Патент на изобретение №2244294
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(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:
– Выходные данные – концентрации ионов в анализируемой воде: [Н+], [NР+4], [НСО–3], [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, [НСО–3]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, 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.
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
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
пр, 
– 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.
СNH3, мкг/дм3