DE1832226U

DE1832226U - FLOW-FOOT CUEVENT FOR CONDENSATE MONITORING FOR OIL BREAKS.

Info

Publication number: DE1832226U
Application number: DE1961P0017816
Authority: DE
Inventors: Heinz Mika; Albert Pape; Walter Pfeiffer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1961-02-13
Filing date: 1961-02-13
Publication date: 1961-05-31

Description

Walter Pfeiffer, Hamburg-Harburg, Schüslerweg 16 b Albert Pappe,"", alter Postweg 10 Heinz Mika,"", Meyerstraße 32 "Durchflußküvette zur Überwachun. gjvqn Kondensat auf Öleinbruche" Die Erfindung betrifft eine Durchflußküvette für Kondensat oder sonstiges Wasser, das auf Öleinbrüche überwacht werden soll. Diese Küvette ist so konstruiert, daß zur messung des ölgehalts die Oberflächenspannung des Wassers, die Durchlässigkeit bzw. die Extinction einer Wasserschicht und die Reflektion einer Mono-bzw.Walter Pfeiffer, Hamburg-Harburg, Schüslerweg 16 b Albert Pappe, "", old Postweg 10 Heinz Mika, "", Meyerstraße 32 "Flow cell for monitoring if condensate for oil ingress" The invention relates to a flow cell for condensate or other water that should be monitored for oil ingress. This cuvette is constructed in such a way that the surface tension of the water, the permeability or the extinction of a water layer and the reflection of a mono or.

Mehrmolekularen Ölschicht ausgenutzt werden kann. Außerdem ist sie durch offene Bauweise leicht zugänglich.Multi-molecular oil layer can be exploited. Besides, she is Easily accessible due to the open design.

Das Speisewasser für Hochleistungsdampferzeuger muß bekanntlich ölfrei sein. Ein vorkommender Ölgehalt stammt fast ausschließlich aus zurückgewonnenem Betriebs-oder Fremdkondensa. t. Bei Heizölfeuerung kann Heizöl durch Undichtigkeiten des Heizölvorwärmers oder der Heizschlangen in das Kondensat gelangen. Meistens fällt ölhaltiges Kondensat bei Kolbendampfmaschinen oder Braunkohlentrocknern an.It is well known that the feed water for high-performance steam generators must be oil-free be. Any oil content that occurs comes almost exclusively from recovered Operating or external condensa. t. In the case of heating oil, heating oil can leak through leaks of the heating oil preheater or the heating coils get into the condensate. Usually oily condensate occurs in piston steam engines or lignite dryers.

Öl ist ein schädlicher Bestandteil des Speisewassers. Es muß rechtzeitig erkannt und beseitigt werden, weil es einerseits vor der Wasseraufbereitung oder Kondensatentsalzung auftreten die Ionenaustauschmasse schädigt oder nachträglich im Speisewasser an den Kesselwänden wärmestauende Ölbeläge z. T. kitt-artiger Beschaffenheit bildet. Diese Ölbeläge können vor allem bei Gegenwart von Härte zu Rohrverstopfungen, Verformungen, Querrissen und letzten Endes zu Korrosionsdauerbrüchen durch Dampfzersetzung führen. Von einem Schmieröl werden aus diesem Grunde folgende Eigenschaften verlangt : "Es muß völlig wasserabweisend sein, darf keine Neigung zur Emulsionsbildung zeigen und keine fett, teer oder asphaltigen Bestandteile enthalten." Diese von den Kesselbetreibern geforderten Eigenschaften der mineralischen Schmierstoffe erschweren jedoch außerordentlich ihre Erkennung und Bestimmung in anfallenden Kondensaten oder Speisewässern.Oil is a harmful component of the feed water. It has to be on time recognized and eliminated because it is the one hand before the water treatment or Condensate desalination occurs which damages the ion exchange mass or subsequently in the feed water on the boiler walls heat accumulating oil deposits z. T. putty-like texture forms. These oil deposits can cause pipe blockages, especially in the presence of hardness, Deformations, transverse cracks and ultimately corrosion fatigue fractures due to steam decomposition to lead. For this reason, the following properties are required of a lubricating oil : "It must be completely water-repellent and must not show any tendency to form emulsions and do not contain any grease, tar or asphalt components. "This from the boiler operators However, the required properties of the mineral lubricants make it extremely difficult their detection and determination in accruing condensates or feed water.

