專(zhuān)利名稱(chēng)：用于預(yù)防熱水系統(tǒng)中的腐蝕的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及抑制熱水系統(tǒng)中的腐蝕的方法。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及在工作 溫度和工作壓力下測(cè)量一個(gè)或多個(gè)操作保護(hù)區(qū)域內(nèi)的實(shí)時(shí)氧化還原電勢(shì)并利用這些測(cè)量 結(jié)果來(lái)控制活性化學(xué)物質(zhì)的供給。本發(fā)明與局部地或全面地抑制簡(jiǎn)單的或復(fù)雜的熱水系統(tǒng) 中的腐蝕特別相關(guān)。背景熱水系統(tǒng)通常包括全黑色金屬冶金(all-ferrous metallurgy)或混合冶金諸如 銅或銅合金系統(tǒng)、鎳和鎳基合金以及不銹鋼，且可以與低碳鋼組分混合。存在許多普通種類(lèi) /部分的熱水系統(tǒng)，諸如鍋爐、熱水加熱器、換熱器、蒸汽發(fā)生器、核能電力系統(tǒng)、內(nèi)燃機(jī)和柴 油機(jī)冷卻劑系統(tǒng)、蒸發(fā)器系統(tǒng)、熱脫鹽系統(tǒng)、造紙操作、發(fā)酵工藝、類(lèi)似系統(tǒng)以及附屬的輔助 設(shè)備。這些系統(tǒng)是動(dòng)態(tài)的操作系統(tǒng)，動(dòng)態(tài)的操作系統(tǒng)經(jīng)受大量的REDOX應(yīng)力事件(Stress event) (S卩，熱水系統(tǒng)中與氧化電勢(shì)或還原電勢(shì)的變化有關(guān)的任何電化學(xué)事件)。這種事件 通常包括牽涉系統(tǒng)中的氧化還原電勢(shì)(“0RP”)空間(space)或狀態(tài)(regime)的任何過(guò) 程。這些事件源于多種因素，這些因素包括來(lái)自不同部件的泄漏、來(lái)自漏入空氣的污 染物、故障泵、密封件、真空管線以及計(jì)量器。而且，諸如鍋爐補(bǔ)給水、回流蒸汽冷凝物和/ 或未凈化的地表水或地下水的富氧水的增大使用、脫氣器故障、汽輪機(jī)負(fù)荷擺動(dòng)以及有關(guān) 化學(xué)品供給泵的問(wèn)題造成了化學(xué)處理供給速率意外地減小或增大。不受控制的REDOX應(yīng)力 事件可以造成嚴(yán)重的腐蝕問(wèn)題，諸如熱水系統(tǒng)中的局部腐蝕、應(yīng)力腐蝕、腐蝕疲勞和/或流 動(dòng)加速腐蝕問(wèn)題。就這些問(wèn)題的性質(zhì)來(lái)說(shuō)，這些問(wèn)題往往是電化學(xué)問(wèn)題且因而與環(huán)境的氧 化還原特性和結(jié)構(gòu)材料的相互作用有關(guān)。當(dāng)今，雖然施行了一些常規(guī)方法來(lái)識(shí)別熱水系統(tǒng)中的REDOX應(yīng)力事件，但是由于 熱水系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)，所以大多數(shù)REDOX應(yīng)力事件是不可預(yù)測(cè)的。由于這些方法具有固有的 缺陷(參見(jiàn)下述內(nèi)容)，所以它們并未得到廣泛實(shí)施。因此，大部分REDOX應(yīng)力事件是未被 檢測(cè)的且因而是未被調(diào)整的。不受控制的REDOX應(yīng)力事件可以導(dǎo)致這些系統(tǒng)中的嚴(yán)重的腐 蝕問(wèn)題，這會(huì)對(duì)工廠設(shè)備壽命預(yù)期、可靠性、生產(chǎn)能力、安全性、環(huán)境管制、資本支出和總的 工廠操作成本產(chǎn)生不利的影響。識(shí)別REDOX應(yīng)力事件目前包括在線儀器和隨機(jī)采集的樣品濕法化學(xué)分析測(cè)試法 (grab sample wet chemical analysis test method)。在兩禾中方法中，在測(cè)量之前，樣品 必須首先經(jīng)受樣品調(diào)節(jié)，諸如冷卻。在線儀器的示例包括溶解氧計(jì)、陽(yáng)離子導(dǎo)電率儀器、室 溫ORP儀器、pH儀器、鈉分析儀、硬度分析儀、比導(dǎo)率計(jì)、二氧化硅分析儀、顆粒和濁度計(jì)、還 原劑分析儀以及類(lèi)似物。通常在冷卻樣品之后或在高溫下施行諸如試樣和電化學(xué)分析的均 勻腐蝕監(jiān)測(cè)。隨機(jī)采集的樣品測(cè)試法包括分析溶解氧、PH、硬度、二氧化硅電導(dǎo)率、總的和可 溶的鐵、銅和二氧化硅、還原劑過(guò)量以及類(lèi)似物。這些方法中的一些缺陷包括下述內(nèi)容。隨機(jī)采集的樣品分析給出了時(shí)間測(cè)量中的 單一點(diǎn)且因此并不是用于REDOX應(yīng)力事件的可靠的連續(xù)監(jiān)測(cè)法。還通常具有不足夠低水平的檢測(cè)限值。在線監(jiān)測(cè)器未提供REDOX應(yīng)力的直接測(cè)量，且因而不能指示在任何特定的時(shí) 間REDOX應(yīng)力事件是否發(fā)生。腐蝕監(jiān)測(cè)器檢測(cè)均勻腐蝕，但是不能夠測(cè)量由REDOX應(yīng)力事 件引起的局部腐蝕速率的變化。在線還原劑分析儀測(cè)量了還原劑的量，但不是在系統(tǒng)的溫 度和壓力下系統(tǒng)正在經(jīng)受的凈REDOX應(yīng)力。因而，在明顯存在還原劑時(shí)可以發(fā)生REDOX應(yīng) 力是此技術(shù)的另一缺陷。 溶解氧(“DO”)計(jì)具有類(lèi)似的缺陷。測(cè)量DO(氧化劑)的量，但是系統(tǒng)正在經(jīng)受 的凈REDOX應(yīng)力并不必須是腐蝕應(yīng)力的準(zhǔn)確指示(indicator)。在進(jìn)行DO測(cè)量之前，還必 須冷卻樣品，因而在REDOX應(yīng)力事件開(kāi)始時(shí)，增加了檢測(cè)的滯后時(shí)間。而且，樣品管線中的 氧消耗的電勢(shì)能夠造成不準(zhǔn)確的讀數(shù)。在明顯不存在DO時(shí)還可以發(fā)生REDOX應(yīng)力，且樣品 中很少的或沒(méi)有DO可能是假陰性(false negative)。此外，上述所有儀器購(gòu)買(mǎi)相對(duì)昂貴， 且需要經(jīng)常校準(zhǔn)和維護(hù)。腐蝕試樣給出了總的系統(tǒng)腐蝕的時(shí)間平均的結(jié)果。而且，此技術(shù)并不提供REDOX 應(yīng)力事件的實(shí)時(shí)指示或控制。在線電化學(xué)腐蝕工具不足以用于局部腐蝕確定且不能使用在 低電導(dǎo)率的環(huán)境中。室溫ORP是從系統(tǒng)中獲取的樣品的凈ORP的直接測(cè)量。此技術(shù)的缺陷在于其未 能指示在系統(tǒng)溫度和系統(tǒng)壓力下正在發(fā)生的事情。在工作溫度和工作壓力下發(fā)生的REDOX 應(yīng)力事件通常不能在室溫下觀察到，這是因?yàn)檫^(guò)程動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)隨溫度變化。此外，室溫 ORP測(cè)量設(shè)備是更惰性的且更可能被極化。這種設(shè)備的可靠性差且它們需要經(jīng)常的校準(zhǔn)和 維護(hù)。