Двухтактные электростанции

Diagram of two-circuit water-steam reactor

Показанная здесь двухконтурная система состоит из цикла водяного пара и цикла с охлаждающей водой.

Вода закачивается в парогенератор (слева), где она нагревается путем деления или сжигания. Через систему труб пар перемещается к турбине и приводит ее в действие, производя электричество. В конденсаторе пар сжимается, выделяя тепловую энергию охлаждающей воде. После этого вода возвращается в парогенератор, и процесс начинается заново.


Корректировка химического состава воды для оптимальной эффективности реактора.

Условия в парогенераторе способствуют образованию коррозии и отложений, которые могут значительно снизить эффективность электростанции. Чтобы нейтрализовать их, нужно оптимизировать химический состав воды.

С одной стороны, вода должна быть сверхчистой, а с другой, концентрацию добавляемых кондиционирующих агентов, например фосфатов или поглотителей кислорода, необходимо постоянно контролировать.

Параметры и предельные значения для воды в цикле водяного пара точно прописаны в стандартах EN 12952 (водотрубные котлы и вспомогательные установки) и EN 12953 (кожухотрубные котлы).

> Обзор требований к питательной воде паровых котлов и водогрейных котлов (EN 12953)

Водно-химический мониторинг с помощью онлайн-анализаторов от Metrohm Process Analytics

Поточные приборы Metrohm Process Analytics - лучший выбор для постоянного мониторинга концентраций веществ и других параметров. Они проводят анализы полностью автоматически и могут быть настроены на запуск определенного действия, если значение выйдет за допустимые границы. В результате чего работа оператора сокращается до минимума.

Анализаторы Metrohm Process Analytics способны контролировать широкий спектр аналитов и доступны как простые в использовании приборы с одним методом, однопараметрические или многопараметрические приборы.

> Найдите здесь обзор аналитов, которые можно контролировать с помощью линеек Metrohm Process Analytics

Гидразин: эффективный поглотитель кислорода

Растворенный кислород является одним из основных агрессивных агентов в водяных циклах. Термическая дегазация питательной воды котла удаляет большую часть этого кислорода, но остаточный кислород все еще присутствует.

Восстанавливающие агенты, такие как гидразин или сульфит, обычно используются для химического удаления остаточного кислорода. Гидразин разлагается только до летучего азота и аммиака, в отличие от сульфита, который вводит агрессивный сульфат в пароводяной цикл. Также гидразин увеличивает значение pH и, следовательно, снижает потенциал коррозии. Единственным недостатком является его токсичность.

Концентрация гидразина должна тщательно контролироваться в питательной воде котла. Для этой цели идеально подходят анализаторы ICON. Они могут колориметрически определить содержание гидразина всего за десять минут. Предел обнаружения находится в нижнем диапазоне мкг/л.

> Узнайте больше о серии Plug and Analyze от Metrohm Process Analytics

Кремний: не такой безопасный в пароводяных циклах

Избыточный уровень кремния в системе питания котла или в подпиточной воде имеет решающее значение. Коллоидный кремнезем не задерживается ионообменниками и гидролизуется до растворимого кремнезема в котле. Из-за своей летучести он может попадать в паровой цикл при повышенном давлении и затем оседать на лопатках турбины, особенно в присутствии щелочноземельных металлов.

Диоксид кремния можно определить колориметрически до уровней в диапазоне мкг/л, например, с помощью анализатора ICON.

> Узнайте больше о серии Plug and Analyze от Metrohm Process Analytics

Скачать

Определение меди с помощью вольтамперометрии

Медные сплавы используются практически во всех конденсаторах цикла водяного пара. Недостатком является склонность меди и ее сплавов к коррозии аммиаком. Образующиеся продукты коррозии запускают дальнейшее коррозионное воздействие. Соединения меди осаждаются из пара в областях высокого давления паровых турбин и оседают на лопастях.

Соединения меди определяют вольтамперометрически согласно DIN 38406-16. Подготовка образца не требуется.

