Les centrales à double cycle

Diagram of two-circuit water-steam reactor

Le système à double circuit représenté ici est constitué du circuit eau-vapeur et du circuit d'eau de refroidissement.

L'eau, le fluide d’opération, est pompé dans le générateur de vapeur (à l'extrême gauche), où il est chauffé par la combustion ou la fission. La vapeur d'eau migre ensuite à travers le système de tuyauterie jusqu’à la turbine et entraîne celle-ci, produisant de l'électricité. Dans le condenseur, la vapeur se condense en émettant de l'énergie thermique et de l'eau de refroidissement. Suite à cela, l'eau est réinjectée dans le générateur de vapeur et le processus recommence.


Réglage de la chimie de l'eau pour une efficacité optimale du réacteur

Les conditions à l'intérieur du générateur de vapeur sont propices à la corrosion et la formation de dépôts, tous deux peuvant réduire considérablement l'efficacité de la centrale. Pour lutter contre cela, la chimie de l'eau doit être optimisée.

D'une part, l'eau doit être ultra-pure, et de l'autre, la concentration en agents de conditionnement ajoutés (par exemple : des phosphates ou d'autre pièges à oxygène), doit être surveillée en permanence.

Les paramètres et les valeurs limites pour l'eau circulant dans le circuit eau-vapeur sont précisément définies, par exemple dans les normes EN 12952(chaudières à tubes d'eau et installations auxiliaires) et L'EN 12953 (chaudières shell)

> Vue d'ensemble des exigences relatives à l' eau d'alimentation de chaudières à vapeur et chaudières à eau chaude ( EN 12953 )

La surveillance de l'eau avec les analyseurs en ligne de Metrohm Process Analytics

Water drop

Si la surveillance continue des concentrations de substances et les valeurs des paramètres est nécessaire, les appareils Metrohm Process Analytics sont le meilleur choix. Ceux-ci surveillent les paramètres requis automatiquement et peuvent être configurés pour déclencher une action spécifique si l'une des valeurs n'est pas dans la fourchette attendue. Ceci permet de réduire vos interventions à un minimum.

Les analyseurs Metrohm Process Analytics sont capables de surveiller un large éventail d'analytes. Ils disponibles sous la forme d'analyseurs nomométhode et monoparamètre très simples et fonctionnels ou comme des analyseurs multiparamètres.

> Trouvez ici un aperçu des analytes qui peuvent être surveillés par colorimétrie avec les instruments Metrohm Process Analytics

L'hydrazine : un fixateur d'oxygène efficace

Alert Analyzer with nuclear power plant in background

L'oxygène dissous est l'un des principaux agents corrosifs dans les circuits d'eau. Le dégazage thermique de l'eau d'alimentation de chaudière élimine une grande partie de cet oxygène, mais de l'oxygène résiduel est toujours présent .

Les agents réducteurs tels que l'hydrazine ou le soufre sont généralement utilisés pour éliminer l'oxygène résiduel chimiquement. Alors que les sulfites ont l'inconvénient d’introduire du sulfate corrosif dans le circuit eau-vapeur, l'hydrazine se décompose seulement en azote et ammoniaque volatile. A titre d' avantage supplémentaire, celui-ci augmente la valeur du pH et abaisse le potentiel de corrosion. Ainsi, le seul inconvénient de l'hydrazine est sa toxicité

La concentration d'hydrazine doit être surveillée de près dans l'eau d'alimentation des chaudières. Les analyseurs ICON sont conçus à cet effet. Ils peuvent déterminer la teneur en hydrazine colorimétrie en seulement dix minutes. La limite de détection est inférieure au µg/L.

>En savoir plus sur la gamme "Plug and Analyze" de Metrohm Analytics Process

 

La silice : pas si inoffensive dans les circuits eau-vapeur

Detail of turbine blade

La présence de niveaux excessifs de silice dans l'eau d'alimentation de la chaudière ou l'eau d'appoint est critique. La silice colloïdale n’est pas retenue par les échangeurs d'ions et est hydrolysée en silice soluble dans la chaudière. En raison de sa volatilité, elle peut entrer dans le circuit de vapeur à des pressions élevées et ensuite se déposer sur les aubes de turbine, en particulier en présence de métaux alcalino-terreux.

La silice peut être déterminée par colorimétrie à des niveaux faibles dans la gamme µg/L, par exemple avec un analyseur ICON.

>En savoir plus sur la gamme "Plug and Analyze" de Metrohm Process Analytics

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Détermination du cuivre par voltampérommétrie

884 Professional VA, semiautomated, for single determinations

Les alliages de cuivre sont maintenant utilisés dans pratiquement tous les condensateurs du circuit eau-vapeur. L'inconvénient est la sensibilité du cuivre et ses alliages à la corrosion par l'ammoniac. Les produits de corrosion résultant initient une nouvelle attaque corrosive. Les composés cuivrés se précipitent déjà à partir de la vapeur d'eau dans les régions à haute pression comme dans les turbines à vapeur et se déposent sur les lames.