Aus diesen Gründen wurde die neue Durchlaufküvette entwickelt, die eine Meßauswertung und damit tiberwachung des Kondensates unter den erschwerten Bedingungen auch bei Auftreten von nicht emulgierende Mineralölen gestattet.For these reasons the new flow cell was developed, the a measurement evaluation and thus monitoring of the condensate under the difficult Conditions also permitted in the presence of non-emulsifying mineral oils.

Zur Trübungsmessung werden z. Zt. die verschiedensten Meßanordnungen verwendet. Z. B. wird für die Messung eine Differenzmethode mit 2 Fotoelemente, die um 90 oder 180° gegeneinandergeschaltet sind, verwendet. Von einer gemeinsamen Lichtquelle fallen dabei die Lichtbündel durch Blenden und. Filter auf je 1 Fotoelement. Zwischen dem Filter und einem Fotoelement befindet sich dabei eine geschlos- sene Glas-oder PVC-Durchflußküvette, durch welche das Untersuchung- medium fließt. Das zweite Fotoelement dient als Vergleichszelle und wird von derselben Lichtquelle über ein völlig gleiches Filter beleuchtet. Die Vergleichsküvette wird von einem Vergleichsmedium durchflossen oder durch einen Plexiglasstab ersetzt und erhält konstante Lichtenergie. Beide Fotozellen sind über Widerstände in einer Brücke gegeneinandergeschaltet und steuern ein Meßgerät, Schreiber oder Regler.To measure turbidity z. Various measuring arrangements are currently used. For example, a differential method with 2 photo elements that are connected to one another by 90 or 180 ° is used for the measurement. They fall from a common light source Light bundle through shutters and. Filter on 1 photo element each. Between the filter and a photo element there is a closed separate glass or PVC flow-through cuvette through which the examination medium flows. The second photo element serves as a comparison cell and is illuminated by the same light source through a completely identical filter. A comparison medium flows through the comparison cuvette or it is replaced by a Plexiglas rod and receives constant light energy. Both photocells are connected to one another via resistors in a bridge and control a measuring device, recorder or controller.

Ein anderes Verfahren nutzt z. B. den Meßwert des seitlich abgebeugten Tyndall-Lichtes aus. Derartige Konstruktionen werden als Nephelometer, Tyndallometer oder Turbidimeter bezeichnet.Another method uses e.g. B. the measured value of the laterally deflected Tyndall lights out. Such constructions are called nephelometers, tyndallometers or turbidimeter.

Alle bisher verwendeten Durchflußküvetten zur Messung von Ölgehalten im Wasser haben nun folgende Nachteile : Ihre Konstruktion berücksichtigt nicht die wasserabweisenden Eigenschaften der in den Werken verwendeten Schmieröle. Als Folge davon bleiben die Ölspuren-bzw.All flow cuvettes used to date for measuring oil content in water now have the following disadvantages: Their construction does not take into account the water-repellent properties of the lubricating oils used in the factories. as As a result, the traces of oil remain or.

Anteile sehr schnell an den Wandungen bzw. an den Fenstern der Küvetten hängen ; infolge einer gewissen Klebrigkeit bleiben auch andere Verunreinigungen des Wassers z. B. Eisenoxyd leicht hängen. Binnen kurzer Zeit werden dadurch Fehlmessungen verursacht. Andererseits treten bei Verwendung der vorgeschriebenen Schmieröle aber auch bei Heizöldurchbrüchen kaum Emulsionen auf. Die bisher verwendeten Geräte beruhen aber gerade auf dem Prinzip der Emulsionsbildung, deren Trübung erfaßt und ausgewertet werden soll. Außerdem werden derartige Geräte nach jedem Öleinbruch zunächst unbrauchbar, weil sie schwer zu reinigen sind.Shares very quickly on the walls or on the windows of the cuvettes hang ; due to a certain stickiness, other impurities also remain of the water z. B. iron oxide hang easily. This leads to incorrect measurements within a short time caused. On the other hand, when using the prescribed lubricating oils Hardly any emulsions appear even with fuel oil breakthroughs. The devices used so far are based but precisely on the principle of emulsion formation, whose turbidity is recorded and evaluated shall be. In addition, such devices are initially unusable after each oil ingress, because they are difficult to clean.