因而，存在對(duì)開(kāi)發(fā)在工作溫度和工作壓力下準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)和控制熱水系統(tǒng)中的實(shí)時(shí) ORP的方法的持續(xù)需求。概述因此，本公開(kāi)內(nèi)容提供了一種在工作溫度和工作壓力下實(shí)時(shí)地監(jiān)測(cè)和控制熱水系 統(tǒng)中的ORP的方法。熱水系統(tǒng)中發(fā)生的許多過(guò)程促成了 0RP，而ORP又作為熱水系統(tǒng)中的 REDOX應(yīng)力的指示。與常規(guī)的室溫測(cè)量相比，在系統(tǒng)工作溫度和工作壓力下實(shí)時(shí)地進(jìn)行的 ORP測(cè)量能夠?qū)崟r(shí)地指示發(fā)生在系統(tǒng)中的初級(jí)和次級(jí)REDOX應(yīng)力事件。這種實(shí)時(shí)ORP監(jiān)測(cè) 可以用于測(cè)量、識(shí)別和評(píng)估系統(tǒng)中的REDOX應(yīng)力需求且可以作為直接的或間接的腐蝕過(guò)程 指示。在一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種控制熱水系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)ORP以抑制熱水系統(tǒng)中 的腐蝕的方法。該方法包括界定熱水系統(tǒng)中的一個(gè)或多個(gè)操作保護(hù)區(qū)域(operational protective zone) 0選擇所界定的區(qū)域中的至少一個(gè)，且選擇區(qū)域中的一個(gè)或多個(gè)包括可 操作地測(cè)量實(shí)時(shí)ORP并與控制器進(jìn)行通信的至少一個(gè)ORP探針。當(dāng)熱水系統(tǒng)處于工作溫度 和工作壓力下時(shí)，連續(xù)地或間歇地測(cè)量選擇區(qū)域中的一個(gè)或多個(gè)內(nèi)的實(shí)時(shí)0RP。該方法還包 括將測(cè)量的實(shí)時(shí)ORP發(fā)送至控制器并評(píng)估測(cè)量的實(shí)時(shí)ORP或基于測(cè)量的實(shí)時(shí)ORP的計(jì)算的 ORP是否符合ORP設(shè)定值。對(duì)選擇區(qū)域中的每一個(gè)來(lái)說(shuō)，ORP設(shè)定值可以是相同的ORP設(shè)定 值，或?qū)x擇區(qū)域中的至少兩個(gè)來(lái)說(shuō)，ORP設(shè)定值可以是不同的ORP設(shè)定值。如果測(cè)量的實(shí) 時(shí)ORP或所計(jì)算的ORP不符合ORP設(shè)定值，那么該方法包括將有效量的一種或多種活性化 學(xué)物質(zhì)供給入熱水系統(tǒng)中。在另一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種用于熱水系統(tǒng)的腐蝕控制設(shè)備。熱水系統(tǒng)具有一個(gè)或多個(gè)操作保護(hù)區(qū)域，其中選擇區(qū)域的子集。在一個(gè)實(shí)施方案中，該設(shè)備包括與一個(gè)或多個(gè)ORP探針進(jìn)行通信的接收器。激活ORP探針的子集且每一個(gè)被激活的ORP探針是可操 作的以在工作溫度和工作壓力下測(cè)量實(shí)時(shí)0RP。將至少一個(gè)ORP探針安裝在選擇區(qū)域中的 一個(gè)或多個(gè)處。在一個(gè)實(shí)施方案中，該設(shè)備還包括處理器，所述處理器可操作地解析從每一 個(gè)被激活的ORP探針通信至接收器的測(cè)量的實(shí)時(shí)0RP。處理器直接解析測(cè)量的實(shí)時(shí)ORP或 解析基于測(cè)量的實(shí)時(shí)ORP的計(jì)算的0RP。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方案，與發(fā)送器進(jìn)行通信的是供給 設(shè)備，該供給設(shè)備是可操作的以管控將一種或多種活性化學(xué)物質(zhì)引入熱水系統(tǒng)中來(lái)影響實(shí) 時(shí)ORP的變化。如果所解析的實(shí)時(shí)ORP不符合ORP設(shè)定值，那么處理器是可操作的以通過(guò) 發(fā)送器將輸出信號(hào)發(fā)送至供給設(shè)備。本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)是提供一種基于在工作溫度和工作壓力下測(cè)量熱水系統(tǒng)中的實(shí)時(shí) ORP來(lái)抑制熱水系統(tǒng)中的腐蝕并通過(guò)將一種或多種活性化學(xué)物質(zhì)供給入熱水系統(tǒng)中以維持 ORP設(shè)定值來(lái)對(duì)測(cè)量的ORP作出反應(yīng)的方法。本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)是提供熱水系統(tǒng)腐蝕控制設(shè)備，熱水系統(tǒng)腐蝕控制設(shè)備包括 接收器、處理器、發(fā)送器和供給設(shè)備，這些設(shè)備一起工作以控制熱水系統(tǒng)中的一個(gè)或多個(gè)操 作保護(hù)區(qū)域內(nèi)的實(shí)時(shí)0RP。本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)是通過(guò)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)參數(shù)的改善的維護(hù)和控制來(lái)增大熱水系統(tǒng) 的效率。本發(fā)明的又一個(gè)優(yōu)勢(shì)是通過(guò)準(zhǔn)確地預(yù)防腐蝕來(lái)降低各種熱水系統(tǒng)和部件的操作 成本。本文中描述了另外的特征和優(yōu)勢(shì)，且這些另外的特征和優(yōu)勢(shì)從下面的詳細(xì)描述、 實(shí)施例和附圖中看將是明顯的。附圖簡(jiǎn)述

圖1描繪了簡(jiǎn)化的3部件熱水系統(tǒng)，其中補(bǔ)給水流過(guò)“脫氣器”、“FW泵”，并進(jìn)入 “鍋爐”中，然后鍋爐又產(chǎn)生隨后使用在不同工藝中的“有用的蒸汽”。圖2闡釋了更復(fù)雜的鍋爐構(gòu)型，該鍋爐構(gòu)型包括多個(gè)給水泵、多個(gè)換熱器和蒸汽 發(fā)生器。圖3描繪了各種“0RP控制區(qū)域”，其中ORP設(shè)定值對(duì)于在不同的溫度下的系統(tǒng)可 以是不相同的。圖4闡釋了在不同位置處供給復(fù)合REDOX活性物質(zhì)以控制單個(gè)位置處的OT ORPtm0詳細(xì)描述正如此處所使用的，“熱水系統(tǒng)”、“系統(tǒng)”以及類(lèi)似術(shù)語(yǔ)指的是熱水與金屬表面接 觸的任何系統(tǒng)?！盁崴币庵妇哂屑s37°C到高達(dá)約370°C溫度的水。該系統(tǒng)可以在大氣壓力 或低于大氣壓力下工作或在高達(dá)約4，OOOpsi的壓力下工作?！?RP”、“@T 0RPTM”、“at-T 0RP”以及“實(shí)時(shí)0RP”指的是在工作溫度和工作壓力下 工業(yè)用水系統(tǒng)的氧化還原電勢(shì)。