Les composés cuivrés sont déterminés voltammétrie selon la norme DIN 38406-16. Aucune préparation des échantillons n'est nécessaire.

Détermination du fer par voltampérommétrie

À des températures élevées, la vapeur réagit avec le fer dans l'acier carboné des chaudières à vapeur. Cela conduit à la formation d'une couche mince de magnétite, un oxyde de fer (II,III), qui protège passivement la surface de l'acier en le protégeant contre la corrosion ultérieure (réaction Schikorr).

Dans des conditions défavorables, la couche de magnétite passivante peut s'écailler, ce qui conduit à des concentrations élevées de fer dans les circuits eau-vapeur. Une détermination régulière de ce fer permet de contrôler non seulement les processus de corrosion, mais aussi la formation et de la destruction de la couche de magnétite protectrice.

La voltampérométrie inverse d'adsorption (AdSV) permet une détection rapide et sensible du fer dans les eaux de traitement du circuit eau-vapeur (l'eau d'alimentation des chaudières, l’eau produites, les condensats) dans les centrales électriques. Ce résultat est obtenu en ajoutant des agents complexants appropriés pour convertir le fer en complexes adsorbables qui sont réduits sur la surface de l'électrode, après un temps de préconcentration défini. Les limites de détection se situant au deçà du μg/L, peuvent être atteintes en utilisant le 2,3- dihydroxynaphtalène (DHN) comme agent complexant.

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Les inhibiteurs de corrosion

Chromatogram of corrosion inhibitors
Des ions de zinc, des phosphates, et des phosphonates sont couramment utilisés comme inhibiteurs de corrosion dans des tuyaux en acier. Si le cuivre et les alliages de cuivre sont en cause, alors les triazoles sont utilisés par exemple le tolyltriazole, le benzotriazole, et le 2-mercaptobenzothiazole. Les composés de cuivre des triazoles sont sujets à l'oxydation et réagissent aussi avec microbiocides qui sont ajoutés. En conséquence, les triazoles doivent être reconstitués, et des déterminations régulières de la concentration du triazole sont nécéssaires régulièrement.

Cela peut être fait par chromatographie ionique avec détection spectrophotométrique.

> En savoir plus sur la chromatographie ionique Metrohm

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Suivi des anions corrosifs : chlorure et sulfate

Chromatogram for chloride and sulfate
Le chlorure cause des puits de corrosion sur les aubes des turbines et des rotors. En combinaison avec du sulfate, elle conduit aussi à la fatigue des matériaux par corrosion et des fissures (CSC). Pour éviter ces effets néfastes, les centrales doivent surveiller ces anions dans le circuit eau-vapeur à l'état de traces.

Vous pouvez le faire en utilisant la chromatographie ionique avec préconcentration en ligne et élimination de matrice.

> En savoir plus sur la chromatographie ionique

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Autres applications et produits

Combustion IC complete system

Combustion IC pour les carburants

Les combustibles fossiles peuvent contenir de grandes quantités de soufre. Lorsque ces combustibles sont brûlés, le dioxyde de soufre (SO2 ) est produit et libéré dans l'environnement, ce qui rend la surveillance de la teneur en soufre des combustibles fossiles indispensable.

Les halogénures provoquent la corrosion dans les circuits de refroidissement des centrales électriques et nécessitent donc un suivi.

Les atomes d'halogène et de soufre peuvent tous deux être déterminés dans des échantillons solides ou liquides, par la méthode de combustion chromatographie ionique (CIC). Dans cette technique, l'échantillon est brûlé, et le gaz résultant est absorbé dans une solution et ensuite analysé par chromatographie ionique .

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Power plant with flue gas

L'épuration des fumées

Pour retirer le CO2 des gaz de combustion, le gaz est traité avec une solution de lavage contenant une amine. Le CO2 acide est chimiquement lié de manière réversible par les amines et est ensuite de nouveau libéré par chauffage, comprimé , séché et liquéfié.

Vous pouvez déterminer l'efficacité de la solution de lavage avec un analyseur ADI 2045TI. Cet analyseur est capable de surveiller plusieurs flux d'échantillons et de déterminer l'efficacité de plusieurs solutions de lavage aminées successivement.

ADI 2045TI Analyseur Process Lire l'application
Detail of turbine

Huiles et lubrifiants pour turbines

Les huiles et les lubrifiants pour turbines sont exposés à des conditions extrêmes dans les centrales électriques. De nombreuses normes internationales définissent les exigences et les méthodes d'essai pour maintenir en service des turbines.

La norme ASTM D 4378 précise que les indices d'acide et de base doivent être déterminés par titrage potentiométrique et que la teneur en eau doit être déterminée par titrage Karl Fischer.

Metrohm titration Karl Fischer titration

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