Патент на изобретение №2244294

Published by on




РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ



ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(19) RU (11) 2244294 (13) C2
(51) МПК 7
G01N27/00, G01R35/00
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

Статус: по данным на 27.01.2011 – прекратил действие, но может быть восстановлен

(21), (22) Заявка: 2002126046/28, 30.09.2002

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

30.09.2002

(43) Дата публикации заявки: 27.03.2004

(45) Опубликовано: 10.01.2005

(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске:
РД-34.37.308-90. Методические указания по определению рН питательной воды прямоточных котлов СКД в пределах от 8 до 10 рН лабораторными рН-метрами. Унифицированные методы анализа вод. – М.: Химия, 1971, с. 60. RU 2010222 С1, 30.03.1994. SU 911396, 10.03.1982.

Адрес для переписки:

153003, г.Иваново, ул. Рабфаковская, 34, ИГЭУ, патентный отдел, В.П. Яблокову

(72) Автор(ы):

Бушуев Е.Н. (RU),
Козюлина Е.В. (RU),
Ларин Б.М. (RU),
Опарин М.Ю. (RU)

(73) Патентообладатель(и):

Бушуев Евгений Николаевич (RU),
Козюлина Екатерина Владимировна (RU),
Ларин Борис Михайлович (RU),
Опарин Михаил Юрьевич (RU)

(54) СПОСОБ КАЛИБРОВКИ pH-МЕТРОВ

(57) Реферат:

Использование: изобретение относится к способам калибровки рН-метров и может быть применено на тепловых и атомных электрических станциях в сверхчистых водах типа конденсата и питательной воды энергоблока. Сущность: при калибровке в рабочую среду проводят дозирование аммиака с изменяющейся в 1,5-2 раза концентрацией. Измеряют удельную электропроводность и температуру исходной и Н-катионированной пробы рабочей среды. Результаты измерений обрабатывают на ЭВМ с помощью системы уравнений, характеризующих ионное равновесие в исходной пробе и Н-катионированной. Сравнивают расчетное значение рН с измеренным. Изобретение позволит точно и надежно калибровать рН-метры в сверхчистых водах. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к способам калибровки рН-метров и может быть применен на тепловых и атомных электрических станциях в сверхчистых водах типа конденсата и питательной воды энергоблока.

Известен способ настройки и калибровки рН-метров по стандартным буферным растворам [1] (прототип). Однако данный способ калибровки приборов не может быть использован в достаточной мере в сверхчистых водах в связи с тем, что среда буферного раствора сильно отличается от рабочей среды энергоблока. Необходимо, чтобы калибровка и работа прибора осуществлялась в одной и той же среде. И поэтому измеренное значение рН нельзя считать истинным.

Технический результат предлагаемого способа калибровки состоит в обеспечении точной и надежной калибровки рН-метров на сверхчистых водах за счет использования одновременного измерения удельной электропроводности исходной и Н-катионированой пробы, при этом производят дозирование аммиака с известной концентрацией, что позволяет устранить негативное влияние углекислоты.

Способ калибровки pH-метров с использованием измерения значения рН, характеризующийся тем, что в рабочую среду проводят дозирование аммиака с изменяющейся в 1,5-2,0 раза концентрацией, измеряют удельную электропроводность и температуру исходной и Н-катионированной пробы рабочей среды, результаты измерений обрабатывают на ЭВМ с помощью системы уравнений, характеризующих ионное равновесие в исходной пробе и Н-катионированной, рассчитывают значение рН, сравнивают его с измеренным значением рН и устанавливают на рН-метре расчетное значение рН в условиях рабочей среды.

Расчетная система уравнений для обработки результатов имеет следующий вид:

– Уравнения, описывающие диссоциацию слабых электролитов в анализируемой воде:

– Уравнение электронейтральности для анализируемой воды

– Уравнение электропроводимости для анализируемой воды

– Концентрация ионов водорода в анализируемой воде связана с показателем pH:

– Уравнения, описывающие диссоциацию слабых электролитов в Н-фильтрате:

– Уравнение электронейтральности для Н-фильтрата

– Уравнение электропроводимости для Н-фильтрата

– Балансовое уравнение форм состояния углекислоты

В уравнения (1)-(13) входят следующие величины:

– Входные данные – показатели приборов АХК:

пр, H соответственно измеряемые удельные электропроводимости в анализируемой воде и Н-фильтрате, См/см; рН – значение показателя в анализируемой воде.

– Выходные данные – концентрации ионов в анализируемой воде:

+], [NР+4], [НСО3], [СО2-3], [ОН] – концентрации соответствующих ионов в анализируемой воде, моль/дм3; [Na+]усл – суммарная концентрация катионов натрия, кальция и магния в анализируемой воде в пересчете на ионы натрия, моль/дм3; [Cl]усл – суммарная концентрация анионов сильных кислот (хлоридов, сульфатов и нитратов) в пересчете на хлориды, моль/дм3; [Н+]H, [Na+]H, [НСО3]H, [СО2-3]H, [ОН]H, [Сl]H – концентрации соответствующих ионов в фильтрате Н-фильтра, моль/дм3.

