循环冷却水酚酞碱度和总碱度在线测量装置及方法

摘要

本发明公开了一种循环冷却水酚酞碱度和总碱度在线测量装置及方法，装置包括反应单元、控制及检测单元。反应单元包括第一指示剂试剂瓶、第一指示剂柱塞泵、第二指示剂试剂瓶、第二指示剂柱塞泵、标准液试剂瓶、标准液柱塞泵、进水电磁阀、磁力搅拌器、流通反应池；第一指示剂柱塞泵、第二指示剂柱塞泵和标准液蠕动泵的各自出口分别通过管路与流通反应池顶部不同的进液口连接。控制及检测单元包括控制器、光源和光感应器；控制器分别与光源、光感应器、进水电磁阀、磁力搅拌器、第一指示剂柱塞泵、第二指示剂柱塞泵和标准液蠕动泵电连接。本发明方法可以在无需人工干预的情况下，便捷地实现工业循环冷却水酚酞碱度和总碱度的同时在线测量。

说明书

技术领域

本发明涉及工业循环冷却水水质在线测量技术领域，特别是涉及一种循环冷却水酚酞碱度和总碱度在线测量装置及方法。

背景技术

在工业生产中，设备、物料或介质的冷却主要是通过工业循环冷却水冷却。随着温度升高、散热蒸发，工业循环冷却水不断浓缩容易发生结垢，一旦结垢轻则影响设备运行，重则设备报废或停产检修。其中碳酸钙、碳酸镁垢是循环冷却水系统最常见的结垢种类，其主要原因是循环冷却水中碳酸盐和重碳酸盐的浓度超出了其析出浓度，导致析出成垢。而一般循环冷却水中酚酞碱度和总碱度的组成绝大部分是碳酸盐和重碳酸盐，因此将循环冷却水的酚酞碱度和总碱度控制合理的范围下，是预防循环冷却水结碳酸盐垢的最有效方法。另外，有些循环冷却水系统为避免碳酸盐结垢，加入过多的酸性物质去除碱度，导致系统材质发生腐蚀，控制好循环冷却水的碱度是避免加酸过量导致腐蚀的有效方法。因此循环冷却水中酚酞碱度和总碱度的及时监测与控制，对防止循环冷却水系统结垢和腐蚀具有很大的意义。

目前工业循环冷却水系统中酚酞碱度和总碱度大多采用手工检测的监测方法。这种方法虽然较成熟，但需配备检测人员，增加运行劳动力成本，操作繁琐；且检验间隔大，对循环冷却水中酚酞碱度和总碱度含量的监测不及时，运行控制滞后，很容易导致循环冷却水中的碳酸盐析出成垢。此外，手工检测监测法的人为因素影响大，难以适用于自动控制或智慧化运行，形成生产安全隐患，找不出系统结垢的根本原因。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种循环冷却水酚酞碱度和总碱度在线测量装置及方法，该装置可以在线实时测量循环冷却水中酚酞碱度和总碱度含量，无需人工干预，保证了循环冷却水酚酞碱度和总碱度含量及时监测，为运行及时提供控制参考，起到防止循环冷却水结垢或腐蚀的作用。

为了达到以上目的，本发明采用以下技术方案：

一种循环冷却水酚酞碱度和总碱度在线测量装置，包括反应单元、控制及检测单元；

所述反应单元包括第一指示剂试剂瓶、第一指示剂柱塞泵、第二指示剂试剂瓶、第二指示剂柱塞泵、标准液试剂瓶、标准液柱塞泵、进水电磁阀和流通反应池；所述第一指示剂试剂瓶、第二指示剂试剂瓶和标准液试剂瓶分别通过管路与流通反应池顶部不同的进液口连接；

所述进水电磁阀设在流通反应池的水样入口管上；第一指示剂试剂瓶的管路上设有第一指示剂柱塞泵，第二指示剂试剂瓶的管路上设有第二指示剂柱塞泵；标准液柱塞泵设在标准液试剂瓶的管路上；

所述控制及检测单元包括控制器、光源和光感应器；光源和光感应器设在流通反应池上相对侧壁上；光源和光感应器均电连接至控制器；

所述第一指示剂柱塞泵、第二指示剂柱塞泵、标准液柱塞泵和进水电磁阀均与控制器电连接。

作为本发明的进一步改进，所述流通反应池的水样出口设在上部，且水样出口在光源和光感应器的安装位置之上。

作为本发明的进一步改进，所述流通反应池为材质透明柱状容器，其侧壁中部的相对位置分别嵌入光源和光感应器。

作为本发明的进一步改进，所述流通反应池底部设有磁力搅拌器。

一种循环冷却水酚酞碱度和总碱度在线测量装置的测量方法，包括以下步骤：

打开进水电磁阀，水样冲洗并充足流通反应池后，向流通反应池内加入第一指示剂；再由标准液蠕动泵向流通反应池中滴加标准液，通过光感应器检测流通反应池内被测水样的颜色变化，当被测水样的颜色从红色变成无色时即为第一滴定终点，根据第一滴定终点时标准液蠕动泵所滴加入标准液总体积计算出循环冷却水中酚酞碱度；

