Introdução

Uma empresa multinacional de energia, gigante mundial de produção de eletricidade e gás natural, descobriu que uma de suas usinas de energia tinha problemas com o depósito de dióxido de silício. Os depósitos danificaram as pás da turbina a gás, resultando em reparações não planejadas. A empresa é especializada no desenvolvimento e uso de tecnologias inovadoras para entender as raízes dos problemas das usinas e encontrar uma solução sustentável para evitar possíveis paradas futuras e manter a eficiência de geração de energia óptima.

As usinas de energia determinam a inicialização e a parada de acordo com as necessidades do mercado e os custos de combustível. Quando a fábrica é reiniciada, é necessário garantir a pureza do vapor para superar as flutuações de temperatura e pressão durante a inicialização e parada.

problema

Os operadores da usina descobriram problemas com a redução da geração de energia e a vibração das turbinas a gás. Depois de pararem e ligarem a turbina, viram um sedimento branco visível, o dióxido de silício de várias espessuras depositado nas bordas das lâminas da turbina. Quando o problema foi descoberto, os operadores e pesquisadores tiveram que avaliar a qualidade da água e o processo de tratamento da água.

Na frente da caldeira, a central elétrica usa um sistema de desalinização composto por unidades de camada de catiões, aniões e resina misturada. A central reavaliou os parâmetros de monitoramento para controlar a regeneração do sistema de dessalinização e manter a pureza da água da caldeira. A redução dos poluentes torna-se especialmente importante quando as usinas estão ligadas e desligadas, porque, quando reiniciadas, os poluentes podem entrar no vapor e, em seguida, na turbina a gás.

Anteriormente, as usinas de energia utilizavam analisadores de dióxido de silício on-line para monitorar o dióxido de silício, impedindo que ele entrasse no vapor e se depositasse em turbinas a gás. No entanto, quando o analisador de dióxido de silício atinge o limite de alarme (10 ppb), muitas vezes não é suficiente para parar a alimentação de água da caldeira e reciclar a camada de resina misturada. Traços de dióxido de silício vazaram no vapor e entraram nas turbinas a gás.

solução

Ao contrário dos analisadores de dióxido de silício em linha, os analisadores de boro em linha são frequentemente usados ​​como ferramentas de monitoramento de poluição zero para controlar o vazamento de dióxido de silício do processo de remoção de íons (por exemplo, processo de troca iônica de camadas de resina misturadas). Antes do vazamento de outros íons, a taxa de boro é lavada da camada de resina (ver Figura 1). A análise de boro em linha detecta concentrações de boro mais baixas de 15 ppt (ver Figura 2), de modo que o analisador de boro não só impede que o dióxido de silício entre na caldeira, mas também impede que ácidos fracos, álcalis fracos e outros poluentes do processo de tratamento entrem na caldeira. Além de evitar vazamentos de dióxido de silício e gerenciar o esgotamento da camada de resina, as usinas de energia também usam métodos simples e internos para decidir se aceitam ou recusam a água da caldeira. A análise do carbono orgânico total (TOC) mede a soma de compostos orgânicos em formas iônicas e não iônicas na água da amostra. Os materiais orgânicos em forma não iónica podem escapar do sistema de tratamento e se decompor em gases ácidos corrosivos em caldeiras de alta temperatura e alta pressão. Por trás do sistema de desalinização, a usina usa a análise TOC para decidir se a água deve ser permitida para a caldeira para gerar vapor para a turbina a gás. O padrão interno da fábrica é o TOC (40 ppb). Neste momento, a condutividade vem principalmente do TOC, portanto, o parâmetro de redundância é a condutividade <0,4 μS / cm.

Figura 2

　　(a) O analisador de boro online Sievers* monitora o boro no fluxo de 1, 2, 3 ou 4 amostras em água ultrapura, com um intervalo de monitoramento de 15 ppt a 20 ppb.

(b) O analisador TOC online Sievers*M500 mede o TOC em água ultrapura, com um intervalo de medição de 30 ppt a 2,5 ppm.

(c) Rango dinâmico de medição do TOC dos analisadores Sievers*M9 online e (d) Sievers*M9 portáteis: 30 ppt-50 ppm, ampla gama de medição e resultados estáveis e precisos.

conclusão

Uma grande empresa multinacional de energia elétrica usa ferramentas de monitoramento on-line para proteger ativos de equipamentos e controlar processos de tratamento de água. Garantir a pureza do vapor pode aumentar a eficiência da produção e reduzir o tempo de inatividade, garantindo assim a produção, distribuição e venda de energia elétrica e gás natural.

Referências

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6.Dunn, R., "Nova técnica analítica promove a eliminação da sílica em sistemas de alimentação, vapor e condensado", apresentado na Conferência Internacional de Água, Pittsburgh, PA, 2002 年10月

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