锅炉酸洗过程腐蚀电位监测仪表的研制-控制科学与工程;模式识别与智能系统专业论文.docxVIP

华北电力大学硕士学位论文 华北电力大学硕士学位论文 - - PAGE 1 - 第 1 章 绪论 1.1 锅炉酸洗腐蚀检测仪表研制的背景和意义 腐蚀是材料和周围环境发生化学或电化学反应而被破坏的现象，给人类带 来巨大的经济损失和社会危害。锅炉是现代化生产生活中必不可少的设备，腐 蚀会缩短锅炉的可使用寿命，并且给锅炉运行造成巨大的安全隐患，一旦发生 危险会造成巨大的经济损失。锅炉酸洗的目的是利用盐酸或氢氟酸等酸性溶液 清洗掉锅炉受热面上长期运行产生的垢和杂质，保证锅炉能够正常运行，不出 现安全隐患，从而达到保护锅炉的目的。但是在酸洗过程中，酸液会先清洗掉 锅炉表面上的垢和杂质，但当酸液过量时，它也会与基体的金属发生反应，腐 蚀基体金属，危害锅炉的正常运行。其中主要是发生电化学腐蚀。锅炉腐蚀监 测的目的在于了解锅炉内部酸洗过程中的腐蚀情况以及酸洗后的效果评价，所 获得的数据是指导现场锅炉酸洗工作的科学依据，是评价酸洗效果的重要手段。 酸洗过程中传统的腐蚀速度测定方法是在系统内挂指示片，待酸洗结束后， 通过失重测量才能确定基体金属的腐蚀速度，钝化效果的评价主要是目测法和 钝化后取锅炉管样采用硫酸铜点滴实验法。这些检测方法都是对酸洗结果的评 价，其局限性在于无法提供酸洗过程中所清洗设备的腐蚀速度、钝化状态等与 腐蚀相关的参数，没有这些监测信息，现场人员和工程师就无法对化学清洗过 程的酸洗和钝化过程实施有效控制。对于一些较难控制的酸洗过程，如双氧水 钝化工艺，不采用腐蚀监测技术，将很难取得预期的酸洗效果。目前国家对生 产企业的环保要求日益严格，而双氧水钝化液对环境不产生任何污染，双氧水 钝化应用前景非常广阔。由于双氧水很容易分解，其钝化效果很难控制，限制 了双氧水钝化工艺的应用，若采用锅炉酸洗过程中腐蚀监测技术，将会对双氧 水钝化过程有较好的控制。锅炉酸洗过程中腐蚀监测技术，可以实时监测酸洗 过程中基体金属的腐蚀速度或钝化效果，根据监测结果及时调整酸洗或钝化工 艺，保证了酸洗效果。 随着计算机技术在近年来的迅猛发展，仪表也向着智能化、自动化方向大 踏步前进。用于各行各业的智能腐蚀监测仪也纷纷面世。以微型计算机为硬件 核心的智能化腐蚀监测仪已经占据了腐蚀监测仪的大部分市场。单片机在腐蚀 监测仪表中的应用使腐蚀监测得到了快速发展：单片机小巧轻便，便于携带， 比以往的大型的腐蚀监测仪的携带有巨大的优势，从而可以使一些在实验室研 究得到的成果在现场得到迅速的实践，大大减少了实验的准备时间和麻烦程度。 又如有些电信号测量得到的结果与环境有很大的关系，可以在软件中实现该参 数的外部设置，由工作人员根据现场实际输入参数，从而提高测试的准确性和 可靠程度。 由于锅炉酸洗腐蚀主要是电化学腐蚀，所以电化学测量技术必将是锅炉酸 洗腐蚀监测的最有效的方法。在电化学测量技术中，有各种各样的测量方法， 包括有恒电位法，恒电流法以及恒电量法等。在本文中选用的是恒电位测量方 法。因为恒电位测量是经典的测量方法之一，而且测量的信号都是电信号，可 以轻松测得。并且可以将这些信号送入单片机中，利用固化在单片机内的程序 进行运算得到想要的测量值，还可以通过外围设备将测得的信号输出，并且记 录下来。 1.2 国内外电厂方面的智能腐蚀监测仪研究动态 1.2.1 电厂中的腐蚀监测仪 现在在电厂中应用的腐蚀监测仪主要有这几类，腐蚀挂片监测，CMS 系列 土壤腐蚀测量仪器、CMB 系列腐蚀测量及缓蚀剂评价仪器、CR-1000 腐蚀监测 数据管理系统，CMB-1511A 电化学腐蚀在线监测系统，RPM-1511 电阻腐蚀在 线监测系统以及必威体育精装版式的 DG-9500 电感腐蚀在线监测系统。 其中腐蚀挂片监测是传统经典的腐蚀测量方法，拥有多种形状，不同表面 积的腐蚀挂片及其组件，方便在各种不同介质环境的腐蚀失重监测。 CMS 系列土壤腐蚀速度测量仪由组合式电化学探头、四电极探针、铂电极 和热敏元件组成，可以测定金属材料在土壤中的腐蚀电流密度、腐蚀电位和土 壤的电阻率、氧化还原电位及温度等参数，综合分析、评定土壤腐蚀性。在电 力行业中主要是接地网的腐蚀测量。 CMB 系列腐蚀测量及缓蚀剂评价仪器室采用电化学弱极化原理与电化学交 流阻抗技术相结合的腐蚀速度瞬时测量技术。采用弱极化技术准确测量电化学 参数 B 值，采用估算的理论误差；运用交流阻抗技术，通过高频区测量有效地 消除溶液电阻 IR 降得影响，尤其适合介质电阻较高的腐蚀环境。不同的仪器设 计能够分别满足工业现场测量和实验室研究的需求。在电力行业中，主要是用 来评定酸洗缓蚀剂的效果的。 CR-1000 腐蚀监测数据管理系统适用于电感、电化学、电阻、PH 值监测等 腐蚀在线监测系统等多点数据分析与处理。通过系统显示可直接的观察到腐蚀 趋势与