Kraftverk med två vattenkretsar

Diagram of two-circuit water-steam reactor


De två-kretssystem som visas här består av vattenångkretsen och kylvattenkretsen.

Vatten, överföringsmediet, pumpas in i ånggeneratorn (den till vänster), där det upphettas genom fission eller förbränning. Ångan migrerar sedan genom rörsystemet till turbinen och driver den, vilket producerar el. I kondensorn kondenserar ångan genom att avge värmeenergi till kylvattnet. Efter detta matas vattnet tillbaka in i ånggeneratorn och processen börjar igen.

Justering av vattenkemin för optimal reaktoreffektivitet

Betingelserna inom ånggeneratorn bidrar till korrosion och bildning av avlagringar, vilka båda i hög grad kan minska effektiviteten i kraftverket. För att motverka detta måste vattenkemin optimeras.

Å ena sidan måste vattnet vara ultrarent, och å andra sidan måste koncentrationen av konditioneringsmedel som adderas, t.ex. fosfater eller syreeliminerare övervakas kontinuerligt.

Parametrar och gränsvärden för vatten som cirkulerar i vattenångkretsen är exakt definierade, till exempel i standarderna EN 12952 (vattenpannor och hjälpinstallationer) och EN 12953 (skalpannor).

> Överblick över krav på matarvatten för ångpannor och värmepannor (EN 12953)

Vattenkemiövervakning med online-analysatorer från Metrohm Process Analytics

Water drop
Om det krävs kontinuerlig övervakning av ämneskoncentrationer och parametervärden, då är Metrohm Process Analytics instrument det bästa valet. Dessa övervakar de parametrar som krävs helt automatiskt och kan konfigureras för att utlösa en särskild åtgärd om något av värdena inte ligger inom det förväntade intervallet. Som ett resultat kan du minska dina insatser till ett minimum.

Metrohm Processanalys analysatorer har förmågan att övervaka ett brett spektrum av analyter och finns som enkelparameter, singel-metod eller flerparameterinstrument.
> Hitta en översikt av analyter som kan övervakas kolorimetriskt med Metrohm Processanalysinstrument

Hydrazin: En effektiv syreeliminerare

Alert Analyzer with nuclear power plant in background
Löst syre är en av de huvudsakliga korrosiva medlen i vattenkretsar. Termisk avgasning av matarvatten avlägsnar en stor del av detta syre, men kvarvarande syre är fortfarande närvarande.

Reduktionsmedel såsom hydrazin eller sulfit används vanligen för att avlägsna kvarvarande syre kemiskt. Medan sulfit lider av nackdelen att det införs frätande sulfat i vattenångkretsen, sönderdelas hydrazin endast till flyktigt kväve och ammoniak. Som en extra fördel, ökar den senare pH-värdet och sänker korrosionspotentialen. Den enda nackdelen med hydrazin är dess giftighet.

Hydrazinkoncentrationen måste följas noga i matarvatten. Alertanalysatorer är idealiska för detta ändamål. De kan bestämma hydrazininnehållet kolorimetriskt på bara tio minuter. Detektionsgränsen är i det nedre µg/L-området.

> Läs mer om Plug and Analyze- serien från Metrohm Process Analytics

 

Kiseldioxid: Inte så ofarligt i vattenångkretsar

Detail of turbine blade
Förekomsten av höga halter av kiseldioxid i matarvatten eller fyllnadsvatten är kritisk. Kolloidal kiseldioxid inte behålls av jonbytare och hydrolyseras till löslig kiseldioxid i pannan. På grund av dess flyktighet, kan det komma in i ångkretsen vid förhöjda tryck och sedan avsättas på turbinblad, särskilt i närvaro av alkaliska jordartsmetaller.

Kiseldioxid kan bestämmas kolorimetriskt till nivåer i µg/L, till exempel med en Alert analysator.
> Läs mer om Plug and Analyze-serien från Metrohm Process Analytics

För nedladdning

Bestämma kopparhalten med voltametri

884 Professional VA, semiautomated, for single determinations
Kopparlegeringar används nu i praktiskt taget alla kondensorer hos vattenångkretsen. Nackdelen är mottagligheten hos koppar och dess legeringar för korrosion orsakad av ammoniak. De erhållna korrosionsprodukterna initierar ytterligare korrosiva angrepp. Kopparföreningar som faller ut redan från ångan i högtrycksregioner av ångturbinerna bildar beläggningar på bladen.