在本文中的某些情形中，ORP被指示為室溫0RP。"0RP探針”指的是能夠測(cè)量和發(fā)送實(shí)時(shí)ORP信號(hào)的任何設(shè)備。雖然可以使用任 何合適的設(shè)備，但是美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)系列第11/668，048號(hào)中公開(kāi)了優(yōu)選的設(shè)備，該申請(qǐng)的 題目為"HIGH TEMPERATURE ANDPRESSURE OXIDATION-REDUCTION POTENTIAL MEASURING ANDM0NIT0RING DEVICE FOR HOT WATER SYSTEMS (用于熱水系統(tǒng)的高溫和高壓氧化還原電勢(shì)測(cè)量和監(jiān)測(cè)設(shè)備)”，該申請(qǐng)?jiān)诖艘砸梅绞饺牟⑷?。通常，ORP探針包括溫度傳感器(temperature detector)、貴金屬電極和參比電極?！盎钚曰瘜W(xué)物質(zhì)”指的是氧化劑、還原劑、腐蝕抑制劑、腐蝕劑(corrodant)以及對(duì) 熱水系統(tǒng)中的ORP產(chǎn)生作用或具有影響的其他物質(zhì)。下面更詳細(xì)地描述這些物質(zhì)?！癛EDOX應(yīng)力”指的是熱水系統(tǒng)中與氧化或還原電勢(shì)的變化直接或間接相關(guān)的任何 電化學(xué)事件?！翱刂破飨到y(tǒng)”、“控制器”和類(lèi)似術(shù)語(yǔ)指的是手動(dòng)操作器或具有下述部件的電子設(shè) 備，這些部件諸如處理器、存儲(chǔ)器設(shè)備、數(shù)字存儲(chǔ)介質(zhì)、陰極射線管、液晶顯示器、等離子顯 示器、觸摸屏或其他監(jiān)視器，和/或其他部件。在某些情形中，控制器可以是可操作的以便 與一種或多種特定應(yīng)用的集成電路、程序、計(jì)算機(jī)可執(zhí)行的指令或算法、一種或多種硬線設(shè) 備、無(wú)線設(shè)備和/或一種或多種機(jī)械設(shè)備集成?？刂破飨到y(tǒng)功能中的一些或全部可以處于 中央位置，諸如位于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，用于在局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、無(wú)線網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)連接、微波鏈接、紅 外鏈接以及類(lèi)似物內(nèi)進(jìn)行通信。此外，諸如信號(hào)調(diào)節(jié)器或系統(tǒng)監(jiān)測(cè)器的其他部件可以被包 括在內(nèi)以促進(jìn)信號(hào)處理算法。在一個(gè)實(shí)施方案中，該方法包括自動(dòng)的控制器。在另一個(gè)實(shí)施方案中，控制器是手 動(dòng)的或半手動(dòng)的，其中操作器解析信號(hào)并確定給水(“FW”)化學(xué)，諸如氧氣或其他氧化劑、 氧清除劑或其他還原劑、腐蝕抑制劑和/或腐蝕劑的用量。在一個(gè)實(shí)施方案中，測(cè)量的ORP 信號(hào)由控制器系統(tǒng)解析，該控制器系統(tǒng)根據(jù)所述方法控制FW化學(xué)。在一個(gè)實(shí)施方案中，控 制器系統(tǒng)還解析測(cè)量的溫度以確定添加的活性化學(xué)品的量(如果添加的話)。溫度傳感器 還可用于信息目的，諸如警報(bào)方案和/或控制方案。應(yīng)該理解，根據(jù)進(jìn)一步的輸入，諸如PH、 DO水平和其他水成分/性能，控制方案可以結(jié)合泵限制器、報(bào)警裝置、智能控制和/或類(lèi)似 物。設(shè)想所公開(kāi)的方法可應(yīng)用在多種熱水系統(tǒng)中，該熱水系統(tǒng)包括直接的和衛(wèi)星活性 化學(xué)品供給設(shè)計(jì)。“直接”供給通常指的是在一區(qū)域測(cè)量實(shí)時(shí)ORP且將活性化學(xué)品供給到相 同的區(qū)域?！靶l(wèi)星”供給通常指的是在一區(qū)域測(cè)量實(shí)時(shí)ORP而將活性化學(xué)品供給到不同的 區(qū)域。代表性的系統(tǒng)和系統(tǒng)部件包括冷凝器，既有管，又有殼側(cè)；換熱器；泵；密封件；低碳 鋼或銅基FW加熱器；銅基合金表面冷凝器；脫氣器(dearator)；水管鍋爐和火管鍋爐；造 紙機(jī)；冷凝物接收器；具有或不具有疏水器的蒸汽冷凝物轉(zhuǎn)移管線；工藝液體換熱器；蒸發(fā) 器；脫鹽系統(tǒng)；甜水冷凝器；減溫水源；流動(dòng)加速腐蝕保護(hù)；空氣加熱器；用于柴油機(jī)和汽 油機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑系統(tǒng)；以及類(lèi)似物。其他示例性的工藝包括造紙工藝，諸如硫酸鹽制漿工藝和漂白工藝；晶片拋光和 平坦化工藝(如，硅晶片拋光)；燃燒氣體排放(如，so2、NOx、汞)；發(fā)酵工藝；地?zé)徇^(guò)程；以 及含水的有機(jī)氧化還原合成(即，要求氧化還原引發(fā)劑的聚合工藝)。常規(guī)的腐蝕控制方案使用單點(diǎn)供給。所公開(kāi)的發(fā)明通過(guò)精確地確定所需的活性化 學(xué)品和那些化學(xué)品的合適的量/用量來(lái)使用靶向供給。例如，諸如低壓FW加熱器(銅基冶 金)的相對(duì)氧化性的區(qū)域和具有高壓FW加熱器(非銅基冶金)的還原性更強(qiáng)的區(qū)域可以 被區(qū)分以減輕與流動(dòng)加速腐蝕有關(guān)的問(wèn)題。在全黑色金屬FW加熱器內(nèi)，在壓水反應(yīng)堆的部 分處的相對(duì)氧化性的條件相對(duì)于相對(duì)還原性的最終FW加熱器方案，適于減輕蒸汽發(fā)生器 內(nèi)的應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂。
本發(fā)明能夠檢測(cè)初級(jí)和次級(jí)REDOX應(yīng)力事件并對(duì)它們作出反應(yīng)。通常，執(zhí)行人知 道系統(tǒng)腐蝕控制含義和可能的REDOX應(yīng)激物，且因此能夠選擇界定的操作保護(hù)區(qū)域中的一 個(gè)或多個(gè)以合適地監(jiān)測(cè)給定系統(tǒng)的@T0RP 空間。這樣，可以根據(jù)作為初級(jí)REDOX應(yīng)力指 示的當(dāng)?shù)氐暮?或遠(yuǎn)程的OT 0RP 讀數(shù)來(lái)供給REDOX活性物質(zhì)以控制腐蝕。監(jiān)測(cè)并測(cè)量@ T0RP 空間以評(píng)估和識(shí)別系統(tǒng)需求，該需求隨后與已知的/構(gòu)想的度量進(jìn)行比較以響應(yīng)、解 決和控制REDOX應(yīng)力事件。作為次級(jí)REDOX應(yīng)力的指示，本發(fā)明可以檢測(cè)源于現(xiàn)有的初級(jí) REDOX應(yīng)力的腐蝕過(guò)程，其中初級(jí)REDOX應(yīng)力不再是明顯的。 