– Параметры (внутренние характеристики математической модели):

Kw, kI, КII, – концентрационные константы ионных равновесий воды, углекислоты по первой и второй ступеням и аммиака; и т.д. – предельные подвижности (или эквивалентные электропроводимости) соответствующих ионов, См·см2/г-экв.

Для решения уравнений (1)-(13) необходимо принять следующее допущение – концентрация ионов хлора в Н-фильтрате равна его исходной концентрации:

[Сl]=[Сl]H.

Метод расчета указанной системы уравнений используется итерационный с уточнением заданных допущений.

Для решения уравнений (1)-(13) задаются три параметра: измеренные величины рН в исходной пробе и удельные электропроводимости в исходной пробе и ее Н-фильтрате. Дополнительно задаются температуры пробы и фильтрата. Учет температуры пробы воды до и после Н-колонки является существенной особенностью данной методики.

Способ основан на следующих последовательно проводимых операциях: отбирают и подготавливают пробы воды, для этого используют стандартные устройства подготовки пробы, измеряют удельную электропроводность и величину рН автоматическими приборами: кондуктометром и рН-метром в исходной пробе воды, и удельную электропроводность в пробе, пропущенной через Н-колонку (Н-фильтрате), при этом также измеряют температуру пробы воды и Н-фильтрата. Данные от приборов обрабатываются на ЭВМ или аналитически с помощью системы уравнений. Рассчитывается значение рН, а затем сравнивается расчетное значение с измеренным и проводится уточнение измеренной величины непосредственно в контролируемой среде. В условиях рабочей среды дозируется аммиак с известной и периодически изменяющейся 1-2 раза концентрацией для более точного определения величины рН. При дозировании аммиака рН пробы увеличится пропорционально дозировке аммиака тем интенсивней, чем меньше концентрация углекислоты в пробе. Истинное значение рН среды рассчитывается решением системы уравнений (1)-(13) и устанавливается на измеряющем рН-метре. С помощью графика (фиг.2) по измеренным значениям электропроводностей находят значение рН и корректируют измеренное значение. Для точной калибровки рН-метра необходимо провести несколько различных дозировок аммиака.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет: производить калибровку непосредственно в условиях рабочей среды; учитывать влияние углекислоты на величину рН среды дозировкой в пробу растворов аммиака известной концентрации и последующим расчетом рН-пробы.

Данный способ калибровки дал положительные результаты при использовании в промышленных условиях Ивановской ТЭЦ-3 и Костромской ГРЭС. На Ивановской ТЭЦ-3 испытания проводились на энергоблоке с котлом ТП-87 и турбиной ПТ-80-130, а на Костромской ГРЭС на энергоблоке 300 МВт (котел ТГМП-114, турбина К-300-240). Некоторые результаты измерений и расчетов приведены в таблице 1.

Таблица 1
Результаты расчета рН по измерениям удельной электропроводности исходной и Н-катионированной пробы
Дозирование аммиака в СNH3, мкг/дм3 , мкСм/см н, мкСм/см Расчетные значения
пробу [NH3], мкг/дм3 рН с учетом среды
1. Дозировка аммиака на ТЭЦ (барабанный котел СВД)
Без дозировки 6,3 0,778 790 9,26
395 12,0 0,702 1185 9,57
Дозировка 790 13,1 0,719 1580 9,61
Без дозировки 6,44 0,857 729 9,25
Дозировка 365 7,20 0,856 1094 9,30
729 7,32 0,940 1458 9,33
2. Дозировка аммиака на ГРЭС (прямоточный котел СКД)
Без дозировки 0,457 0,180 40 7,49
Дозировка 20 0,704 0,232 60 7,85
40 0,909 0,162 -8 8,36
Примечание: * – измеренное значение рН с учетом температурной поправки на среду [4]

Для проведения измерений используется приборный комплекс, состоящий из устройства подготовки пробы (УПП) (1), клапанов переключения потоков проб (2, 3, 4), термометра (5), последовательно установленных датчиков кондуктометров (6, 9), Н-катионитовой колонки (7) и рН-метра (поз. 8), см. фиг.1. Для проведения дозировок используется бачок аммиака (10) и насос дозатор аммиака (11). Предлагаемый расчетно-аналитический метод калибровки рН-метров позволяет устранить негативное влияние углекислоты, отмеченное выше.

Источник информации

1. РД-34.37.308-90 Методические указания по определению рН питательной воды прямоточных котлов СКД в пределах от 8 до 10 рН-лабораторными рН-метрами.

Формула изобретения

Способ калибровки рН-метров с использованием измерения значения рН, отличающийся тем, что в рабочую среду проводят дозирование аммиака с изменяющейся в 1,5-2,0 раза концентрацией, измеряют удельную электропроводность и температуру исходной и Н-катионированной пробы рабочей среды, результаты измерений обрабатывают на ЭВМ с помощью системы уравнений, характеризующих ионное равновесие в исходной пробе и Н-катионированной, рассчитывают значение рН, сравнивают его с измеренным значением рН и устанавливают на рН-метре расчетное значение рН в условиях рабочей среды.

РИСУНКИ


MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 01.10.2008

Извещение опубликовано: 20.08.2010 БИ: 23/2010


Categories: BD_2244000-2244999