Einführung

Ein multinationales Energieunternehmen, ein globaler Strom- und Gasproduzent, hat in einem seiner Tochterkraftwerke ein Problem mit der Ablagerung von Siliziumdioxid festgestellt. Ablagerungen beschädigten die Turbinenblätter und führten zu ungeplanten Reparaturen. Das Unternehmen ist spezialisiert auf die Entwicklung und Nutzung innovativer Technologien, um die Ursachen der Probleme im Kraftwerk zu verstehen und eine nachhaltige Lösung zu finden, um mögliche spätere Ausfälle zu verhindern und die optimale Stromerzeugungseffizienz aufrechtzuerhalten.

Ein Kraftwerk entscheidet über den Start und die Ausfallzeiten basierend auf der Marktnachfrage und den Kraftstoffkosten. Beim Neustart der Anlage muss die Dampfreinheit gewährleistet werden, um Temperatur- und Druckschwankungen beim Start und Ausfall zu überwinden.

Problem

Die Betreiber des Kraftwerks entdeckten Probleme mit einer abnehmenden Stromerzeugung und den Vibrationen der Gasturbinen. Nachdem sie die Turbine ausgeschaltet und eingeschaltet hatten, sahen sie offensichtliche weiße Ablagerungen, die Siliziumdioxid verschiedener Dicken am Rand der Turbinenblätter waren. Nachdem das Problem erkannt wurde, mussten Bediener und Forscher die Wasserqualität und den Wasseraufbereitungsprozess bewerten.

Vor dem Kessel verwendet das Kraftwerk ein Entsalzungssystem, das aus Cationionen, Anionen und gemischten Harzschichteneinheiten besteht. Das Kraftwerk hat die Überwachungsparameter zur Steuerung der Entsalzungsregeneration und zur Aufrechterhaltung der Reinheit des Kesselwassers neu bewertet. Besonders wichtig ist die Reduzierung von Schadstoffen, wenn ein Kraftwerk in Betrieb und Ausfall steht, da Schadstoffe beim Neustart in den Dampf und dann in die Gasturbine gelangen können.

Früher nutzten Kraftwerke Online-Siliziumdioxid-Analysatoren, um Siliziumdioxid zu überwachen, um zu verhindern, dass es in Dampf gelangt und sich in Gasturbinen abscheidet. Wenn der Siliziumdioxid-Analysator jedoch die Alarmgrenze (10 ppb) erreicht, ist es oft nicht zu lange, den Kessel zu stoppen, um Wasser zu geben und die gemischten Harzschichten zu regenerieren. Spuren von Siliziumdioxid sind in den Dampf gelangen und in die Gasturbine gelangen.

Lösung

Im Gegensatz zu Online-Siliciumdioxid-Analysatoren werden Online-Bor-Analysatoren häufig als Zero-Verunreinigungs-Überwachungswerkzeug verwendet, um das Lecken von Siliciumdioxid aus dem Ionenentfernungsprozess (z. B. dem Ionenaustauschprozess in einer gemischten Harzschicht) zu kontrollieren. Bevor andere Ionen lecken, wird die Borrate aus der Harzschicht gespült (siehe Abbildung 1). Die Online-Boranalyse kann eine niedrigere 15 ppt-Konzentration von Bor erkennen (siehe Abbildung 2), so dass der Boranalysator nicht nur Siliziumdioxid verhindert, sondern auch schwache Säuren, schwache Alkalien und andere Schadstoffe im Verarbeitungsprozess in den Kessel zu gelangen. Neben der Verhinderung von Siliziumdioxidleckagen und der Verwaltung der Erschöpfung der Harzschicht verwenden Kraftwerke einen einfachen, internen Ansatz, um die Wasserversorgung des Kessels zu akzeptieren oder abzulehnen. Die TOC-Analyse ermöglicht die Messung der Summe von organischen Verbindungen in ionischer und nicht-ionischer Form in Probenwasser. Organische Stoffe in nichtionischer Form können aus dem Behandlungssystem austreten und in Hochdruckkesseln zu korrosiven Säuregasen zerfallen. Hinter dem Entsalzungssystem verwendet das Kraftwerk eine TOC-Analyse, um zu entscheiden, ob Wasser in den Kessel fließen darf, um Dampf in die Gasturbine zu erzeugen. Der interne Standard der Anlage ist TOC <40 ppb. Zu diesem Zeitpunkt stammt die Leitfähigkeit größtenteils von TOC, daher ist der Redundanzparameter die Leitfähigkeit <0,4 μS/cm.