ORP探針可以檢測(cè)促進(jìn)熱水系統(tǒng)中的REDOX應(yīng)力事件的若干不同的因素。例如，選 擇區(qū)域內(nèi)的ORP探針可以作為該區(qū)域或另一個(gè)區(qū)域內(nèi)的腐蝕的直接指示。在一個(gè)實(shí)施方案 中，如果第一選擇區(qū)域處的測(cè)量的實(shí)時(shí)ORP或計(jì)算的ORP不符合第一選擇區(qū)域的ORP設(shè)定 值，那么在第一選擇區(qū)域處測(cè)量實(shí)時(shí)0RP，并將一種或多種活性化學(xué)物質(zhì)供給到第一選擇區(qū) 域。在另一個(gè)實(shí)施方案中，如果測(cè)量的實(shí)時(shí)ORP或計(jì)算的ORP不符合第一選擇區(qū)域的ORP 設(shè)定值，那么在第一選擇區(qū)域處測(cè)量實(shí)時(shí)0RP，并在一個(gè)或多個(gè)其他選擇區(qū)域處供給一種或 多種活性化學(xué)物質(zhì)。在另一個(gè)實(shí)施方案中，在選擇區(qū)域中的一個(gè)或多個(gè)處測(cè)量一個(gè)或多個(gè) 實(shí)時(shí)0RP，且基于測(cè)量的實(shí)時(shí)ORP中的一個(gè)或多個(gè)來(lái)計(jì)算一個(gè)或多個(gè)其他選擇區(qū)域的一個(gè) 或多個(gè)其他實(shí)時(shí)0RP。如上所述，在一些情形中，第一區(qū)域內(nèi)的測(cè)量的ORP用于計(jì)算另一個(gè)區(qū)域的0RP。 可以通過(guò)做出有關(guān)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的各種假設(shè)或通過(guò)測(cè)量各區(qū)域之間的溫度/水化學(xué)差別來(lái) 進(jìn)行這樣的計(jì)算。利用本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的混合電位理論和熱力學(xué)原理還允許其他區(qū) 域內(nèi)近似的條件。然而，這種計(jì)算通常遭受固有的誤差；因而，優(yōu)選的方法是就地測(cè)量選擇 區(qū)域內(nèi)的實(shí)時(shí)0RP。存在用于確定或界定系統(tǒng)的具體的操作保護(hù)區(qū)域/控制區(qū)域的若干重要的因素。 任何特定系統(tǒng)的目的是為實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)的OT 0RP ‘工廠專(zhuān)用鍋爐最佳實(shí)施(Plant Specific Boiler Best Practices)”。例如，由于控制原理、環(huán)境限制、經(jīng)濟(jì)學(xué)、工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等，因而某些 工廠受到某些化學(xué)品的限制。系統(tǒng)溫度也可以從一個(gè)工廠到另一個(gè)工廠顯著變化，這需要 調(diào)整所采用的具體控制原理，這在下面的實(shí)施例中更詳細(xì)地解釋。不同的工廠還可以具有 獨(dú)特的REDOX應(yīng)力基線且可能需要確定基線的初期變化。其他因素包括，有意添加的或初始存在的改變具體ORP的物質(zhì)；用于系統(tǒng)中的不 同部分/實(shí)體的結(jié)構(gòu)工程合金；期望的均勻腐蝕和局部腐蝕的減輕；用量限制；其他系統(tǒng)設(shè) 計(jì)細(xì)節(jié)；具體的考慮的事項(xiàng)，諸如流動(dòng)加速腐蝕、應(yīng)力和腐蝕開(kāi)裂；系統(tǒng)變化性。本領(lǐng)域的 技術(shù)人員將會(huì)理解，如何評(píng)估這些和其他系統(tǒng)變量/細(xì)節(jié)以將本發(fā)明實(shí)施用于具體的工廠 或系統(tǒng)。理想地，工廠的任何部分可以具有使用OT 0RP 測(cè)量和控制的其@T0RPtmRED0X應(yīng) 力。即，REDOX活性物質(zhì)被直接供給到裝置(或裝置組)的具體零件(piece)，且就地測(cè)量 裝置的該零件內(nèi)的水的OT 0RP 并進(jìn)行控制以便減輕腐蝕。本發(fā)明更具體地解決了受到保 護(hù)的部件局部的腐蝕和腐蝕產(chǎn)物的輸送，且在系統(tǒng)內(nèi)的別的地方伴有該腐蝕輸送的有害影 響，有害影響包括結(jié)垢、傳熱表面涂層、渦輪沉積物等。此類(lèi)型的全裝備監(jiān)測(cè)和控制法通常 并不可行，這是由于系統(tǒng)限制和經(jīng)濟(jì)學(xué)。因此，系統(tǒng)的各部件通常需要被對(duì)待為整個(gè)實(shí)體。 在一些情形中，鍋爐系統(tǒng)的整個(gè)給水車(chē)可以是實(shí)體。可選擇地，只有系統(tǒng)的少部分或系統(tǒng)的部分的組是實(shí)體。設(shè)想可以選擇和監(jiān)測(cè)/控制任何部分、部件或?qū)嶓w(包括被認(rèn)為是一個(gè) 實(shí)體的整體系統(tǒng))。在一個(gè)方面，一個(gè)選擇區(qū)域的ORP設(shè)定值可以與另一個(gè)界定的或選擇區(qū)域的ORP 設(shè)定值一致。在另一個(gè)方面，一個(gè)選擇區(qū)域的ORP設(shè)定值完全獨(dú)立于每一個(gè)或每個(gè)其他的 界定的或選擇區(qū)域。在另一個(gè)方面，一個(gè)選擇區(qū)域的ORP設(shè)定值部分取決于一個(gè)或多個(gè)其 他的界定的或選擇區(qū)域中的因素。在一個(gè)實(shí)施方案中，確定第一選擇區(qū)域的ORP設(shè)定值并任選地確定另外的選擇區(qū) 域(如果存在的話)的另外的ORP設(shè)定值。在一個(gè)實(shí)施方案中，每一個(gè)另外的ORP設(shè)定值 是單獨(dú)確定的?？蛇x擇地，ORP設(shè)定值中的一個(gè)或多個(gè)可以取決于一個(gè)或多個(gè)其他的ORP設(shè) 定值。ORP設(shè)定值通常取決于且基于熱水系統(tǒng)的操作限制。確定任何特定系統(tǒng)的ORP設(shè)定值可以由任何合適的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。優(yōu)選的方法描 述在美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)系列第11/692，542號(hào)中，題目為“METHOD OFINHIBITING CORROSION IN INDUSTRIAL HOT WATER SYSTEMS BYM0NIT0RING AND CONTROLLING OXIDANT/REDUCTANT FEEDTHROUGH A NONLINEAR CONTROL ALGORITHM (通過(guò)非線性控制算法監(jiān)測(cè)和控制氧化劑/ 還原劑的供給來(lái)抑制工業(yè)熱水系統(tǒng)中的腐蝕的方法)”，該專(zhuān)利申請(qǐng)?jiān)诖艘砸梅绞饺牟?入。然而，設(shè)想可以采用本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的任何方法來(lái)確定ORP設(shè)定值。在一個(gè)實(shí) 施方案中，ORP設(shè)定值是選自一個(gè)或多個(gè)單個(gè)值的ORP設(shè)定點(diǎn)。