Die neue Konstruktion der Durchflußküvette vermeidet nun die beschriebenen Nachteile, 1. dadurch, daß das wasserabweisende Öl nach seiner Messung unschädlich für die Fotozellenfenster abgeschieden wird, 2. dadurch, daß die gesamte Durchflußküvette leicht zugänglich und leicht überprüfbar gehalten ist, und eine selbstreinigende Wirkung zeigt.The new construction of the flow cell now avoids the described Disadvantages 1. in that the water-repellent oil is harmless after its measurement for the photocell window is deposited, 2. by the fact that the entire flow cell is kept easily accessible and easily verifiable, and is self-cleaning Shows effect.

3. dadurch, daß unter Ausnutzung der Oberflächenspannung des Wassers eine ein-oder mehrmolekulare Ölschicht des wasserabweisenden Öles einen neuen zusätzlichen Meßwert liefert-der Reflektionswert dieser Ölschicht ist als Vergleichswert variabel und verstärkend gegen die Wasserschicht in Brücke geschaltet.-Die Durchflußküvette besteht aus einem großen Behälter 1 mit Prallblechen 2. Die Prallbleche dienen zur Erzeugung eines beruhigten nach oben führenden Wasserstromes, des durch den Einlauf 3 zulaufenden Teilstroms des Untersuchungsmediums. Mittels der Nivellierschrauben 4 wird die Küvette auf geeigneter Unterlage genau horizontal einjustiert, so daß beim Schließen von Ventil 5 das Wasser allseitig in gleichen Mengen über den Rand 6 der Durchlaufküvette 1 in die Rinne und in den Auslauf 8 fließt. Unter der Durchlaufküvette be- findet sich eine Entleerung 9 und ein Fenster 10 für eine Fotozelle 11 findet sich eine Entleerung mit Fassung 12. Die Fotozelle 11 mißtdie Durchlässigkeit bzw. Extinc- tion der darüber stehenden Wasserschicht bzw. deren aufgetretene geringe Emulsion-, Dispersions-oder Suspensionsbildung. Über der dunkel gefärbten Durchflußküvette 1 ist eine abnehmbare Haube 13 mit Blendschutz 14. Die Haube 13 ist von innen weiß gestrichen. Die Innenwand der Haube 13 wird von der Lampe 15, die unterhalb des Blendschutzes 14 liegt, indirekt beschienen. Die Lichtenergie dieser indirekten Beleuchtung der Haube 13 liefert einerseits den Fotostrom für die Fotozelle 11 und andererseits den Fotostrom für eine in der Haube 13 angebrachten 2. Fotozelle 16 mit Fassung 17. Die Fotozelle , 17. Die Fotozelle 16 ist verstellbar angebracht und wird so eingestellt, daß sie in der Lage ist, die zwischen den Überlaufrinnen 7 befindliche Wasser- oberfläche im Winkel abzutasten. Sie mißt als Differenzmessung in Brücke geschaltet, den durch eine evtl. auftretende Ölschicht hervorgerufenen Reflektionswert, der auch als buntes Schiller mit dem Auge wahrgenommen werden kann. (Es handelt sich um dasselbe bunte Schiller, das in einer Regenpfütze beispielsweise auf einem ölverschmutzten Parkplatz auch in einem Winkel von 450 am besten gesehen werden kann). Durch diese Anordnung der Fotozellen 11 und 16 wird nun gleichzeitig erreicht, daß beide Zellen-obwohl sie in Differenz gegen eine festliegende Beleuchtngsquelle in Brücke geschaltet sind-2 variable Meßwerte erzielen werden, die sich, bedingt durch ihre Eigenart einerseits als Trübung im Wasser und andererseits durch Änderung des Reflsktionswertes der Wasseroberfläche gegenseitig verstärken. Durch diese Meßanordnung ist es möglich geworden, auch bei geringen Ölgehalten einen relativ sehr weiten Meßbereich auf einem nachgeschalteten Meßinstrument oder Kleinregler zu erhalten. Durch die Art der Konstruktion dieser neuen Meßküvette ist es möglich, die Überwachung von Wässern auf Öleinbrüche nach 3 verschiedenen Methoden vorzunehmen.3. by utilizing the surface tension of the water, a single or multi-molecular oil layer of the water-repellent oil supplies a new additional measured value - the reflection value of this oil layer is variable as a comparison value and is connected to the water layer in a bridge to reinforce it. - The flow cell consists of a large one Container 1 with baffle plates 2. The baffle plates serve to generate a steady upward flow of water, the partial flow of the test medium flowing through the inlet 3. By means of the leveling screws 4, the cuvette is adjusted exactly horizontally on a suitable surface so that when valve 5 is closed, the water flows in equal amounts on all sides over the edge 6 of the flow cuvette 1 into the channel and into the outlet 8. Load under the flow cuvette there is a drain 9 and a window 10 for a photocell 11 there is an emptying with socket 12. The photocell 11 measures the permeability or extinction tion of the layer of water above or what has occurred low emulsion, dispersion or suspension formation. Above the The dark-colored flow cell 1 is a removable hood 13 with an anti-glare shield 14. The hood 13 is painted white on the inside. The inner wall of the hood 13 is illuminated indirectly by the lamp 15, which is located below the visor 14. The light energy of this indirect lighting of the hood 13 provides on the one hand the photocurrent for the photocell 11 and on the other hand the photocurrent for one in the Hood 13 attached 2nd photocell 16 with socket 17. The photocell , 17. The photocell 16 is adjustably mounted and adjusted to fit in is capable of the water located between the overflow channels 7 to scan the surface at an angle. It measures as a differential measurement in Bridge switched, the reflection value caused by a possibly occurring oil layer, which can also be perceived as a colorful shimmer with the eye. (It is the same colorful Schiller that can best be seen in a puddle of rain, for example on an oil-polluted parking lot, even at an angle of 450). Through this arrangement of the photocells 11 and 16 it is achieved at the same time that both cells - although they are connected in a bridge to a fixed source of illumination - will achieve 2 variable measured values which, due to their peculiarity, are on the one hand as turbidity in the water and on the other hand reinforce each other by changing the reflection value of the water surface. This measuring arrangement has made it possible to obtain a relatively very wide measuring range on a downstream measuring instrument or small regulator, even with low oil contents. The type of construction of this new measuring cell makes it possible to monitor water for oil ingress using 3 different methods.