第二指示剂柱塞泵向流通反应池内加入第二指示剂，搅拌反应10s后，由标准液蠕动泵向流通反应池中滴加标准液，光感应器检测流通反应池内被测水样的颜色，当被测水样的颜色从蓝绿色变成红色时即为第二滴定终点，根据此时标准液蠕动泵所滴加入标准液总体积计算出循环冷却水中总碱度。

作为本发明的进一步改进，根据第一滴定终点时标准液蠕动泵所滴加入标准液总体积计算出循环冷却水中酚酞碱度，具体方法为：

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作为本发明的进一步改进，根据此时标准液蠕动泵所滴加入标准液总体积计算出循环冷却水中总碱度，具体方法为：

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作为本发明的进一步改进，所述测量装置的测量方法可实现循环冷却水酚酞碱度和总碱度的同时在线实时测量。

和现有技术相比较，本发明具备如下优点：

本发明装置将循环冷却水实现自动在线采集，简单实用且测量循环冷却水酚酞碱度和总碱度准确度高，能够快速获得循环冷却水的酚酞碱度和总碱度，满足工业循环冷却水的监测任务。相比目前循环冷却水酚酞碱度和总碱度的人工测量，能够快速准确地实现循环冷却水酚酞碱度和总碱度的在线测量，减少人工测量引入的误差，解决了循环冷却水酚酞碱度和总碱度监测不及时、工作量大等问题，有利于循环冷却水系统的自动控制或智慧化运行。

采用该发明测量方法将循环冷却水酚酞碱度和总碱度分别与滴加入流通反应池内的标准液量进行关联，提高了循环冷却水酚酞碱度和总碱度测量的快速性和准确性，同时减少了运行人员的工作量，提高了工业循环冷却水运行的安全性。

附图说明

图1工业循环冷却水酚酞碱度和总碱度在线测量装置；

图2工业循环冷却水酚酞碱度和总碱度在线测量方法流程图。

其中，1、第一指示剂试剂瓶；2、第一指示剂柱塞泵；3、第二指示剂试剂瓶；4、第二指示剂柱塞泵；5、标准液试剂瓶；6、标准液蠕动泵；7、进水电磁阀；8、磁力搅拌器；9、流通反应池；10、控制器；11、光源；12光感应器。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

如图1所示，本发明的一种工业循环冷却水酚酞碱度和总碱度在线测量装置，包括反应单元、控制及检测单元。

其中反应单元包括第一指示剂试剂瓶1、第一指示剂柱塞泵2、第二指示剂试剂瓶3、第二指示剂柱塞泵4、标准液试剂瓶5、标准液柱塞泵6、进水电磁阀7、磁力搅拌器8、流通反应池9；第一指示剂试剂瓶1、第二指示剂试剂瓶3和标准液试剂瓶5分别通过管路与流通反应池9顶部不同的进液口连接；第一指示剂试剂瓶1的管路上设置第一指示剂柱塞泵2，第二指示剂试剂瓶3的管路上设置第二指示剂柱塞泵4；标准液柱塞泵6设在标准液试剂瓶5的管路上；进水电磁阀7设在流通反应池9的水样入口管上，流通反应池9的底部设有磁力搅拌器8。

控制及检测单元包括控制器10、光源11和光感应器12。光源11和光感应器12设置在流通反应池9中部相对的位置上；光源11和光感应器12均电连接至控制器10；

所述第一指示剂柱塞泵2、第二指示剂柱塞泵4、标准液柱塞泵6、进水电磁阀7和磁力搅拌器8均各自电连接至控制器10。

基于上述测量装置，其具体工作过程为：进水电磁阀7控制水样进入流通反应池9中；第一指示剂柱塞泵2将第一指示剂定量加入流通反应池9中；打开磁力搅拌器8搅拌下，标准液蠕动泵6向流通反应池9中滴加标准液5，当光感应器12检测到流通反应池内被测水样的颜色从红色变成无色时即为第一滴定终点。