在另一個(gè)實(shí)施方案中，ORP 設(shè)定值是選自一個(gè)或多個(gè)數(shù)值范圍的ORP設(shè)定范圍。隨著時(shí)間的變化，可以調(diào)整或改變?nèi)?何選擇區(qū)域的ORP設(shè)定值。例如，給定的工廠可以具有在不同的時(shí)間用于系統(tǒng)的不同零件 /部件的時(shí)間表概括的ORP設(shè)定值。此時(shí)間表通常將基于系統(tǒng)中的可以按照系統(tǒng)變化的需 求進(jìn)行變化的操作因素。一些區(qū)域可以保持相對(duì)還原性，而其他區(qū)域可以是氧化性相對(duì)更強(qiáng)的。例如，參考 圖2，換熱器1和2可以由在還原性更強(qiáng)的條件下呈現(xiàn)低的腐蝕速率的合金制造。而換熱器 3可以由在氧化性更強(qiáng)的條件下呈現(xiàn)較低的腐蝕速率的不同的冶金制造?！罢羝l(fā)生器”隨 后可以再次需要保持在還原性更強(qiáng)的條件下。因此，將會(huì)調(diào)整并監(jiān)測(cè)OT 0RP 控制區(qū)域以 彌補(bǔ)這些差異。在一個(gè)實(shí)施方案中，選擇區(qū)域中的一個(gè)或多個(gè)可以處于監(jiān)測(cè)和/或報(bào)警模式，而 一個(gè)或多個(gè)其他選擇區(qū)域處于控制模式。在一個(gè)實(shí)施方案中，處于監(jiān)測(cè)和/或報(bào)警模式的 選擇區(qū)域能夠在這些模式之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。這種轉(zhuǎn)換可以是手動(dòng)控制的或自動(dòng)的。下面提供 了 OT 0RP 系統(tǒng)設(shè)計(jì)如何可以用于REDOX應(yīng)力控制的若干實(shí)施例。在另一個(gè)實(shí)施方案中，橫跨任何泵來(lái)測(cè)量OT 0RP 以檢測(cè)泵或密封件腐蝕或失效。 在另一個(gè)實(shí)施方案中，當(dāng)一種活性化學(xué)物質(zhì)可以轉(zhuǎn)移通過(guò)換熱器的裂隙到達(dá)其他側(cè)(如， 殼側(cè)到管側(cè)或反之亦然)時(shí)，該方法可以用于檢測(cè)換熱器管滲漏。另一個(gè)實(shí)施例將是表面 冷凝器冷卻水滲漏入FW冷凝物熱阱中。在另一個(gè)實(shí)施方案中，該方法可以用于檢測(cè)外部活 性化學(xué)物質(zhì)(即，系統(tǒng)污染物)的任何不期望的侵入。在一個(gè)可選擇的實(shí)施方案中，OT 0RP 可以用于形成系統(tǒng)內(nèi)的具體REDOX應(yīng)激物的“指紋”。這樣，當(dāng)不時(shí)地將更多的鍋爐補(bǔ)給水 添加到系統(tǒng)中且伴有REDOX應(yīng)力的增大時(shí)，OT 0RP 可以用作鍋爐管破裂的早期報(bào)警系統(tǒng)。測(cè)量的或計(jì)算的ORP值可以指示選擇區(qū)域中的一個(gè)或多個(gè)內(nèi)的電化學(xué)活性物質(zhì) 的量。這種指示可以是在測(cè)量ORP的區(qū)域內(nèi)直接看到的，或在不直接測(cè)量ORP的另一個(gè)區(qū)域內(nèi)推測(cè)的。在某些情形中，測(cè)量的或計(jì)算的ORP指示間接影響一個(gè)或多個(gè)選擇區(qū)域內(nèi)的 電化學(xué)活性物質(zhì)的量的化學(xué)品的量。在一個(gè)更典型的情形中，電化學(xué)活性物質(zhì)直接影響測(cè) 量的或計(jì)算的0RP。在一個(gè)實(shí)施方案中，該方法包括在觸發(fā)事件(triggering event)之后，從選擇區(qū)域中的一個(gè)上升(ramp)到選擇區(qū)域中的另一個(gè)。造成一個(gè)或多個(gè)控制區(qū)域內(nèi)的實(shí)時(shí)ORP 發(fā)生偏移或變化的任何事件可以是觸發(fā)事件。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將能夠分析這樣的選項(xiàng)并 選擇用于系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)觸發(fā)事件。例如，使泵或系統(tǒng)的其他部件在線(或離線)可以 是觸發(fā)事件。由于下游用途變化，諸如渦輪驅(qū)動(dòng)與其他較低壓力用途之間的蒸汽壓變化也 可以被選擇為觸發(fā)事件。觸發(fā)還可以是基于激活各種冷凝物流，其可以將具體的REDOX應(yīng) 激物引入系統(tǒng)中。這種觸發(fā)事件可以被探針、繼電器、監(jiān)測(cè)器等檢測(cè)，同時(shí)維持可檢測(cè)到的 一個(gè)或多個(gè)控制區(qū)域內(nèi)的實(shí)時(shí)ORP的變化。而且，這些和其他事件的變化速率可以支配從 一個(gè)控制區(qū)域到另一個(gè)控制區(qū)域的上升速率，該上升速率包括自發(fā)的、定時(shí)的、階梯式的或 其他合適的上升模式。代表性的觸發(fā)事件還可以包括許多定時(shí)操作或時(shí)間表或其他設(shè)備動(dòng)力學(xué)。時(shí)間表 可以是固定的啟動(dòng)時(shí)間，然后在一些系統(tǒng)操作中隨時(shí)間上升。例如，在引起FW流動(dòng)(flow) 之后30分鐘，實(shí)時(shí)ORP應(yīng)該是在IOOmV的期望的ORP設(shè)定值內(nèi)。在完全裝載鍋爐的燃料20 分鐘后，實(shí)時(shí)ORP應(yīng)該上升至ORP設(shè)定值。當(dāng)已經(jīng)在系統(tǒng)內(nèi)的別的地方諸如上游部件處獲 得了 ORP設(shè)定值時(shí)，也可以觸發(fā)該上升。例如，一旦上游控制區(qū)域已經(jīng)獲得了其ORP設(shè)定值 (或在如，50mv內(nèi))時(shí)，下游控制區(qū)域被激活或變成控制模式。實(shí)時(shí)ORP控制的這種順序是 觸發(fā)的一種優(yōu)選方法。改變?cè)O(shè)備動(dòng)力學(xué)也可以引起觸發(fā)和/或上升。在一個(gè)實(shí)施方案中，觸發(fā)事件可以 包括設(shè)備功率輸出變化(plant power output change)。例如，5%的功率輸出的降低可以 是引起系統(tǒng)內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)控制區(qū)域中的實(shí)時(shí)ORP變化的觸發(fā)事件。用于引起實(shí)時(shí)ORP變 化的過(guò)程可以是，如改變一個(gè)或多個(gè)控制區(qū)域的ORP設(shè)定值的即時(shí)信號(hào)或逐漸上升至新的 ORP設(shè)定值。此過(guò)程可以是基于功率衰減的速率或量級(jí)。而且，觸發(fā)和/或上升機(jī)理可以是 多重信號(hào)和定時(shí)的復(fù)雜的相互關(guān)系(interconnection)。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，對(duì)FW化學(xué)所做的變化和調(diào)整包括向FW中添加氧氣或 其他氧化劑、氧清除劑或其他還原劑、腐蝕抑制劑、腐蝕劑和/或其他活性化學(xué)品。