Elektrownie dwuobiegowe

Diagram of two-circuit water-steam reactor

Elektrownie dwuobiegowe pokazane w tym miejscu są zbudowane z obiegu wodno-parowego oraz obiegu wody chłodzącej.

Woda jako medium robocze, jest pompowana do generatora pary (po skrajnie lewej), gdzie jest podgrzewana na drodze rozszczepienia
lub spalenia.  Następnie wytworzona para migruje do systemu rur, trafiając do turbiny, która jest napędzana, co prowadzi do wytworzenia energii elektrycznej.  W kondensatorze para ulega kondensacji emitując energię cieplną i przekazując ją do wody chłodzącej.  Następnie woda ponownie jest doprowadzana do generatora pary i proces rozpoczyna się ponownie.


Korekta parametrów jakościowych wody w celu uzyskania optymalnej wydajności reaktora

Warunki panujące wewnątrz generatora pary sprzyjają rozwijaniu
się korozji oraz tworzeniu osadów, co w znacznym stopniu prowadzi
do ograniczenia wydajności elektrowni. Działanie prewencyjne powinno polegać na zoptymalizowaniu parametrów jakościowych wody. 

Z jednej strony, woda musi być ultraczysta, zaś z drugiej, stężenia dodawanych czynników kondycjonujących, np. fosforanów lub czynników wiążących tlen musi być stale monitorowana.

Parametry oraz wartości graniczne dla wody zamkniętej w obiegach wodno-parowych są precyzyjnie określone, np. w normie branżowej
EN 12952 (kotłów wodno-rurowych oraz instalacji pomocniczych)
oraz  EN 12953 (kotły płomienicowe-płomieniówkowe).

> Przegląd wymagań dla wody kotłowej (EN 12953)

Monitorowanie parametrów jakościowych wody z zastosowaniem analizatorów online dostarczanych przez Metrohm Process Analytics

Water drop

Jeśli wymagane jest stałe monitorowanie stężenia związków
oraz wartości poszczególnych parametrów, to analizatory reprezentujące dziąłkę Metrohm Process Analytics są najlepszym wyborem.
Te urządzenia są dedykowane monitorowaniu wymaganych parametrów w sposób całkowicie automatyczny i mogą być dowolnie skonfigurowane aby spowodować konkretne działanie na wypadek gdyby dana wartość nie mieściła się w założonym zakresie pomiarowym. W wyniku tego, możesz ograniczyć interwencję ludzką do niezbędnego minimum.

Analizatory dostarczane przez Metrohm Process Analytics są zdolne
do monitorowania szerokiego zakresu analitów i są dostępne jako proste w użyciu urządzenia dedykowane pojedynczej aplikacji (metodzie) lub analizie wieloparametrowej.

> Przegląd paramertrów, które mogą być analizowane przez kolorymetryczne analizatory Metrohm Process Analytics.

Hydrazyna: wydajny związek wiążący tlen

Alert Analyzer with nuclear power plant in background

Rozpuszczony tlen jest jednym z głównych czynników korozyjnych
w obiegach wodnych. Na drodze termicznego odgazowania wody kotłowej można usunąć znaczną część tlenu, jednak jego pozostałości
są nadal obecne w obiegu.

Czynniki redukujące takie jak hydrazyna czy sole kwasu siarkowego (IV) są zwykle używane do usunięcia resztek tlenu na drodze chemicznej. Podczas gdy sole kwasu siarkowego (IV) wprowadzają korozyjne jony siarczanowe do obiegu wodno-parowego,  hydrazyna rozkłada się do lotnego azotu i amoniaku. Dodatkową zaletą zastosowania hydrazyny jest fakt, że zwiększa ona wartość pH, jednocześnie zmniejszając ryzyko potencjalnych zjawisk korozyjnych. Jedyną wadą hydrazyny jest jej toksyczność.

Stężenie hydrazyny w wodzie kotłowej musi być poddawane ścisłej kontroli. Analizatory Alert są idealnie dostosowane do powyższego celu. Są w stanie oznaczać zawartość hydrazyny kolorymetrycznie w ciągu
10 minut. Limit detekcji oznaczenia jest niższy niż µg/L.

> Dowiedz się więcej na temat analizatorów kolorymetrycznych
od Metrohm Process Analytics

 

Krzemionka: nie bez znaczenia w układach wodno-parowych

Detail of turbine blade

Obecność podwyższonej zawartości krzemionki w wodzie kotłowej
lub wody użYwanej do rozcieńczeń jest krytyczna dla procesu. Krzemionka koloidalna nie jest zatrzymywana przez wymieniacze jonowe i jest hydrolizowana do rozpuszczalnej krzemionki wewnątrz kotła.
Z uwagi na jej lotność, może ona zostać wprowadzona do obiegu parowego pod zwiększonym ciśnieniem, a w konsekwencji osadzić się na łopatkach turbiny, w szczególności w obecności metali ziem alkalicznych.

Krzemionka może być oznaczana kolorymetrycznie na poziomie stężeń µg/L, np. z zastosowaniem analizatora Alert

> Dowiedz się więcej na temat analizatorów kolorymetrycznych
od Metrohm Process Analytics

Do pobrania

Oznaczenie miedzi za pomocą woltamperometrii

884 Professional VA, semiautomated, for single determinations

Stopy miedzi są wykorzystywane praktycznie we wszystkich kondensatorach obecnych w obiegach wodno-parowych.  Niestety miedź oraz jej stopy są podatne na korozyjne działanie amoniaku. Powstałe w ten sposób ogniska korozji mogą prowadzić do agresywnej ekspansji tego zjawiska.  Związki miedzi ulegają strąceniu w obszarach wysokiego ciśnienia w turbinie, osadzając się na jej łopatkach.