Kopparföreningar bestäms voltametriskt enligt DIN 38.406-16. Provberedning är inte nödvändigt.

> Läs mer om voltametrisk bestämning av kopparföreningar

Bestämma järnhalten med voltametri

Vid höga temperaturer reagerar ånga med järnet i kolstålet hos ångpannor. Detta leder till bildning av ett tunt skikt av magnetit, en järn (II, III) oxid, vilket passiverar stålytan och skyddar den mot ytterligare korrosion (Schikorr reaktion).

Under ogynnsamma förhållanden kan det inhiberande magnetitskiktet flagna, vilket leder till förhöjda järnkoncentrationen i vattenångkretsen. En regelbunden järnbestämning möjliggör övervakning av inte bara korrosionsprocesser, utan även bildningen och förstörelsen av det skyddande magnetitskiktet.
Adsorptive stripp voltammetry (AdSV) ger snabb och känslig detektion av järn i processvatten i vattenångkretsen (pannmatarvatten, fyllnadsvatten, kondensat) i kraftverk. Detta uppnås genom tillsats av lämpliga komplexbildare för att omvandla järn till adsorberbara komplex som reduceras på elektrodytan efter en definierad förkoncentreringstid. Detektionsgränser i det nedre µg/L området kan uppnås med användning av 2,3-dihydroxinaftalen (DHN) som komplexbildare.

För nedladdning

Korrosionsinhibitorer

Chromatogram of corrosion inhibitors
Zinkjoner, fosfater och fosfonater används allmänt som korrosionsinhibitorer i stålrör. Om koppar och kopparlegeringar är involverade, kan triazoler, t.ex., tolyltriazol, bensotriazol, och 2-merkaptobensotiazol användas för att inhibera korrosion. Kopparföreningar av triazoler är benägna att oxidera och även reagera med mikrobiocider som adderas. Som ett resultat måste triazolerna fyllas på, vilket gör regelbundna bestämningar av triazolkoncentrationen nödvändiga.

Detta kan göras genom jonkromatografi med spektrofotometrisk detektion.

För nedladdning

Övervakning av korrosiva anjoner: Klorid och sulfat

Chromatogram for chloride and sulfate
Klorid orsakar gropfrätningskorrosion på turbinblad och rotorer. I kombination med sulfat, leder det också till korrosionsutmattning och spänningskorrosion (SCC). För att förhindra dessa skadliga effekter, måste kraftverk övervaka dessa anjoner i vattenångkretsen på spårnivå.

Du kan göra detta med hjälp av jonkromatografi med inline förkoncentrering och matriseliminering.

> Lär dig mer om jonkromatografi från Metrohm

För nedladdning

Ytterligare applikationer och produkter

Combustion IC för bränslen

Fossila bränslen kan innehålla stora mängder svavel. När dessa bränslen förbränns produceras svaveldioxid (SO2) och släpps ut i miljön, vilket gör övervakning av svavelhalten i fossila bränslen oumbärlig.

Halogenider främjar korrosion i kylkretsar i kraftverk och kräver därmed övervakning.
Både svavel och halogener kan bestämmas i fast eller flytande prov med hjälp av förbränningsjonkromatografi (CIC). I denna teknik undergår provet pyrohydrolys och den resulterande gasen absorberas i en lösning och analyserades därefter genom jonkromatografi.

Läs mer om Combustion IC
Power plant with flue gas

Rökgasrening

För att ta bort CO2 från rökgasen behandlas gasen med en amininnehållande skrubberlösning. Den sura CO2-n binds reversibelt kemiskt av aminerna och frigörs därefter igen genom värmning, komprimerad, torkad och kondenserad.

Du kan fastställa CO2-bindningskapaciteten hos skrubberlösningen med en ADI 2045TI Process Analyzer. Denna analysator kan övervaka flera provströmmar och bestämma CO2-bindningskapaciteten för flera aminskrubbrar i följd.

ADI 2045TI Process Analyzer Läs applikationen
Detail of turbine

Turbin- och smörjoljor

Turbin- och smörjoljor utsätts för extrema förhållanden i kraftverk. Många internationella standarder definierar krav och provningsförfaranden för underhåll av vindkraftverk i drift.

ASTM D 4378 standarden anger att syra- och basnummer skall bestämmas genom potentiometrisk titrering och att vattenhalten skall bestämmas genom Karl Fischer-titrering.

Metrohmtitrering Karl Fischertitrering

För nedladdning