Преображенский В.П. Теплотехнические измерения и приборы (1240837), страница 149
Текст из файла (страница 149)
22-5-3. принципиальная схема и ее примесями. Последнее трекондуктометрического анализатора дхя бование предъявляется и к веизмерення кислорода в воде. ществу, образующемуся в ре- зультате реакции. Большое значение имеют также возможность получения реагента в чистом виде и его стоимость. Полностью перечисленным требованиям не удовлетворяет ни одно из известных веществ. Свойства, наиболее близкие к оптимальным, имеют металлический таллий и в мег>ьшей степени газообразная окись азота. Следует отметить, что при использовании в кондуктометрическом анализаторе в качестве реагента металлического таллия обеспечивается более простая конструкция прибора, но наряду с этим необходимо учитывать эксплуатационные неудобства, обусловленные токсичностью таллия и ионов галлия, а также относительно высокую стоимость его. Анализаторы, использующие в качестве реагента окись азота, имеют более сложную конструкцию.
Принципиальная схема кондуктометрического анализатора для измерения микроконцентраций растворенного в воде кислорода показана на рис. 22-б-З„где приняты следующие обозначения: 1— вентиль запорный; 2 — холодильник для первоначального охлаждения пробы воды; 3 — фильтр для обессоливания анализируемой воды, который заполняется ионообменными смолами (50% — анионнт марки АВ-17 и 50% — - катионит КУ-2); 4 — дополнительный холодильник для охлаждения пробы воды; б — электродный преобразователь для измерения начальной электропроводностн воды; б — патрон из полиэтилена, заполненный мелко нарезанным металлическим таллием; 7 — электродный преобразователь для измерения удельной электропроводности воды на выходе из патрона; 8— фильтр для очистки воды от ионов таллия. Анализируемая проба воды поступает через холодильник на вход фильтра 8.
После фильтра через второй холодильник вода проходит через первый электродный преобразователь 8 и далее в патрон с металлическим таллием. После патрона проба воды поступает во второй электродный преобразователь 7, а затем проходит фильтр и сливается в дренаж. При взаимодействии кислорода, содержащегося в воде, с таллием он окисляет его до одновалентной гидроокиси таллия: Н,О+ 2Т1 + — Оз -~- 2Т!ОН. Получающаяся в результате реакции окисления гидроокись галлия хорошо растворяется в воде и быстро переходит в раствор в виде ионов таллия и гидроокиси. Гидроокись таллия является сильным электролитом, который повышает удельную электропроводность раствора на значение, пропорциональное содержанию растворенного в воде кислорода.
Рассмотренная принципиальная схема кондуктометрического анализатора используется в разработанных СКБ АП анализаторах АК-П и АК-ЗОО, предназначенных для измерения концентрации растворенного кислорода в питательной воде энергетических установок на ТЗС и АЗС. В кондуктометрическом кислородомере АК-300 выходное напряжение измерительной схемы подается на вход усилителя для усиления и преобразования в выходной сигнал постоянного тока 0 — 5 мА. В качестве вторичного прибора используется миллиампермегр КСУ2.
Кондуктометрический анализатор АК-300 выпускается класса точности 6 с диапазоном измерения Π— 30 мкг/л О,. Параметры анализируемой воды: давление 5 кгс/см' (0,5 МПа)„температура 30 -+. 5 С, расход 3 л/ч. Питание от сети переменного тока напряжением 220 В, частотой 50 Гц. Потребляемая мощность 50 Вт, 22-6. Анализаторы для определения растворенного в воде и паре водорода В настоящее время в энергетике уделяют большое внимание методу контроля скорости коррозии металла внутренних поверхностей пароводяного тракта парогенераторов, основанному на определении в питательной воде и паре содержания водорода„ являющегося неизбежным продуктом такой коррозии.
Применяемый лабораторный метод анализа требует много времени, не может отражать динамики процессов н не обладает необходимой точностью. Если учесть, что скорость коррозии металла определяется совокупностью факторов, а именно водным и температурным режимами, то только автоматический непрерывный контроль за водородом в воде и паре дает возможность оперативно контролировать правильность режима эксплуатации парогенератора. Надежный непрерывный контроль за содержанием водорода в воде и паре позволит решить стоящую перед энергетиками задачу повышения надежности и продления срока службы парогенераторов. Известно, что растворимость данного газа в воде (конденсате пара) зависит от парциального давления этого газа в находящейся над водой газовой среде и не зависит от состава газов этой среды.