通過(guò)定 義，氧清除劑是還原劑，但并不是所有還原劑都必須是氧清除劑。適合作為氧清除劑的還 原劑滿(mǎn)足熱力學(xué)要求，即與氧氣一起存在的反應(yīng)的放出的熱。對(duì)實(shí)際應(yīng)用來(lái)說(shuō)，在低溫下 通常要求合理的反應(yīng)率。也就是說(shuō)，應(yīng)該是某些有利的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。而且，對(duì)諸如用于系 統(tǒng)控制和腐蝕控制的FW化學(xué)所做的其他變化和調(diào)整可以包括添加其他氧化劑(oxidizing oxidant)(氧化齊[J (oxidant))、其他還原齊[J (reducingagent)(還原齊[J (reductant))禾口 / 或其他活性化學(xué)品或惰性化學(xué)品。還高度期望，當(dāng)還原劑和其氧化產(chǎn)物形成在蒸汽產(chǎn)生裝置中時(shí)，它們不是腐蝕性 的且不形成腐蝕性產(chǎn)物。通常，某些氧清除劑在某些PH范圍、溫度和壓力下發(fā)揮最佳作用， 且氧清除劑還受到催化作用以一種方式或另一種方式的影響。用于給定系統(tǒng)的合適的氧清 除劑的選擇可易于根據(jù)本文中討論的標(biāo)準(zhǔn)和本領(lǐng)域的技術(shù)人員的知識(shí)來(lái)確定。優(yōu)選的還原劑(即氧清除劑)包括胼、亞硫酸鹽、亞硫酸氫鹽、碳酰胼、N，N- 二乙基羥胺、氫醌、異抗壞血酸鹽或異抗壞血酸、甲基乙基酮肟、羥胺、丙醇二酸、乙氧基喹、甲基四氮腙、四甲基亞苯基二胺、氨基脲、二乙氨基乙醇、單乙醇胺、2-酮葡萄酸鹽、抗壞血酸、硼 氫化物、N-異丙基羥胺、沒(méi)食子酸、二羥基丙酮、單寧酸及其衍生物、食品級(jí)抗氧化劑、類(lèi)似 物以及任何組合。應(yīng)該理解，任何活性化學(xué)物質(zhì)可以被使用在本發(fā)明的方法中。代表性的氧化劑包括氧氣、過(guò)氧化氫、有機(jī)(烷基和芳基)過(guò)氧化物、和過(guò)酸、臭 氧、醌、酸和堿形式的硝酸鹽和亞硝酸鹽、類(lèi)似物和組合。代表性的腐蝕劑包括無(wú)機(jī)酸(如，HC1、H2S04、HN03、H3P04)和它們的鹽/衍生物；苛 性堿(如，Na、K、Li、氫氧化物)；氫氧化銨；螯合劑，諸如EDTA、NTA、HEDP ；膦酸和多膦酸； 膦酸鹽；水溶性和/或水可分散的有機(jī)聚合物絡(luò)合劑，諸如丙烯酸均聚物、共聚物和三元共 聚物；丙烯酰胺；丙烯腈；甲基丙烯酸；苯乙烯磺酸；類(lèi)似物；以及組合。代表性的腐蝕抑制劑包括磷酸鹽和多磷酸鹽的堿鹽和胺鹽；中和的胺；鉬酸鹽； 鎢酸鹽；硼酸鹽；苯甲酸鹽；成膜抑制劑，諸如烷基聚胺、烯基聚胺和芳基聚胺和它們的衍 生物；表面活性劑組合物，諸如美國(guó)專(zhuān)利第5，849，220號(hào)中公開(kāi)的那些表面活性劑組合物； 低聚膦基琥拍酸化學(xué)品(oligomeric phosphinosuccinic acid chemistry),諸如美國(guó)專(zhuān) 利第5，023，000號(hào)中公開(kāi)的那些；類(lèi)似物以及組合。
實(shí)施例通過(guò)參考下面的實(shí)施例可以更好地理解前述內(nèi)容，實(shí)施例預(yù)期是闡釋性的目的且 并不預(yù)期限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例1圖1描繪了簡(jiǎn)化的3部件熱水系統(tǒng)。補(bǔ)給水流過(guò)“脫氣器”、“FW泵”，并進(jìn)入“鍋 爐”中。鍋爐又產(chǎn)生用于各種下游工藝的“有用的蒸汽”。在此實(shí)施例中，可以在脫氣器出口 處(在圖1中標(biāo)注為1)或在FW泵出口處(在圖1中標(biāo)注為2)監(jiān)測(cè)/控制0RP。當(dāng)REDOX 應(yīng)力獨(dú)立地發(fā)生在脫氣器和/或FW泵中時(shí)，可以對(duì)REDOX應(yīng)力實(shí)時(shí)地做出反應(yīng)。在脫氣器 后，和/或在FW泵后，還可以將活性化學(xué)物質(zhì)供給入脫氣器中以便進(jìn)行更具體的腐蝕控制。實(shí)施例2圖2闡釋了更復(fù)雜的鍋爐構(gòu)型，該鍋爐構(gòu)型包括多個(gè)給水泵、多個(gè)換熱器和蒸汽 發(fā)生器(即，鍋爐)。在這種構(gòu)型中，可以使用任何數(shù)目(即，一個(gè)、兩個(gè)或更多個(gè))的冷凝 器、換熱器、泵、鍋爐、工藝蒸汽應(yīng)用等。在圖2中，當(dāng)給水朝“使用工藝蒸汽(Use of Process Steam) ”的區(qū)域1和2流動(dòng)時(shí)，流動(dòng)的給水顯示為實(shí)箭頭線。當(dāng)冷凝的蒸汽被供給至不同的 工廠位置或直接回到冷凝物區(qū)域時(shí)，其顯示為虛箭頭線，這些工廠位置可以包括換熱器的 殼側(cè)。如果期望的話，可以將不滿(mǎn)足用于鍋爐給水的工廠水規(guī)格的冷凝物作為泄料排出系 統(tǒng)?？梢员O(jiān)測(cè)/控制ORP的位置和/或用于活性化學(xué)物質(zhì)的供給位置的實(shí)例在圖2中 標(biāo)注為“22”。這種使用者控制的定位允許具體單元和/或單元組的局部腐蝕的保護(hù)能力以 及全部腐蝕的保護(hù)。實(shí)施例3圖3描繪了對(duì)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，ORP設(shè)定值在不同的溫度下可以是如何不相同的。圖3中 所示的溫度可以表示，如不同的設(shè)備或相同設(shè)備內(nèi)的不同的操作保護(hù)區(qū)域/控制區(qū)域。在此實(shí)施例中，0RP設(shè)定值是選自一系列范圍的0RP設(shè)定范圍，設(shè)定范圍顯示為以“優(yōu)選的”、 “較寬的”和“最寬的”進(jìn)行標(biāo)注的豎直線。根據(jù)工廠內(nèi)的設(shè)備的復(fù)雜性(即，操作限制)， 可使用的0RP設(shè)定范圍或設(shè)定點(diǎn)可以變化。即，一些工廠能夠處理窄的或優(yōu)選的0RP設(shè)定 范圍，而其他工廠只能夠處理較寬的0RP設(shè)定范圍。通常記錄相對(duì)于具有0. 1的正常氯化鉀填充溶液的外壓平衡的參比電極(在圖3 中表示為“EPBRE”)的@T 0RP 數(shù)目。可以由在給水中位于“換熱器2”(圖2)之后的@T 0RP 探針來(lái)測(cè)量并控制第一 180 制區(qū)，且可以 正好在給水中的“冷凝器”(圖2)之后將活性化學(xué)物質(zhì)供給入給水中?？梢杂稍诮o水中位于“換熱器3” (圖2)之后的@T 0RP 探針來(lái)測(cè)量并控制第二 350 °F控制區(qū)，且可以正好在給水中的“換熱器3” (圖2)之前將活性化學(xué)物質(zhì)供給入給水中?？梢杂稍诮o水中位于“換熱器4” (圖2)之后的@T 0RP 探針來(lái)測(cè)量并控制第三 500 °F控制區(qū)，且可以正好在給水中的“換熱器4”(圖2)之前將活性化學(xué)物質(zhì)供給入給水中。實(shí)施例4此實(shí)施例闡釋了在不同位置處供給復(fù)合REDOX活性物質(zhì)以控制單個(gè)位置處的0T 0RP ，如圖4所示。