1. Methode : Vollständiges Öffnen des Ventiles 5 bei Durchlauf von ca. 60-200 l/h Untersuchungsmedium. Das Wasser durchläuft hierbei die Küvette ohne über die Rinne 7 zu treten. Evtl. auftretendes Öl wird zwischen den Wänden 6-6 aufgefangen und zurückgehalten. Diese Methode verwendet man zur Kontrolle von Wässern, die wenig Öl enthalten können, speziell zur Überwachung der Funktion von Aktivkohle-Hydraffin-und Ansohwemm-Filtern zur Entölung.1st method: Complete opening of valve 5 when passing through approx. 60-200 l / h test medium. The water runs through the cuvette without to step over the channel 7. Any oil that appears is caught between walls 6-6 and held back. This method is used to control waters that have little May contain oil, specially designed to monitor the function of activated carbon-hydraffin and Ansohwemm filters for de-oiling.

2. Methode : Das Ventil 5 wird ganz geschlossen. Das Untersuchungswasser läuft über 6 in die Rinne 7 und Ablauf 8. Diese 2. Methode verwendet man bei schon bekannten höheren Ölgehalten vor Ölabscheidern usw.. Der Einsatz dient nur zur Kontrolle auf größere Öleinbrüche z. B. auf Leckagen der Beheizung von Öltanks in Raffinerien usw..2nd method: The valve 5 is completely closed. The investigation water runs over 6 into channel 7 and drain 8. This second method is already used with known higher oil contents in front of oil separators, etc. The use is only for control for larger oil inroads z. B. for leaks in the heating of oil tanks in refineries etc..

