一种用于在线化学仪表的水样稀释装置及方法

技术领域

本发明属于工业生产水质化学分析领域，涉及一种用于在线化学仪表的水样稀释装置及方法。

背景技术

在工业生产中，经常需要对水汽质量进行监控，以防止热力设备发生腐蚀、结垢和积盐等现象，保证设备及系统的正常运行和工业生产的顺利实施。其中，工业循环冷却水、燃煤电厂脱硫系统的脱硫浆液、脱硫废水及含煤废水等均属于含盐量高、水体复杂的高电导率水样，水中的离子浓度通常很高。一般不能通过在线化学分析仪表对其中的离子浓度进行分析，其中一个主要原因就是高电导率水样中的离子浓度很可能超过仪表量程，导致仪表不能正常测量。例如脱硫浆液中的氯离子浓度，最高可能达到20000mg/L，远超过常用氯离子分析方法的适用范围。硝酸银滴定法的氯离子浓度最佳测量范围在500mg/L以下，电位滴定法为10000mg/L以下，离子色谱法和原子吸收光谱法仅在100mg/L以下。

由于测量浓度范围的限制，循环水、脱硫浆液及脱硫废水等高电导率水样的监测目前仍采用传统的人工定期取样分析模式，实验人员可根据所选测量方法的浓度适用范围，对水样进行相应的稀释。这种离线采样分析方式存在取样可能没有代表性、测量不连续、化学监督存在盲区、运行人员工作量大、依赖实验人员操作技术水平等诸多问题。如果能够构建一种用于在线化学仪表的水样稀释装置，该装置能够自动根据设定的浓度范围，对高电导率水样进行稀释，使进入仪表分析的水样满足量程要求，将能够较好的解决上述问题，实现高电导率水样的在线化学仪表连续监测，但是现有技术中没有类似的公开。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种用于在线化学仪表的水样稀释装置及方法，该装置及方法能够对水样进行稀释，以满足在线化学仪表的测量要求。

为达到上述目的，本发明所述的用于在线化学仪表的水样稀释装置包括水样输入管道、第一流量调节阀、高纯水输入管道、高纯水泵、混合缓冲器及在线化学仪表；

水样输入管道经第一流量调节阀与混合缓冲器相连通，高纯水输入管道经高纯水泵与混合缓冲器相连通，混合缓冲器的出口与在线化学仪表相连通。

水样输入管道经第一流量调节阀及第一流量计与混合缓冲器相连通。

高纯水输入管道经高纯水泵及第二流量计与混合缓冲器相连通。

混合缓冲器的出口分为两路，其中，一路经第二流量调节阀与分流管道相连通，另一路与在线化学仪表相连通。

在线化学仪表的入口处设置有第三流量调节阀。

还包括稀释倍数处理器，稀释倍数处理器的输入端与第一流量计、第二流量计及在线化学仪表相连通，稀释倍数处理器的输出端与第一流量调节阀、高纯水泵、第二流量调节阀及第三流量调节阀相连通。

一种用于在线化学仪表的水样稀释方法包括以下步骤：

稀释倍数处理器根据第一流量计检测的流量信息控制第一流量调节阀的开度，使得水样以第一预设流量进入到混合缓冲器中，稀释倍数处理器根据第二流量计检测的流量信息控制高纯水泵，使得高纯水以第二预设流量进入到混合缓冲器中，水样与高纯水在混合缓冲器中充分混合，当稀释后的水样达到在线化学仪表的测量浓度范围时，则打开第三流量调节阀，关闭第二流量调节阀，使得稀释后的水样进入到在线化学仪表中进行测量。

当稀释后的水样没有达到在线化学仪表的测量浓度范围时，则关闭第三流量调节阀，打开第二流量调节阀，使得稀释后的水样经分流管道排出。

本发明具有以下有益效果：

本发明所述的用于在线化学仪表的水样稀释装置及方法在具体操作时，通过高纯水在混合缓冲器中对水样进行稀释，使得稀释后的水样满足在线化学仪表的测量范围，另外，通过第一流量调节阀及高纯水泵分别调节水样的流量及高纯水的流量，以满足不同浓度水样的在线测量，确保水质在线监测系统的长期稳定运行，为在线测量结果的准确性提供保障，适用于基于容量分析法、电位滴定法、分光光度法等各种测量原理的在线化学仪表，解决了因高浓度超量程不能进行水质在线监测的技术难题，应用范围广，实用性较强。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

其中，1为水样输入管道、2为第一流量调节阀、3为第一流量计、4为高纯水输入管道、5为高纯水泵、6为第二流量计、7为混合缓冲器、8为第二流量调节阀、9为分流管道、10为第三流量调节阀、11为在线化学仪表、12为稀释倍数处理器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参考图1，本发明所述的用于在线化学仪表的水样稀释装置包括水样输入管道1、第一流量调节阀2、第一流量计3、高纯水输入管道4、高纯水泵5、第二流量计6、混合缓冲器7、第二流量调节阀8、分流管道9、第三流量调节阀10、在线化学仪表11及稀释倍数处理器12；水样输入管道1经第一流量调节阀2及第一流量计3与混合缓冲器7相连通，高纯水输入管道4经高纯水泵5及第二流量计6与混合缓冲器7相连通，混合缓冲器7的出口分为两路，其中，一路经第二流量调节阀8与分流管道9相连通，另一路经第三流量调节阀10与在线化学仪表11相连通。

稀释倍数处理器12的输入端与第一流量计3、第二流量计6及在线化学仪表11相连通，稀释倍数处理器12的输出端与第一流量调节阀2、高纯水泵5、第二流量调节阀8及第三流量调节阀10相连通。

本发明所述的用于在线化学仪表的水样稀释装置的工作方法包括以下步骤：

稀释倍数处理器12根据第一流量计3检测的流量信息控制第一流量调节阀2的开度，使得水样以第一预设流量进入到混合缓冲器7中，稀释倍数处理器12根据第二流量计6检测的流量信息控制高纯水泵5，使得高纯水以第二预设流量进入到混合缓冲器7中，水样与高纯水在混合缓冲器7中充分混合，当稀释后的水样达到在线化学仪表11的测量浓度范围时，则打开第三流量调节阀10，关闭第二流量调节阀8，使得稀释后的水样进入到在线化学仪表11中进行测量。当稀释后的水样没有达到在线化学仪表11的测量浓度范围时，则关闭第三流量调节阀10，打开第二流量调节阀8，使得稀释后的水样经分流管道9排出。

稀释倍数处理器12可以根据第一流量计3及第二流量计6的测量结果计算水样的稀释倍数。

在工作时，稀释倍数处理器12根据用户设定的初始稀释倍数先进行第一流量调节阀2及高纯水泵5的调节，并根据后续在线化学仪表11的测量结果自动进行稀释倍数的调整，自动控制第一流量调节阀2及高纯水泵5的开度，使稀释后的待测水样满足在线化学仪表11的量程范围。

本发明能够实现高电导率水样自动稀释处理，稀释倍数也可自动进行合理调整，使稀释后的待测水样始终满足在线化学仪表的测量浓度范围，尤其适用于水样浓度波动的工况，为在线化学分析系统的测量准确性和长期运行稳定性提供了保障。

本发明使工业生产中高电导率水样的离子浓度监控从传统离线取样分析模式转变为在线连续监测模式提供了可能性，减少了化学运行人员工作量，避免了因人为操作因素、取样没有代表性、取样频率不够等原因引起的水质监控不到位，保证了工业生产相关设备和系统的安全经济运行。