Следовательно, если контролируемую воду (конденсат), содержащую растворенный водород, поместить в атмосферу кислорода, то водород будет выделяться из воды до тех пор, пока не наступит состояние равновесия. При этом чем болыпе водорода содержится в воде, тем большее количество его будет выделяться в окружающую кислородную среду. При уменьшении содерле жания водорода в воде часть Я1 его, ранее выделившаяся в кислородную среду, будет снова растворяться в воде до А наступления нового состояния равновесия. Таким образом, по концентрации водорода в кислородной среде можно судить о соРис. 22-6-1. Принципиальная схема тер- дерткании водорода, раствомокопдуктометрнпеското анализатора для ренного в воде (копденсате измерения водорода в паре нлп воде.
пара), используя для этой цели метод измерения теплопроводности газовой смеси, состоящей из водорода и кислорода, по отношению к кислороду. Приборы, основанные на измерении теплопроводностн газовой смеси, принято называть термокондуктометрическими анализаторами. Они получили широкое распространение в ряде зарубежных стран. На рис. 22-6-1 приведена принципиальная схема термокондуктометрического анализатора для определения содержания водорода в паре или питательной воде парогенераторов. Анализатор состоит из следующих устройств и элементов: приемного преобразователя, использующего измерительную схему неуравновешенного моста; вторичного прибора ВП, например, автоматического потенциометра; стабилизированного источника питания ИПС; электролизера Эл, заполненного водным раствором едкого кали, для получения чи- стого кислорода; приемной колонки ПК с водяным затвором, в которую поступает контролируемая проба воды или конденсата пара; напорной колонки НК, которая поддерживает постоянство давления перед приемной колонкой преобразователя; диафрагмы Д для стабилизации расхода пробы.
Небольшое избыточное давление кислорода в приемной колонке поддерживается постоянным с помощью барботажного клапана, который на рис. 22-6-1 не показан. Резисторы мостовой схемы Я„йа и К, выполнены из манганиновой проволоки. Плечи моста Из и К„являющиеся чувствительными элементами, изготовляются из тонкой остеклованной платиновой проволоки диаметром примерно 0,04 мм. Чувствительный элемент Иа помещен в герметически закрытую камеру, заполненную чистым кислородом (сравнительным газом). Чувствительный элемент Я4 помещен в рабочую камеру, которая с помощью канала соединена с верхней частью приемной колонки. Таким образом, рабочая камера имеет диффузионный подвод газовой смеси. Для увеличения площади соприкосновения пробы конденсата (воды) с кислородной средой в приемной колонке установлена никелевая спираль.
Температура стенок камер чувствительных элементов (Ям )г ) преобразователя должна быть одинакова. Для этой цели камеры выполняют массивными, из металла с хорошей теплопроводностью. В корпусе камер делают канал, через который поступает проба воды из напорной колонки в приемную колонку. Для снижения давления и температуры анализируемой пробы анализаторы снабжаются дополнительными устройствами. Например, проба пара для анализа, отобранная из паропровода, предварительно поступает в холодильник через дроссель, обеспечивающий сии>кение давления и необходимый расход пара.
Из холодильника конденсат пара, имеющий температуру около 30'С, поступает в напорную колонку преобразователя. Кислород нз электролизера, как было сказано выше, непрерывно подается в приемную колонку ПК. Одновременно в эту колонку поступает анализируемая проба конденсата или воды и удаляется через водяной затвор в спивную воронку. При этом конденсат (вода) соприкасается со средой кислорода и выделяет растворенный водород. Эта газовая смесь, состоящая из кислорода и водорода, поступает в рабочую камеру с чувствительным элементом Вследствие этого изменяются условия теплоотдачи от чувствительного элемента Р„нагреваемого током, к стенкам камеры, так как теплопроводность бинарной газовой смеси иная, чем сравнительного газа (кислорода). В силу этих обстоятельств температура чувствительного элемента Р, понижается, а следователыю, уменьшается его сопротивление.
При этом на вершинах измерительной диагонали моста из-за нарушения его равновесия появится напряжение и указатель вторичного прибора займет положение, соответствующее значению сопротивления чувствительного элемента Й4, а следовательно, и содержанию водорода в анализируемой пробе. Шкалу вторичного прибора анализаторов, применяемых для определения растворенного в воде и паре водорода, градуируют в микрограммах на литр (мкг!л) или микрограммах на килограмм (миг !кг). Рассмотренная принципиальная схема прибора используется в анализаторе для определения растворенного в воде водорода„ выпускаемом фирмой аКембридж» (Англия). Диапазон измерения водорода — от О до 20 мкг!кг (или мкгlл).