3. Methode : Das Ventil 5 wird soweit geöffnet, daß ein Teil des Meßgutes über 5 ein anderer Teil über 6-7-8 fließt. Innerhalb kurzer Zeit stellt sich dann ein Gleichgewicht ein, bei dem die Oberflächenspannung des Wassers wirksam wird. Das Wasser staut sich infolge seiner Oberflächenspannung am Rand 6 ca. 5 mm hoch an, um dann diskontinuierlich in die Rinne 7 zu treten. Dabei wird zuerst die hier gesammelte Ölschicht mitgerissen. Die Geschwindigkeit dieses diskontinuierlichen Überlaufes ist je nach Meßzweck mittels Zulaufes 3 und Ablaufes 5 leicht einzuregeln. Diese Methode 3 ist für die Überwachung von Betriebs-und Fremdkondensat und Kesselspeisewasser auf Öleinbrüche gedacht.3rd method: The valve 5 is opened so far that part of the material to be measured over 5 another part flows over 6-7-8. Then it turns out within a short time an equilibrium in which the surface tension of the water becomes effective. As a result of its surface tension, the water accumulates at the edge 6 approx. 5 mm high in order to then step discontinuously into the channel 7. First this will be here collected oil layer carried away. The speed of this discontinuous Depending on the measurement purpose, overflow can be easily regulated by means of inlet 3 and outlet 5. This method 3 is for the monitoring of operating and external condensate and boiler feed water thought of oil inroads.

Nach dieser Beschreibung bringt die neue Durchlaufküvette gegenüber den bisher gebräuchlichen Geräten folgende Fortschritte : Fernhaltung von klebenden Mineralölteilchen von den Fenstern der Fotozellen ; zusätzlich leichte Zugänglichkeit zur Säuberung, diedurch die Konstruktionsart bedingt-jedoch nur selten vorgenommen werden muß.After this description brings the new flow cuvette opposite the following advances with the devices in use up to now: Keeping away from adhesive Mineral oil particles from the photocell windows; also easy accessibility for cleaning, which due to the type of construction - but only rarely carried out must become.

Ausnutzung der Oberflächenspannung des Wassers zur Erzeugung eines diskontinuierlich auftretenden Ölfilmes.Exploitation of the surface tension of the water to generate a discontinuously occurring oil film.

Ausnutzung eines Bleuchtungseffektes, der gestattet, 2 gegeneinandergeschaltete Fotozellen mittels konstanter Lichtquelle variabel sich verstärkend einzusetzen, wobei zur Verstärkung die Reflektion einer auf der Wasseroberfläche schwimmenden Ölschicht ausgenutzt wird.Utilization of a lighting effect that allows 2 mutually connected Photocells by means of a constant light source variably reinforcing, whereby for reinforcement the reflection of a floating on the water surface Oil layer is exploited.

Zusätzlich bietet sich eine sehr gute visuelle Beobachtungsmöglichkeit.In addition, there is a very good visual observation option.

Claims

Protection claim: 1. Flow cell for condensate monitoring on Oil ingress, characterized in that one with baffle plates (2) and overflow channel (7) provided open tub (1) is used.

2. Flow cell according to claim 1, characterized in that on the tub inlet (3), leveling screws (4), drain (5), overflow (6 + 8), drainage (9) and photocell (11) with socket and window (12) are attached.

3. Flow cell according to claim 1 and 2, characterized in that an open hood (13) is attached over the tub. The hood is with a glare protection (14), behind which there is a lamp (15); on the side is the hood perforated for an adjustable photocell (16) with socket (17).

4. flow cell according to claim 1 to 3, characterized in that that the lighting source (15) located on its hood through a photocell (11) the water layer in the tub, the other photocell (16) through the light reflection exposed on the surface of the water, with the difference between the two photocells in the usual way are switched via a bridge.