將控制的@T 0RP 探針直接置于用于REDOX活性物質(zhì)#2的供給位置的 上游。iT 0RP 探針用于測(cè)量REDOX活性物質(zhì)#2的供給之前的@T 0RP 。接著，將@T 0RP 探針轉(zhuǎn)換成控制被供給在單一 @T 0RP 探針的上游的另一種REDOX活性物質(zhì)(#1)的供給。 應(yīng)該注意，當(dāng)關(guān)掉REDOX活性物質(zhì)#2 (其被手動(dòng)控制)時(shí)，此損失的影響迅速遍布工廠水化 學(xué)且由@T 0RP 探針感測(cè)?？刂破?在此實(shí)施例中，用于REDOX活性物質(zhì)#1的控制器是自 動(dòng)的)立即開(kāi)啟REDOX活性物質(zhì)#1的另外的供給以彌補(bǔ)REDOX活性物質(zhì)#2的不足。控制REDOX活性物質(zhì)#1的供給能夠獲得并維持@T 0RP 設(shè)定值，因而在此事件的 過(guò)程中使換熱器中的腐蝕最少。注意到，當(dāng)REDOX活性物質(zhì)#2剛被手動(dòng)閉合時(shí)，通過(guò)切斷 REDOX活性物質(zhì)#1的供給以維持期望的@T 0RP 設(shè)定值以便進(jìn)行腐蝕控制立即補(bǔ)償了腐 蝕控制設(shè)備(即，@T 0RP 探針系統(tǒng))。實(shí)施例5此實(shí)施例闡釋了 @T 0RP 探針對(duì)直接測(cè)量腐蝕事件和實(shí)時(shí)0RP測(cè)量如何作為 REDOX應(yīng)力事件引起的熱水系統(tǒng)中的腐蝕的直接指示的不可預(yù)測(cè)的響應(yīng)。iT 0RP 探針對(duì)FW中的腐蝕產(chǎn)物的形成做出反應(yīng)。FW中的REDOX應(yīng)力包括類(lèi) 似，如Fe27Fe3+或Cu./Cu2.的復(fù)合共軛離子腐蝕對(duì)。在全基于鐵的FW加熱器中，高D0 (即， 大于500ppb)的水開(kāi)始進(jìn)入FW加熱器中。加熱器入口處的室溫0RP和實(shí)時(shí)0RP最初分別 是-125mV和-280mV。當(dāng)經(jīng)歷增加的REDOX應(yīng)力事件時(shí)，加熱器入口處的室溫0RP和實(shí)時(shí) 0RP分別上升至_70mV和-30mV。與室溫0RP探針(只增大55mV)相比，清楚地看出了 @T 0RP 探針的靈敏度(實(shí)時(shí)0RP增大250mV)。FW加熱器出口處的實(shí)時(shí)0RP和室溫0RP探針 最初分別是_540mV和-280mV。在高REDOX應(yīng)力事件之后，F(xiàn)W加熱器出口處的實(shí)時(shí)0RP和 室溫0RP探針?lè)謩e變成_140mV和-280mV。重要地注意到，實(shí)時(shí)0RP上升了 400mV，而室溫 0RP顯示出無(wú)變化。并不預(yù)期受到任何特定理論的束縛；然而，F(xiàn)W加熱器的出口處的室溫0RP測(cè)量結(jié)
12果顯示出無(wú)變化的一種理論是離開(kāi)FW加熱器的DO在FW加熱器的入口處在整個(gè)DO進(jìn)入事 件中保持不變化。FW加熱器出口處的實(shí)時(shí)0RP數(shù)如此顯著上升的原因最有可能是由于已經(jīng) 發(fā)生在FW加熱器本身內(nèi)的腐蝕。此事件產(chǎn)生大量供給的離子氧化的鐵物質(zhì)，這被@T 0RP 探針檢測(cè)到了，但室溫0RP探針沒(méi)有檢測(cè)到。在遍布銅基FW加熱器上看到了相同的效果，其中溶解氧被消耗在FW加熱器內(nèi)。再 一次，室溫0RP測(cè)量結(jié)果顯示出在FW加熱器的出口處無(wú)變化，但當(dāng)氧化的銅離子物質(zhì)(共 軛對(duì))被釋放入FW中并離開(kāi)FW加熱器時(shí)，@T 0RP 探針的響應(yīng)顯示了增大的數(shù)，這只有被 iT 0RP 探針感測(cè)到，而沒(méi)有被室溫0RP儀器感測(cè)到。應(yīng)當(dāng)理解，所述實(shí)施方案的各種變化和修改對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是明顯 的。可以做出這種變化和修改而并不偏離本發(fā)明的主旨和范圍且不會(huì)削弱本發(fā)明的預(yù)期的 優(yōu)勢(shì)。因此，期望這種變化和修改由所附權(quán)利要求覆蓋。
權(quán)利要求
一種控制熱水系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)氧化還原電勢(shì)(“ORP”)以抑制所述熱水系統(tǒng)中的腐蝕的方法，所述方法包括(a)界定所述熱水系統(tǒng)中的一個(gè)或多個(gè)操作保護(hù)區(qū)域；(b)選擇所界定的區(qū)域中的至少一個(gè)，其中選擇區(qū)域中的一個(gè)或多個(gè)包括至少一個(gè)ORP探針，所述至少一個(gè)ORP探針是可操作的以測(cè)量實(shí)時(shí)ORP并與控制器進(jìn)行通信的，且其中所述ORP探針任選地包括溫度傳感器、貴金屬電極和參比電極；(c)當(dāng)所述熱水系統(tǒng)處于工作溫度和工作壓力下時(shí)，間歇地或連續(xù)地測(cè)量所述選擇區(qū)域中的一個(gè)或多個(gè)內(nèi)的實(shí)時(shí)ORP；(d)將測(cè)量的實(shí)時(shí)ORP發(fā)送至控制器；(e)評(píng)估所述測(cè)量的實(shí)時(shí)ORP或基于所述測(cè)量的實(shí)時(shí)ORP的計(jì)算的ORP是否符合ORP設(shè)定值，其中對(duì)所述選擇區(qū)域中的每一個(gè)來(lái)說(shuō)，所述ORP設(shè)定值是相同的ORP設(shè)定值，或?qū)λ鲞x擇區(qū)域中的至少兩個(gè)來(lái)說(shuō)，所述ORP設(shè)定值是不同的ORP設(shè)定值，且其中所述ORP設(shè)定值任選地隨時(shí)間而變化；(f)如果所述測(cè)量的實(shí)時(shí)ORP或所述計(jì)算的ORP不符合所述ORP設(shè)定值，那么任選地自動(dòng)地和/或手動(dòng)地將有效量的一種或多種活性化學(xué)物質(zhì)供給入所述熱水系統(tǒng)中；以及(g)在觸發(fā)事件之后，任選地從所述選擇區(qū)域中的一個(gè)上升至所述選擇區(qū)域中的另一個(gè)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述觸發(fā)事件是基于時(shí)間表。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述選擇區(qū)域中的至少一個(gè)處于監(jiān)測(cè)和/或報(bào)警模 式，且至少一個(gè)其他選擇區(qū)域處于控制模式。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中所述選擇區(qū)域中的至少一個(gè)能夠手動(dòng)或自動(dòng)地在所 述監(jiān)測(cè)和/或報(bào)警模式與所述控制模式之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，所述方法包括確定對(duì)應(yīng)于第一選擇區(qū)域的第一ORP設(shè)定 值，以及任選地確定對(duì)應(yīng)于另外的選擇區(qū)域的另外的ORP設(shè)定值。