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電力設(shè)備蒸汽冷凝水中乙二醇泄漏的早期探測

閱讀:538      發(fā)布時(shí)間:2023-1-3
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背景

 

礦物燃料與核電力設(shè)施使用換熱器,使工藝蒸汽冷凝回到液體形態(tài)。熱交換器的工作原理是,通過從一種介質(zhì)(蒸汽)中轉(zhuǎn)移熱量至另一種介質(zhì)(空氣、水、或乙二醇)中。很多新近的封閉式冷卻水系統(tǒng)、電力設(shè)施使用乙二醇(C2H6O2)作為熱傳遞液體,因?yàn)?strong style="margin: 0px; padding: 0px; outline: 0px; max-width: 100%; box-sizing: border-box; overflow-wrap: break-word !important; visibility: visible;">乙二醇有很高的熱傳遞效率。

 

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雖然乙二醇是超級好的熱傳遞流體,但如果它從冷卻器中泄漏并進(jìn)入冷凝蒸汽中時(shí),會(huì)造成嚴(yán)重問題。在升高的溫度與壓力下,水中乙二醇會(huì)降解為有機(jī)酸,會(huì)酸化冷凝液,導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)快速的腐蝕。有機(jī)酸的增長也會(huì)嚴(yán)重破壞離子交換樹脂床與礦物質(zhì)脫除塔。發(fā)現(xiàn)早期針孔大的熱交換器泄漏,對于保持維護(hù)電力設(shè)施與工藝設(shè)備的完整性,非常重要。雖然很多工廠使用痕量水平的胺來中和,來控制回路的pH,但這些胺常規(guī)地都是按照控制來自二氧化碳溶解產(chǎn)生的碳酸,來給藥的。乙二醇泄漏造成的有機(jī)酸的大量流入,很容易壓垮這種pH控制,并造成冷凝液明顯的酸化。

 

 

 

 

 

 

問題

電廠通常檢測pH與陽離子電導(dǎo)率來監(jiān)測蒸汽回路水的純度。然而,那些參數(shù)并不總是足夠。充分早地探測乙二醇的早期泄漏以預(yù)防顯著的下游問題十分重要。因?yàn)閜H與陽離子電導(dǎo)率的偏離,僅僅在乙二醇分解之后才產(chǎn)生,這些檢測對于探測泄漏來說,經(jīng)常已經(jīng)太晚了。

 

水中乙二醇在熱的高壓蒸汽回路中降解。如果熱交換器中發(fā)生泄漏,這種泄漏的現(xiàn)象在乙二醇降解之前,可能無法通過pH與電導(dǎo)率探測到。在這一點(diǎn)上,工藝設(shè)備(例如:礦物質(zhì)脫除塔、樹脂床、冷凝液拋光器、鍋爐、渦輪機(jī)等)可能已經(jīng)暴露在酸性的冷凝液或蒸汽中。

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乙二醇是一種含碳38.7%的有機(jī)分子,因此能夠使用在線、連續(xù)的總有機(jī)碳(TOC)分析來探測到Sievers® M系列在線TOC分析儀能夠在乙二醇在冷凝液蒸汽中降解之前,更早地檢測到乙二醇的泄漏。

 

 

 

 

 

 

解決方案

在Sievers分析儀進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)室研究中,Sievers M系列TOC分析儀表現(xiàn)出對乙二醇的回收率在97.3%-99.1% ,對于碳含量在0.5-25 ppm 碳 (1.3-64.7ppm 乙二醇)。Sievers M系列TOC分析儀的回收率總結(jié)如下表:

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在圖2中,分析儀顯示出對檢測乙二醇有高的線性響應(yīng)?;诙炕厥章剩?ge;97.3%),與高度的線性(R2=1.0000),Sievers M系列TOC分析儀很適用于檢測冷凝液蒸汽中寬廣范圍的乙二醇濃度。

 

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幾個(gè)著名的組織(EPRI、VGB、與 Eskom)建議100-300 ppb作為蒸汽循環(huán)補(bǔ)給水的合適的背景TOC水平。水或蒸汽循環(huán)中的這個(gè)TOC背景很好地位于Sievers M系列TOC分析儀的檢測水平0.03 ppb之上,同時(shí)這個(gè)TOC背景也足夠低,可以輕松檢測背景TOC濃度之上的乙二醇泄漏造成的TOC偏移。

 

由于乙二醇泄漏造成的事故的成本,從設(shè)備維修與更換、以及停產(chǎn)期間損失的能量產(chǎn)出等方面,可能是成百上千美元。由于乙二醇有毒并有危險(xiǎn),額外的緩和被污染的冷凝水也非常關(guān)鍵。使用Sievers M系列在線TOC分析儀,冷凝蒸汽每2分鐘被分析一次,提供給設(shè)備操作者高解析度的數(shù)據(jù),使用這些數(shù)據(jù),可以快速識別并解決使用乙二醇溶液的熱交換器的泄漏。

 

 

 

參考文獻(xiàn)

 

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