高純蒸汽和高效電力生產(chǎn)的總有機(jī)碳TOC和硼的在線監(jiān)測

一家跨國能源公司、全球電力和天然氣生產(chǎn)巨擘，發(fā)現(xiàn)其下屬一家發(fā)電廠有二氧化硅沉積問題。沉積物損壞了氣輪機(jī)葉片，導(dǎo)致計劃外維修。該公司專長于研發(fā)和創(chuàng)新技術(shù)的使用，想要了解發(fā)電廠問題的根源所在，并尋找一種可持續(xù)的解決方案，以防止以后可能再次發(fā)生停產(chǎn)，同時維持最佳發(fā)電效率。

發(fā)電廠根據(jù)市場需求和燃料成本來決定開機(jī)和停機(jī)。當(dāng)工廠重新開機(jī)時，必須確保蒸汽純度，以便克服開機(jī)和停機(jī)時的溫度和壓力波動。

發(fā)電廠的操作人員發(fā)現(xiàn)了發(fā)電量下降和氣輪機(jī)振動的問題。他們停機(jī)并打開氣輪機(jī)后，看到了很明顯的白色沉積物，那是各種厚度的二氧化硅沉積在氣輪機(jī)葉片的邊緣處。發(fā)現(xiàn)此問題后，操作人員和研究人員就不得不評估水質(zhì)和水處理過程。

在鍋爐前面，發(fā)電廠使用由陽離子、陰離子、混合樹脂層單元組成的脫鹽系統(tǒng)。發(fā)電廠重新評估了控制脫鹽系統(tǒng)再生和保持鍋爐給水純度的監(jiān)測參數(shù)。當(dāng)發(fā)電廠開機(jī)和停機(jī)時，減少污染物就變得尤其重要，因?yàn)樵谥匦麻_機(jī)時，污染物可能進(jìn)入蒸汽，然后進(jìn)入氣輪機(jī)。

以前，發(fā)電廠使用在線型二氧化硅分析儀來監(jiān)測二氧化硅，防止其進(jìn)入蒸汽并沉積在氣輪機(jī)中。但當(dāng)二氧化硅分析儀達(dá)到報警限值（10 ppb）時，往往來不及停止鍋爐給水和再生混合樹脂層。微量二氧化硅已經(jīng)泄漏到蒸汽中，并進(jìn)入氣輪機(jī)。

與在線型二氧化硅分析儀相反，在線型硼（Boron）分析儀經(jīng)常被用作0污染監(jiān)測工具，來控制二氧化硅從離子去除工藝（例如：混合樹脂層的離子交換工藝）中泄漏出來。在其他離子泄漏之前，硼從樹脂層中洗脫出來（見圖1）。在線型硼分析可以檢測到低10 ppt濃度的硼（見圖2），因此硼分析儀不僅能夠防止二氧化硅進(jìn)入鍋爐，還能防止弱酸、弱堿、以及處理工藝中的其他污染物進(jìn)入鍋爐。除了防止二氧化硅泄漏和管理樹脂層耗盡之外，發(fā)電廠還用簡單、內(nèi)部的方法來決定接受或拒絕鍋爐給水。總有機(jī)碳（TOC）分析法能夠測量樣品水中的離子形式和非離子形式的有機(jī)化合物總和。非離子形式有機(jī)物能夠從處理系統(tǒng)漏出，并在高溫高壓鍋爐中分解成腐蝕性酸氣。在脫鹽系統(tǒng)的后面，發(fā)電廠用TOC分析法來決定是否允許水流入鍋爐以產(chǎn)生蒸汽進(jìn)入氣輪機(jī)。工廠的內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)是TOC<40 ppb。此時電導(dǎo)率大部分來自TOC，因此冗余參數(shù)為電導(dǎo)率<0.4 μS/cm。

圖1. 硼、二氧化硅、電阻率的相關(guān)性

大型跨國電力公司使用在線型監(jiān)測工具來保護(hù)設(shè)備資產(chǎn)、控制水處理工藝。保證蒸汽純凈，就能大程度地提高生產(chǎn)效率，大程度地減少停機(jī)時間，從而確保電力和天然氣的生產(chǎn)、配送、銷售。