Анализаторы фирмы <Кембридж» применяются в СССР на ряде ТЭС для определения содержания водорода в паре парогенераторов. Пределы допускаемой основной погрешности анализатора не превышают-+. 5% верхнего предела. Таблица П1-4-1 Ер !начення Фр и —. в зависимости от доверительной вероятности Р н л=л — 1 )уй ер (аначення 7р удовлетворяют равенству 2 ) а !7, д) сО = Р) о о,ао ода ср !р т' й тр и'и ода о.ю 'Р Го ср т'й Ср Ср Т а б л и ц а П1-4.2 вероятностям Р, распадюощимся на 1+Р = —, н к=к — 1 2 Значения кт и кя, отвечающие 1 — Р Рт= — и Ра 2 Р~=о,с% Р =о,ю и, р,=о,сю р =ода р, =од! 0,356 0,434 0,484 0,518 159,516 14,!42 6,468 4,396 31,9 !! 6,287 3,727 2,875 15,952 4;406 2,919 2,372 0,446 0„520 0,566 0,600 79,809 9,975 5,! 08 3,670 0,388 0,466 0,515 0,548 0,510 0,578 0,620 0,649 1 2 4 5 6 7 В 9 1О 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 ЗО - 40 50 100 200 1,8 1,32 1,20 1,15 1,!1 1, 09 1,08 1,07 1,05 1,05 1,05 1,04 1,04 1,04 1,04 1,03 1,03 1,03 1,03 1,02 1,0! 1,01 1,00 1, 00 1,00 1,3 0,76 0,60 0„51 0,45 0,41 0,38 0,36 0,34 0,32 0,30 0,29 0,28 0,27 0,26 0,25 0,24 0,24 0,23 0,23 0,19 0,16 О,!4 0,10 0,07 0 6,81 2,92 2,35 2,!3 2,% 1,94 1,90 1,86 1,83 1,81 1,80 1,78 1,77 1,76 1,75 1,75 1,74 1,73 1,73 1,72 1,70 1,68 1,66 1,65 1,645 4,48 1, 69 1,18 0,95 0,82 0,73 0,67 0,62 0,58 0,52 0,49 0,47 0,45 0,42 0,41 0,40 0,39 0,38 0,31 0,26 0,24 0,17 0,12 0 ! 12,71 4,Ю 3,18 2,78 2,57 2.45 2,.я! 2,31 2,26 2,23 2,20 2,!8 2,16 2,14 2,!3 2,!2 2.1 ! т,10 2,09 2,09 ц04 2,02 2,01 1,98 1,97 9,0 2,5 1,59 1,24 1,05 0,93 0,84 0,77 0,72 0,67 0,65 0,60 0,58 0,55 0,53 0,51 0,% 0,48 0,47 0,47 0,37 0,322 0,28 0,20 0,14 0 31,8 6, 96 4,54 3,75 3,36 3,!4 2.90 2.82 2,76 2,72 2,68 2,65 2,62 2,58 2,57 2,55 2,54 2,53 2,42 2,41 2,38 2, 34 2,33 22,5 4,01 2,27 1,67 1,37 1,19 1, 06 0,97 0,89 0,83 0,79 0,74 0,71 0,68 0„65 0,63 0,61 0,59 0,57 О, 55 О, 44 0,38 0„34 0,24 0,16 О 63,7 9,92 5,84 4, 60 4, 03 3,7! 3,17 3,1! 2, 98 2,95 2, 92 2, 90 2,86 2,75 2,70 2,68 2,63 2.60 45,0 5,7 2,9 2,1 1,6 1,4 1,24 1,12 1,03 0,96 0,90 0,85 0,80 0,77 0,74 0,71 0,68 0,66 0,64 0,62 0,49 0,42 0,33 0,26 0,18 0 2 35 19,2 66 1;9 4,5 4,3 4,1 3,9 3,8 3,8 3,7 ~7 3,6 8„6 3,5 3,5 3,4 3,4 З,З 3,2 3,2 3,1 3,04 3,0 166 11,1 4,6 3,0 2,24 1,85 1,59 1,43 1,29 1,18 1,!О 1,05 0,99 0,96 0,90 0,87 0,82 0,80 0,77 0,76 0,60 0,5! 0,45 0,31 0,22 0 ПРодолжение табл.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
