背景介紹  

鍋爐系統(tǒng)是一個(gè)半封閉的循環(huán)系統(tǒng)，它的工作原理是先將水加熱使其轉(zhuǎn)換為水蒸氣后驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，與此同時(shí)蒸汽冷凝結(jié)成水后繼續(xù)回到系統(tǒng)循環(huán)使用。因此鍋爐水的化學(xué)組成直接影響了鍋爐效率和燃料的消耗。不合理的水處理容易使鍋爐生成結(jié)垢并對鍋爐系統(tǒng)產(chǎn)生腐蝕。水中的雜質(zhì)在高溫的鍋爐管壁上很容易生成結(jié)垢和沉積物。結(jié)垢會(huì)隔離鍋爐管，降低鍋爐加熱效率，在生成同等蒸汽的情況下耗費(fèi)更多燃料。例如，一個(gè)中度結(jié)垢的250HP鍋爐相比一個(gè)“潔凈”的鍋爐，在產(chǎn)能相同時(shí)，每年要多消耗幾千美元的燃料。而且腐蝕會(huì)降低設(shè)備的使用壽命，并需要更多的維修費(fèi)用。

圖 1：鍋爐系統(tǒng)示意圖 

鍋爐系統(tǒng)中的腐蝕會(huì)快速損壞管路導(dǎo)致工廠停產(chǎn)。因此一個(gè)正常運(yùn)作的脫氣器和一個(gè)準(zhǔn)確的化學(xué)水處理方案可以有效解決腐蝕問題，大大延長鍋爐壽命。而有效的鍋爐防腐蝕方案也離不開有效的監(jiān)控方案。

常用的一種技術(shù)是監(jiān)測和控制進(jìn)水的硬度和鐵離子含量。確保水質(zhì)最適宜的化學(xué)組成可以大大降低沉積和結(jié)垢的風(fēng)險(xiǎn)。若您對鍋爐的化學(xué)性質(zhì)不太了解，這種情況下您需要選擇更好的監(jiān)控系統(tǒng)。

鍋爐系統(tǒng)通常由幾個(gè)易被腐蝕的關(guān)鍵部件組成（圖1）。一旦腐蝕發(fā)生在任一部件上，會(huì)大大降低鍋爐的工作效率。目前判斷腐蝕是否發(fā)生的最好方法是監(jiān)測鍋爐水中是否存在有機(jī)物。通過對鍋爐水中總有機(jī)碳（TOC）的檢測，可以很好地檢測系統(tǒng)的完整性及腐蝕情況，避免因腐蝕而產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。

大部分工廠都會(huì)根據(jù)鍋爐工作壓力，對鍋爐進(jìn)水的TOC值設(shè)置一個(gè)最高限值。通常來說，壓力越低，對雜質(zhì)含量控制的要求就越低。大部分水中自然含有的有機(jī)物可以通過離子交換或物理過濾（例如超濾）等方法去除。但部分氧化物，需要額外的步驟才能被去除或降解。

鍋爐腐蝕的諸多重要形成原因中，有一項(xiàng)是因?yàn)槎趸迹–O2）。二氧化碳能以可溶解氣體狀態(tài)進(jìn)入冷凝系統(tǒng)，或者它也能與給水中堿性的碳酸氫鹽及碳酸鹽相結(jié)合。通常脫氣水中往往不含可溶解的二氧化碳。但下方的化學(xué)方程式顯示了碳酸氫鹽或碳酸鹽是如何自然地分解成二氧化碳的。

反應(yīng)1為全部反應(yīng)，而反應(yīng)2的完成度僅為80%。由二氧化碳而導(dǎo)致的侵蝕表征，通常為金屬的缺失，典型的癥狀為管路底部的管壁呈現(xiàn)腐蝕凹槽。在冷凝系統(tǒng)中最易發(fā)生這種情況的是管路的螺紋區(qū)域或者受壓區(qū)域。

圖2顯示了在較長的一段時(shí)間內(nèi)對鍋爐水的一個(gè)監(jiān)測結(jié)果。在這個(gè)工廠里，經(jīng)理對TOC值設(shè)置了一個(gè)限值：80 ppm TOC，在監(jiān)測的這段時(shí)間內(nèi)TOC值一直低于限值。一旦TOC超過了規(guī)定值，操作員會(huì)快速報(bào)告情況并及時(shí)改進(jìn)。

Sievers InnovOx工作原理

Sievers分析儀一直致力于開發(fā)TOC分析的創(chuàng)新技術(shù)，意在為復(fù)雜應(yīng)用提供最為穩(wěn)定的TOC分析儀。Sievers*InnovOx TOC分析儀將技術(shù)創(chuàng)新帶到了一個(gè)新的領(lǐng)域。采用極為有效的超臨界水氧化技術(shù)（SCWO），InnovOx能對幾千個(gè)水樣連續(xù)監(jiān)測而無需重新校準(zhǔn)，也無需儀器維護(hù)或者更換零部件。Sievers InnovOx的操作原理基于濕式化學(xué)氧化技術(shù)，在水樣中加酸和氧化劑。無機(jī)碳通過吹掃可去除，然后水樣在過硫酸鹽和高溫作用下被充分氧化。所產(chǎn)生的二氧化碳由非色散紅外分光光度計(jì)測量。

InnovOx將水樣和氧化劑的混合物加熱到高溫，保證充分氧化并將液體水樣轉(zhuǎn)化為超臨界狀態(tài)。一旦進(jìn)入該狀態(tài)，超臨界水氧化（SCWO）現(xiàn)象就發(fā)生了。這個(gè)創(chuàng)新技術(shù)能達(dá)到99%的氧化效率，從而使TOC測試達(dá)到高的精確度和準(zhǔn)確度。Sievers InnovOx在每次測定結(jié)束時(shí)，也會(huì)去除有問題的樣品基體。因此，氧化副產(chǎn)物、鹽等物質(zhì)不會(huì)在反應(yīng)器、管道和閥中殘留。

總結(jié)

優(yōu)化鍋爐的性能對于減少防護(hù)性的維護(hù)或者維修十分重要，而且能較大化盈利率。超臨界水氧化技術(shù)為目前的TOC檢測技術(shù)提供了創(chuàng)新和更綠色環(huán)保的解決方案。Sievers InnovOx提供可靠、有效的TOC監(jiān)控解決方案，是整套鍋爐水系統(tǒng)*組件。

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