双回路发电厂

Diagram of two-circuit water-steam reactor

此处的双回路系统由水蒸气回路和冷却水回路组成。
水作为流动介质,被泵入最左侧的蒸汽发生器,然后通过裂变或燃烧加热。随后水蒸汽通过管道系统到达涡轮发动机,驱动发动机产生电能。在冷凝器中,水蒸汽通过释放热能凝结变为冷却水。在此之后,冷却水返回蒸汽发生器,以上过程重新开始。


调整水的化学性能达到最优的反应器效率

蒸汽发生器内的条件如果利于发生腐蚀和形成沉积,都将大大降低电厂的效率。为了消除这些因素,必须对水的化学性质进行优化。

一方面,水必须是超纯水,另一方面添加的调节剂的浓度,例如硫酸盐或氧气清除剂,必须进行持续监测。

在水蒸气回路中的循环水参数和限值是精确限定的,例如在标准EN 12952(水管锅炉和辅助设备)和EN 12953(锅炉)中就对其有限定。

> 蒸汽锅炉水和热水锅炉水的要求概述(EN 12953)

利用瑞士万通在线分析仪进行水的在线化学监测

Water drop

如果需要持续检测物质浓度和参数值,那么瑞士万通在线分析仪器将是最好的选择。这些仪器可以对所需的参数进行全自动监测,如果某个数值不在预期范围内,就会触发特定的行动。这将使人为干涉的影响降到最低。

瑞士万通在线分析仪可以监测众多的分析物,易于作为单参数、单方法或者多参数仪器使用。

> 点此了解可使用瑞士万通在线分析仪器进行比色监测的分析物

肼:一种有效的氧气清除剂

Alert Analyzer with nuclear power plant in background

溶解氧是水循环中的主要腐蚀剂之一。锅炉给水的热除气可以除掉大部分的氧气,但是残留氧气仍然存在。

还原剂,如肼或亚硫酸盐通常用于化学除氧。在水蒸气回路中亚硫酸盐的缺点是生成腐蚀性的硫酸盐,肼则仅能降解为挥发性的氮气和氨气。肼的更一个好处是提高了pH值,从而降低了腐蚀电位,它的唯一缺点是有毒性。

必须对锅炉给水中的肼浓度进行密切监测,ICON 在线分析仪就是用于此目的的理想选择,它可以在十几分钟内对肼含量进行比色测定。检测限低至µg/L级。

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二氧化硅:在水蒸汽回路中并非无害

Detail of turbine blade

锅炉进水或给水中存在过量的二氧化硅是很危险的。胶体二氧化硅在离子交换器中不能保留,在锅炉中水解为可溶的二氧化硅。由于二氧化硅具有挥发性,它可以在高压下进入蒸汽回路,沉降在涡轮叶片上,尤其是碱土金属表面。

利用ICON 在线分析仪,通过比色法可以检测到µg/L范围的二氧化硅。

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伏安极谱法测定铜含量

884 Professional VA, semiautomated, for single determinations

如今所有水蒸气回路的冷凝器几乎都使用铜合金,缺点是铜较敏感,其合金易被氨腐蚀。形成的腐蚀产物易进一步激发腐蚀。铜化合物在蒸汽涡轮的高压区从蒸汽中沉淀出,并沉积在叶片上。

按照DIN 38406-16标准对铜化合物进行伏安极谱法测定,无需进行样品制备。

> 了解更多关于伏安极谱法测定铜

利用伏安极谱法测定铁含量

在高温下,蒸汽与蒸汽锅炉碳钢中的铁反应,形成薄薄的一层二、三价铁的氧化物,将不锈钢表面钝化,阻止其进一步腐蚀(Schikorr 反应)。

在不利条件下,具有抑制作用的铁层可能会脱落,导致水蒸气回路中的铁离子浓度提高。常规铁离子测定不仅包括腐蚀过程,而且包括铁保护层的形成和破坏过程。

吸附溶出伏安极谱法(AdSV)为电厂提供了快速、灵敏的水蒸汽回路水中铁离子的检测方法(锅炉用水,补给水,冷凝水)。通过添加合适的络合剂将铁转变为可吸附复合物,特定时间后富集在电极的表面。使用2,3-二羟基萘(DHN)作为络合剂可以获得低于μg/L的检测限。

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腐蚀抑制剂

Chromatogram of corrosion inhibitors
锌离子、磷酸盐和膦酸盐是不锈钢管中常用的腐蚀抑制剂。当含有铜或铜合金时,三唑化合物,例如甲基苯并三氮唑,苯并三氮唑和2-巯基苯并噻唑,常用于抑制腐蚀。三唑铜化合物易于氧化,并与添加的杀菌剂反应。因此需要补充三唑化合物,并定期测定三唑化合物的浓度。

这可以利用离子色谱紫外检测器测定。

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腐蚀性阴离子的监测:氯化物和硫酸盐

Chromatogram for chloride and sulfate
氯化物会导致涡轮叶片和转子的点状腐蚀,与硫酸盐结合后,也会导致腐蚀疲劳和应力腐蚀裂痕(SCC)。为了防止这些有害影响,电厂必须监测水蒸气回路中的这些阴离子至痕量的水平。

可以利用离子色谱法的在线预浓缩和基体消除技术进行测量。

> 了解瑞士万通离子色谱

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更多应用和产品

Combustion IC complete system

燃料的燃烧炉离子色谱法

化石燃料包含大量的硫化物。当这类燃料燃烧时,会产生二氧化硫(SO2)释放到环境中,因此检测化石燃料中的硫含量非常必要。

在电厂的冷却回路中卤化物会加速腐蚀,因此需要进行监测。

固体和液体样品中的硫和卤素都可以通过燃烧炉离子色谱进行检测。在这项技术中,样品被燃烧,产生的气体被溶液吸收,然后利用离子色谱进行分析。
 

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Power plant with flue gas

烟气净化

用含胺的吸收液处理烟气,除去烟气中的CO2。酸性CO2与胺的化学结合是可逆的,经过加热、压缩、干燥和液化后会重新释放出来。

利用ADI 2045TI过程分析仪可以测定吸收液中CO2的键合能力。这款分析仪可以监测多个样品流,连续测定多个胺吸收剂的CO2键合能力。

ADI 2045TI 过程分析仪 阅读应用报告
Detail of turbine

涡轮机和润滑油

发电厂的涡轮机和润滑油都暴露在极端条件下。许多国际标准都定义了涡轮机的维修要求和测试程序。

ASTM D 4378标准规定,酸值和碱值用电位滴定法测定,水份含量用卡尔费休滴定法测定。

瑞士万通滴定技术 卡尔费休滴定

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