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，所述方法包括獨(dú)立地確定所述第一ORP設(shè)定值和/或獨(dú) 立地確定對(duì)應(yīng)于每一個(gè)另外的選擇區(qū)域的每一個(gè)另外的ORP設(shè)定值。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述ORP設(shè)定值選自由下述組成的組選自一個(gè)或 多個(gè)單一值的ORP設(shè)定點(diǎn)和選自一個(gè)或多個(gè)數(shù)值范圍的ORP設(shè)定范圍。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，所述方法包括測(cè)量第一選擇區(qū)域內(nèi)的第一實(shí)時(shí)0RP，且 如果第一測(cè)量的實(shí)時(shí)ORP或基于所述第一測(cè)量的實(shí)時(shí)ORP的第一計(jì)算的ORP不符合所述第 一選擇區(qū)域的ORP設(shè)定值，那么將一種或多種活性化學(xué)物質(zhì)供給至所述第一選擇區(qū)域；和/ 或測(cè)量所述第一實(shí)時(shí)0RP，且如果所述第一測(cè)量的實(shí)時(shí)ORP或所述第一計(jì)算的ORP不符合所 述第一選擇區(qū)域的ORP設(shè)定值，那么在一個(gè)或多個(gè)其他選擇區(qū)域供給一種或多種活性化學(xué) 物質(zhì)；和/或測(cè)量所述選擇區(qū)域中的一個(gè)或多個(gè)處的一個(gè)或多個(gè)實(shí)時(shí)0RP，并基于測(cè)量的實(shí) 時(shí)ORP中的一個(gè)或多個(gè)來(lái)計(jì)算一個(gè)或多個(gè)其他選擇區(qū)域的一個(gè)或多個(gè)其他實(shí)時(shí)0RP。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述測(cè)量的實(shí)時(shí)ORP或所述計(jì)算的ORP指示各自的 選擇區(qū)域或另一個(gè)選擇區(qū)域內(nèi)的電化學(xué)活性物質(zhì)的量；和/或其中所述測(cè)量的實(shí)時(shí)ORP或 所述計(jì)算的ORP指示直接影響各自的選擇區(qū)域或另一個(gè)選擇區(qū)域內(nèi)的電化學(xué)活性物質(zhì)的 量的化學(xué)品的量。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中所述電化學(xué)活性物質(zhì)直接影響所述實(shí)時(shí)ORP。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述活性化學(xué)物質(zhì)選自由下述物質(zhì)組成的組氧化 齊 、還原劑、腐蝕抑制劑、腐蝕劑及其組合。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，所述方法包括通過(guò)網(wǎng)絡(luò)來(lái)操作所述方法。
13.一種數(shù)字存儲(chǔ)介質(zhì)，所述數(shù)字存儲(chǔ)介質(zhì)具有存儲(chǔ)在其上的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行的指令，所 述指令是可操作的以執(zhí)行權(quán)利要求1所述的方法。
14.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述熱水系統(tǒng)選自由下述系統(tǒng)組成的組燃燒化石 燃料的水管鍋爐或火管鍋爐；熱水加熱器；換熱器；蒸汽發(fā)生器；核能電力系統(tǒng)，包括輕水 反應(yīng)堆、壓水反應(yīng)堆和沸水反應(yīng)堆；船用裝置；內(nèi)燃機(jī)和柴油機(jī)冷卻劑系統(tǒng)；蒸發(fā)器系統(tǒng)； 熱脫鹽系統(tǒng)；蒸發(fā)器系統(tǒng)；造紙操作，包括制漿工藝和漂白工藝；晶片拋光和平坦化工藝； 燃燒氣體排放；發(fā)酵工藝；地?zé)徇^(guò)程；含水的有機(jī)氧化還原合成；聚合工藝；蒸汽噴射裝置； 處理操作；以及附加到其上的輔助設(shè)備。
15.一種用于熱水系統(tǒng)的腐蝕控制設(shè)備，所述熱水系統(tǒng)具有一個(gè)或多個(gè)操作保護(hù)區(qū)域， 其中所述區(qū)域的子集是選擇區(qū)域，所述設(shè)備包括接收器，所述接收器與一個(gè)或多個(gè)氧化還原電勢(shì)(“ORP”)探針進(jìn)行通信，激活ORP探 針的子集，每一個(gè)被激活的ORP探針是可操作的以在工作溫度和工作壓力下測(cè)量實(shí)時(shí)0RP， 且所述選擇區(qū)域中的一個(gè)或多個(gè)包括所述ORP探針中的至少一個(gè)；處理器，所述處理器是可操作的以解析從每一個(gè)被激活的ORP探針通信至所述接收器 的測(cè)量的實(shí)時(shí)0RP，其中所述處理器直接解析所述測(cè)量的實(shí)時(shí)ORP或解析基于所述測(cè)量的 實(shí)時(shí)ORP的計(jì)算的0RP;以及發(fā)送器，所述發(fā)送器與供給設(shè)備進(jìn)行通信，所述供給設(shè)備是可操作的以管控將一種或 多種活性化學(xué)物質(zhì)引入到所述熱水系統(tǒng)中來(lái)影響所述實(shí)時(shí)ORP的變化，其中如果所解析的 實(shí)時(shí)ORP不符合ORP設(shè)定值，那么所述處理器是可操作的以通過(guò)所述發(fā)送器將輸出信號(hào)發(fā) 送至所述供給設(shè)備。
全文摘要
公開(kāi)了一種控制熱水系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)氧化還原電勢(shì)以抑制熱水系統(tǒng)中的腐蝕的方法。該方法包括界定熱水系統(tǒng)中的一個(gè)或多個(gè)操作保護(hù)區(qū)域。操作保護(hù)區(qū)域中的一個(gè)或多個(gè)包括氧化還原電勢(shì)探針，該探針是可操作的以便在工作溫度和工作壓力下測(cè)量熱水系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)氧化還原電勢(shì)。探針將測(cè)量的實(shí)時(shí)電勢(shì)發(fā)送至控制器，控制器評(píng)估并解析被發(fā)送的電勢(shì)以確定其是否符合氧化還原電勢(shì)設(shè)定值。如果測(cè)量的電勢(shì)不符合氧化還原電勢(shì)設(shè)定值，那么控制器是可操作的以將一種或多種活性化學(xué)物質(zhì)供給入熱水系統(tǒng)中。
文檔編號(hào)C02F1/68GK101815810SQ200880107032
公開(kāi)日2010年8月25日 申請(qǐng)日期2008年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月24日
發(fā)明者大衛(wèi)·A·格雷坦, 彼得·D·希克斯 申請(qǐng)人:納爾科公司