> Подробнее о вольтамперометрическом определении соединений меди

Определение железа с помощью вольтамперометрии

При высоких температурах пар вступает в реакцию с железом в углеродистой стали паровых котлов. Это приводит к образованию тонкого слоя магнетита, оксида железа (II, III), который пассивирует поверхность стали, защищая ее от дальнейшей коррозии (реакция Шикорра).

В неблагоприятных условиях слой ингибирующего магнетита может отслаиваться и привести к повышению концентрации железа в цикле водяного пара. Регулярное определение содержания железа позволяет контролировать не только процессы коррозии, но также образование и разрушение защитного слоя магнетита.

Адсорбционная инверсионная вольтамперометрия (AdSV) обеспечивает быстрый и чувствительный анализ железа в технологических водах пароводяного цикла (питательная вода котлов, подпиточная вода, конденсат) на электростанциях. Это достигается путем добавления подходящих комплексообразующих агентов для превращения железа в адсорбируемые комплексы, которые восстанавливаются на поверхности электрода после определенного времени предварительного концентрирования. Пределов обнаружения в нижнем диапазоне мкг/л можно достичь с использованием 2,3-дигидроксинафталина (DHN) в качестве комплексообразующего агента.

Скачать

Ингибиторы коррозии

Ионы цинка, фосфаты и фосфонаты обычно используются в качестве ингибиторов коррозии в стальных трубах. Если речь идет о меди и медных сплавах, то для подавления коррозии можно использовать триазолы, например толитриазол, бензотриазол и 2-меркаптобензотиазол. Соединения меди в триазолах подвержены окислению, а также реагируют с добавляемыми микробиоцидами. В результате триазолы должны пополняться с регулярной проверкой его концентрации.
Например, с помощью ионной хроматографии со спектрофотометрическим детектированием.

> Подробнее об ионной хроматографии Metrohm

Скачать

Мониторинг агрессивных анионов: хлоридов и сульфатов

Хлорид вызывает точечную коррозию лопастей турбины и роторов. В сочетании с сульфатом это также приводит к коррозионной усталости и растрескиванию (SCC). Чтобы предотвратить эти вредные воздействия, электростанции должны контролировать анионы в цикле водяного пара.
Контроль можно осуществить с помощью ионной хроматографии со встроенной предварительной концентрацией и удалением матрицы.

> Подробнее об ионной хроматографии Metrohm

Скачать

Другие приложения и продукты

ИХ для сжигания топлива

Ископаемое топливо может содержать большое количество серы. Когда эти виды топлива сжигаются, образуется диоксид серы (SO2) и выбрасывается в окружающую среду. Поэтому необходимо отслеживать уровень содержания серы в природном топливе. 

Галогениды способствуют коррозии в контурах охлаждения электростанций, и тоже нуждаются мониторинге.

Серу и галогены можно проанализировать в твердых или жидких образцах методом ионной хроматографии продуктов сгорания (CIC). По этой методике образец подвергается пирогидролизу, и полученный газ поглощается в растворе, а затем анализируется с помощью ионной хроматографии.

Read more about Combustion IC

Flue gas cleaning

To remove the CO2 from flue gas, the gas is treated with an amine-containing scrubbing solution. The acidic CO2 is reversibly chemically bound by the amines and afterwards released again by heating, compressed, dried, and liquefied.

You can determine the CO2 binding capacity of the scrubbing solution with an ADI 2045TI Process Analyzer. This analyzer is capable of monitoring several sample streams and determining the CO2 binding capacity of several amine scrubbers in succession.

ADI 2045TI Process Analyzer Read the application

Turbine and lubricating oils

Turbine and lubricating oils are exposed to extreme conditions in power plants. Numerous international standards define the requirements and test procedures for in-service maintenance of the turbines.

The ASTM D 4378 standard specifies that the acid and base numbers are to be determined by potentiometric titration and that the water content is to be determined by Karl Fischer titration.

Metrohm titration Karl Fischer titration

Скачать