Abbildung 2

　　(a) Der Sievers* Online-Bor-Analyzer überwacht Bor in 1, 2, 3 oder 4 Probenströmen in ultrareinem Wasser mit einem Überwachungsbereich von 15 ppt bis 20 ppb.

(b) Der Online-TOC-Analyzer Sievers*M500 misst den TOC in ultrareinem Wasser mit einem Messbereich von 30 ppt bis 2,5 ppm.

(c) Dynamischer TOC-Messbereich des Sievers*M9 Online- und (d) Sievers*M9 Portable TOC-Analyzers: 30 ppt bis 50 ppm, breiter Messbereich und stabile und genaue Messergebnisse.

Schlussfolgerungen

Ein großes multinationales Stromunternehmen nutzt Online-Überwachungstools, um Anlagenressourcen zu schützen und Wasseraufbereitungsprozesse zu steuern. Dampfreinheit zu gewährleisten, kann die Produktivität erheblich verbessern und Ausfallzeiten erheblich reduzieren, um die Produktion, Verteilung und Vertrieb von Strom und Erdgas zu gewährleisten.

Referenzen

1.Sauer et al., "Bor Entfernung Erfahrungen bei AMD," Ul-trapure Wasser, pp.62-68, Vol.17, Nr.5, 2000 年5/6月

2. Dennis, K. (Intel); Godec, R. (GE Analytische Instrumente); Kosenka, P. (GE Analytical Instruments),”Fortschrittsbericht über neue On-Line-Boranalyse-Forschung,”Executive Forum Proceedings,Watertech 2000 年

3.Sushma Malhotra(AMD), Otto Chan(AMD), Theresa Chu(Balazs Analytical) und AgotaFusko(Balazs Analytical), „Korrelation des Bordurchbruchs gegenüber Resistivität und gelöstem Kieselsäure in einem RO/DI-System“, Ultrareines Wasser, pp.22-26, Vol.13, No.4, 1996 年

4.Wickham, R. (IDT), Godec, R. (GE Analytical Instruments),"Steuerung von Borspiegeln in Halbleiter-UPW mit einem experimentellen OnLine-Bor-Analyzer,"Semiconductor Pure Water and Chemicals Conference,Proceedings,pp 15-33,2001 年

5.Johnson, E. (Mikron), Somerville, K. (Mikron), Godec, R. (GE Analytical Instruments), Dunn, R. (GE Analytical Instruments), „Die Analyse von Bor, kolloidaler Kieselsäure und reaktiver Kieselsäureleckage von primären und sekundären regenerierbaren gemischten Ionenaustauschbetten in einem UPW-System,“ Executive Forum-rum-Verfahren, Watertech 2002 年, Portland, OR.

6.Dunn, R., „Neue analytische Technik fördert die Eliminierung von Kieselsäure in Futter-, Dampf- und Kondensatsystemen“, Präsentiert auf der Internationalen Wasserkonferenz, Pittsburgh, PA, 2002 年10月

7.Godec, Richard, „Verhindern der Freisetzung von Nanomaterialien vom Erschöpfen von Ionen-Austausch-Betten durch die Verwendung eines Online-Bo-ron“, Präsentiert auf der ULTRAPURE WASSER Konferenz, Port-Land, OR, 2011 年11月, von Tall Oaks Publishing, Inc.