Związki miedzi są oznaczane techniką woltamperometrii zgodnie z DIN 38406-16. Przygotowanie próbki nie jest wymagane.

> Dowiedz się więcej na temat woltametrycznego oznaczania miedzi

Oznaczanie żelaza za pomocą woltamperometrii

W podwyższonej temperaturze, para wodna reaguje z żelazem obecnym w stali węglowej, z której zbudowane są kotły parowe.  To prowadzi
do utworzenia cienkiej warstwy magnetytu, tlenków żelaza (II,III),
które pasywują powierzchnię stali chroniąc ją przeciwko dalszej korozji (reakcja Schikorr).

W niekorzystnych warunkach, inhibicyjna warstwa magnetytu może zostać oderwana, co prowadzi do zwiększenia stężenia żelaza
w obiegach wodno-parowych.  Regularne oznaczanie żelaza pozwala
nie tylko na monitorowanie procesów korozyjnych, ale także na kontrolę stopnia tworzenia/destrukcji warstwy ochronnej w postaci magnetytu.  

Adosrpcyjna woltamperometria stripingowa  (AdSV)  jest techniką analityczną pozwalającą na szybką i czułą detekcję żelaza obecnego
w wodzie procesowej znajdującej się w obiegach wodno-parowych
w elektrowniach. Oznaczenie polega na dodatku odpowiedniego czynnika kompleksującego w celu związania jonów żelaza w formę kompleksu, który następnie jest redukowany na powierzchni elektrody
w ciągu tzw. okresu nagromadzania.Limit detekcji na poziomie <μg/L może zostać osiągnięty z zastosowaniem 2,3-dihydroksynaftalenu (DHN) jako czynnika kompleksującego.

Do pobrania

Inhibitory korozji

Chromatogram of corrosion inhibitors

Jony cynku, fosforany i fosfoniany są popularnie wykorzystywanymi inhibitorami korozji występującymi w stalowych rurach. Jeśli dodatkowo obecne są miedź i jej stopy, wtedy można zastosować triazole (np. tolytriazol, benzotriazol,2-merkaptobenzatiazol)  jako inhibitory korozji.  Chemiczne związki powstałe z połączenia miedzi oraz triazoli są podatne na utlenianie, reagując również z mikrobiocydami, które są również dodawane.  W związku z powyższym, triazole muszą być okresowo uzupełniane, co sprawia że ich regularna analiza jest niezbędna.

Oznaczenie może być przeprowadzone za pomocą chromatografii jonowej z wykorzystaniem detekcji spektrofotometrycznej.

> Dowiedz się więcej na temat chromatografii jonowej Metrohm

Do pobrania

Monitorowanie anionów korozyjnych: chlorków i siarczanów

Chromatogram for chloride and sulfate

Chlorki powodują korozję wżerną występującą na łopatkach turbiny oraz rotorach. W połączeniu z siarczanami, są zdolne do wywoływania korozji zmęczeniowej i naprężeniowej.  Aby uniknąć tych szkodliwych skutków, elektrownie muszą monitorować sładowe stężenia powyższych jonów obecnych w obiegach wodno-parowych

W tym celu polecana jest technika chromatografii jonowej z użyciem techniki wstępnego zatężania oraz eliminacji matrycy próbki.

> Dowiedz się więcej na temat chromatografii jonowej Metrohm

Do pobrania

Pozostałe aplikacje oraz produkty

Technika „Combustion IC (CIC)” dla paliw

Paliwa kopalne mogą zawierać duże zawartości siarki. Kiedy są one spalane, wytworzony dwutlenek siarki (SO2) jest uwalniany do atmosfery, czyniąc monitorowanie zawartości siarki w paliwach kopalnych niezbędnym.

Halogenki sprzyjają korozji w obiegach chłodzących elektrowni, a tym samym wymagane jest ich monitorowanie.

Zarówno siarka jak i halogenki mogą być oznaczane w próbkach stałych i ciekłych przez zastosowanie techniki chromatografii jonowej wyposażonej w system spalania próbki (CIC). Podczas analizy, próbka jest spalana, natomiast gazowe produkty spalenia są absorbowane w roztworze wodnym, a następnie poddawane analizie przy użyciu chromatografii jonowej.

Więcej o Combustion IC
Power plant with flue gas

Oczyszczanie gazów spalinowych

W celu usunięciu  CO2 z gazów spalinowych,

są one poddawane płukaniu przez roztwór zawierający aminy. Kwaśny CO2  jest chemicznie i odwracalnie wiązany przez aminy, a następnie uwalniany na drodze ogrzewania, po czym kompresowany, suszony i skraplany.

Można określić zdolność do wiązania CO2 roztworu płuczącego dzięki wykorzystaniu analizatora 2045TI Process Analyzer. Analizator jest zdolny do moinotorowania kilku strumieni pomiarowych i oznaczania zdolności

do wiązania CO2 w kilku płuczkach aminowych kolejno.

Analizator Procesowy 2045TI Więcej o tej aplikacji
Detail of turbine

Oleje smarne oraz turbinowe

Oleje smarne oraz turbinowe są wystawione

na działanie ekstremalnych warunków, jakie panują w elektrowniach.  Liczne normy międzynarodowe określają wymagania

oraz standardowe procedury pomiarowe

w celu konserwacji i utrzymania odpowiedniego stanu turbin.

Norma ASTM D 4378 podaje, że liczba kwasowa oraz zasadowa są oznaczane

są przez miareczkowanie potencjometryczne, natomiast zawartość wody jest analizowana przez miareczkowanie Karla Fischer’a.

Miareczkowanie Metrohm Miareczkowanie Karla Fischer’a

Do pobrania