控制其溶解氧含量成为一个亟待解决的难题，溶解氧含量一旦控制不准，其试验结果可靠性将有待商榷。

国内外很多研究单位都开发了蒸汽或超临界水氧化试验装置，例如专利：专利CN10162661 B《金属材料高温水蒸汽氧化实验装置》、CN 103543096 A《一种动态高温高压氧化实验装置》；美国NETL实验室的蒸汽氧化装置、美国Wisconsin–Madison大学超临界水氧化装置、日本Nippon Steel公司的实验台以及浙江工业大学废水处理的超临界水氧化实验装置，这些设备的主要缺点为无法控制水中的溶解氧含量。专利CN 102519863 A《一种超临界水蒸汽氧化试验装置》通过设定氩气和氧气的流量来控制水中的溶解氧含量，但是100L水溶解氧含量从0μg/L增加到10μg/L仅需标准态氧气0.0007毫升，当要求水中溶解氧含量在μg/L量级时直接采用氧气调节无法精确控制水中的溶解氧含量，会导致水中溶解氧含量的过大波动。专利申请文件201810541904.3《溶解氧浓度控制系统、方法和装置》公开了一种污水处理控制平台溶解氧浓度控制系统、方法和装置，其目的是解决过量曝气问题，不能实现水中溶解氧含量在20～150μg/L量级时的精确调节。专利申请文件201710933061.7《一种水体溶解氧含量的控制方法》提供了水产养殖的水体中溶解氧含量控制方法，其控制的溶解氧含量为mg/L量级。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有蒸汽氧化腐蚀设备水处理系统氧含量不能精确控制的弊端，提供了一种实验用水溶解氧含量精确控制系统及使用方法。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案来实现的：

一种实验用水溶解氧含量精确控制系统，包括低氧气体加氧组件、溶解氧测量循环回路、溶解氧控制系统、给水组件、真空除氧组件和惰性气体除氧组件；其中，

低氧气体加氧组件包括比例电磁阀A、过滤器A、单向阀A、阀门A、压力表A、低氧气体储罐、气体质量流量计A、惰性气体瓶A、气体质量流量计B和氧气或空气瓶；

给水组件包括储水桶和高纯水机；

真空除氧组件包括与储水桶顶部通过管路依次连接的压力表B、阀门C和真空泵；

惰性气体除氧组件包括通过管路依次连接的比例电磁阀B、过滤器B、单向阀C和惰性气体瓶B；

溶解氧测量循环回路包括循环泵和流通池和溶解氧表；

溶解氧控制系统包括计算机；