再由第二指示剂柱塞泵4向流通反应池9内定量加入第二指示剂，搅拌反应下，由标准液蠕动泵6继续向流通反应池9中滴加标准液，当光感应器12检测到流通反应池内被测水样的颜色从蓝绿色变成红色时即为第二滴定终点。

控制器10控制采进水电磁阀7、第一指示剂柱塞泵2、第二指示剂柱塞泵4和标准液蠕动泵6开启或关闭，控制光源11开启或关闭，光感应器12获取数据信号发聩给控制器10。

作为优选地实施例，流通反应池9为柱状透明材质，其侧壁中部的相对位置分别嵌入光源11和光感应器12。

第一指示剂柱塞泵2、第二指示剂柱塞泵4和标准液蠕动泵6出口对应的管路末端分别接至流通反应池9顶部各自的进液口，且水样出口高于光源11和光感应器12的安装位置。

控制过程中，所述的光源11、光感应器12、进水电磁阀7、第一指示剂柱塞泵2、第二指示剂柱塞泵4和磁力搅拌器8分别电连接至控制器10。

参照图2，基于上述工业循环冷却水酚酞碱度和总碱度在线测量装置的测量方法，包括以下步骤：

本装置使用第一指示剂柱塞泵向流通反应池内加入第一指示剂，经混合后，通过标准液蠕动泵将标准液滴加入流通反应池中，混合反应后，当光感应器检测到流通反应池内被测水样的颜色从红色变成无色即为第一滴定终点，根据第一滴定终点时所滴加标准液的总体积计算出循环冷却水中酚酞碱度的实时浓度。再由第二指示剂柱塞泵向流通反应池内定量加入第二指示剂，搅拌反应后，由标准液蠕动泵继续向流通反应池中滴加标准液，当光感应器检测到流通反应池内被测水样的颜色从蓝绿色变成红色时即为第二滴定终点，根据第二滴定终点时所滴加标准液的总体积计算出循环冷却水中总碱度的实时浓度。

本发明方法可以在无需人工干预的情况下，便捷地实现工业循环冷却水酚酞碱度和总碱度的同时在线测量。

下面结合附图1和附图2对本发明的具体实施方式作进一步的说明。

实施例

如附图1所示，进水电磁阀7入口处安装循环冷却水测量水管，保证测量管内水压约为0.1Mpa，便于被测水样流入流通反应池9内进行测量。

如附图2所示，当控制器10发出测量指令时，进水电磁阀7打开，冲洗流通反应池9，保证流通反应池9内水样充足后，第一指示剂柱塞泵2将第一指示剂定量加入流通反应池9中；打开磁力搅拌器8搅拌下，标准液蠕动泵6向流通反应池9中滴加标准液5，当光感应器12检测到流通反应池内被测水样的颜色从红色变成无色时即为第一滴定终点。

再由第二指示剂柱塞泵4向流通反应池9内定量加入第二指示剂，搅拌反应下，由标准液蠕动泵6继续向流通反应池9中滴加标准液，当光感应器12检测到流通反应池内被测水样的颜色从蓝绿色变成红色时即为第二滴定终点。

为了更详细的描述，本发明具体步骤为：

在控制器10发出测量指令后，进水电磁阀7打开，冲洗30s流通反应池9，确保被测水样将流通反应池9冲洗干净，并充满流通反应池9后，关闭进水电磁阀7。

开启磁力搅拌器8下，启动第一指示剂柱塞泵2往流通反应池9中加入0.2mL第一指示剂1。

搅拌10s后，开启标准液蠕动泵6往流通反应池9中滴加标准液5，同时开启光源11和光感应器12监测流通反应池9中被测水样的颜色变化，当被测水样的颜色从红色变成无色时即为第一滴定终点，根据第一滴定终点时标准液蠕动泵所滴加入标准液体积计算出循环冷却水中酚酞碱度，具体方法为：

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再控制第二指示剂柱塞泵4向流通反应池9内定量加入第二指示剂，搅拌反应10s后，由标准液蠕动泵6继续向流通反应池9中滴加标准液，当光感应器12检测到流通反应池内被测水样的颜色从蓝绿色变成红色时即为第二滴定终点，根据第二滴定终点时标准液蠕动泵所滴加入标准液总体积V

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计算出总碱度结果后，打开进水电磁阀7，冲洗30s，保证将刚被测水样排出流通反应池9后，关闭进水电磁阀7，完成此次酚酞碱度和总碱度的在线测量。

综上所述，本发明装置结构简单，可以实现自动化测量过程，本发明方法可以在无需人工干预的情况下，便捷地实现工业循环冷却水酚酞碱度和总碱度的同时在线测量。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。