第十七章——蒸汽纯度的测量

苏伊士集团的锅炉水处理内部处理程序提供了非常有效的防止腐蚀和结垢,以确保最佳的性能和可用性蒸汽系统同时减少总拥有成本和环境足迹通过节约能源和水。

• 杂质
• 蒸汽纯度测量的方法
• 代表蒸汽取样

精确测量蒸汽纯度至关重要识别潜在的或现有的蒸汽纯度问题的原因在现代锅炉的植物。原因之一是过热蒸汽涡轮机有极低的蒸汽对固体污染。幸运的是,技术可用来确定蒸汽污染十亿分之几的范围来满足大多数系统的要求。测试结果可以确定改变锅炉操作蒸汽纯度的影响。

杂质

杂质在蒸汽可以固体、液体或气体。固体通常是溶解在水滴或存在灰尘。因为水处理实践,大多数锅炉给水的可溶性化学成分转化为钠盐,大多数固体在蒸汽钠盐,少量的钙,镁,铁,铜也在场。

气体成分常见的低压蒸汽(少于2000 psig)氨、二氧化碳、氮、胺和硅。其中,只有石英导致的困难通常与不洁净蒸汽有关;其他选民关心的只在他们干扰测量蒸汽纯度。

蒸汽纯度测量的方法

几种方法测量蒸汽纯度的存在和使用多年。每个有其独特的优势。

电导率

电导率是最常用的方法之一。样品的电导率,以microsiemens(µS)或姆(µmho)正比于样品中离子的浓度。进行在蒸汽锅炉水时,溶解的固体污染物蒸汽锅炉水,内容和蒸汽样品电导率增加。增加测量提供了一种快速、合理精确的方法来确定蒸汽纯度。

使用电导率的缺点之一是,一些常见气体蒸汽(如二氧化碳和氨)在水中电离的解决方案。即使在极低的浓度,它们干扰通过增加电导率测量溶解固体。这种干预可以明显的在一个高纯度蒸汽样品。

例如,在一个示例包含小于1 ppm溶解固体,电导率的范围可能在1.0 - -2.0µS。任何氨和二氧化碳的存在在这个示例显著增加了电导阅读:

• 氨氨的8.0 -9.0µS ppm
• 二氧化碳由5.0µS ppm的二氧化碳

这些气体是一种溶解固体。为了获得一个合适的测量的溶解固体,必须确定每个气体的影响,和电导率读数必须纠正他们的存在。当样品的氨和二氧化碳含量是已知的,准确的电导率校正曲线可以获得允许适当的修正。

设备是可用的德加电导测量前一个示例。Hydrogen-form阳离子交换树脂柱使用氨和胺减少到可以忽略的水平。阳离子电导率分析程序应用这项技术制造酸性物质检测阴离子,如氯化物、硫酸盐和醋酸盐。他们还利用高含氢离子电导的解决方案。这些解决方案有一个电导率几倍的解决方案与同等浓度的离子形成的中性盐(图丹麦队)。

Larson-Lane分析仪(图17-2),浓缩蒸汽样品通过hydrogen-form阳离子交换树脂柱。该树脂柱去除氨、胺、氢氧化钠的样本。然后样品流经一个重沸器,清除二氧化碳。电导率是衡量这个过程后,也可以测量分析仪的进口和离子交换柱出口。当电导率测量三个点,一个相当完整的蒸汽组成。

钠离子示踪技术

另一个常用的方法来测量蒸汽纯度是钠示踪技术。这项技术是基于这一事实的总固体量比钠蒸汽总固体量的比率是一样的在锅炉水钠为所有,但最高压(大于2400 psig)锅炉系统。因此,当锅炉水总固体钠比,总固体量的蒸汽可以准确地评估钠含量的测定。因为钠构成了大约三分之一的总固体量在大多数锅炉水,可以准确地测量在极低的浓度,该方法的蒸汽纯度测试已经在大量的非常有用的植物。

钠离子分析仪。仪器最常用于测量钠钠离子分析仪(图相信你)。类似于一个pH电极的选择性离子电极用于测量蒸汽的钠含量样品。

在典型操作,监管的代理氢氧化铵等添加到监管的冷凝蒸汽样品提高pH值,消除氢离子干扰的可能性。水库存储条件样本和提要以恒定流量的钠离子电极和参比电极。测量电极信号与参考电极电位和转化为钠离子浓度,显示在仪表和记录设备提供。

好的结果与不同的钠离子分析仪已报告。根据制造商,仪器操作的浓度范围十亿分之0.1到100000 ppm的钠离子十亿分之0.1的敏感性。每周的基础上调整,这些工具是很有价值的连续、长期测试和监控。

验收的钠离子分析仪作为一种准确、可靠的蒸汽纯度评价结果表明仪器广泛使用连续监测和现场测试。许多蒸汽发电厂已经从之前接受了钠离子分析方法以提高准确性。

尽管钠离子分析仪测量总污染,他们不显示快速钠浓度的变化。这是由于电极反应的滞后和水库的稀释效应,抑制了锋利,瞬时变化的条件。因此,峰值超过锅炉保证限制或已知的延滞范围可能不会出现在分析仪。这将影响测试结果的解释。

火焰发射光谱法和火焰分光光度计测试。火焰分光光度计测试快速操作条件的变化更敏感,检测峰值在固体浓度。火焰发射光谱还提供了精确测量低ppb范围尽管快速变化。两种方法都不适合连续、无人值守监控。

钠的解释测试结果。确切的钠比溶解固体在蒸汽锅炉水,因此可以确定为每个工厂但是是大多数植物(即约1:3。为每个0.1 ppm的钠蒸汽有大约0.3 ppm的溶解固体存在)。

最初,使用蒸汽纯度钠示踪技术的评价需要收集样品瓶并把它们运送到实验室进行分析。这项技术仍然是一个有价值的工具,用于测量蒸汽纯度。样品聚集在特殊laboratory-prepared聚乙烯瓶,和护理是采取防止污染。

在首选抽样程序,三个或四个样品是15分钟的时间内,以确保抽样代表。如果有多余的蒸汽的固体,瓶子样品用于定义的范围的问题之前实现连续分析程序的移植研究。瓶子的样品也可以用来监测定期蒸汽纯度。

经验表明,固体含量低见0.003 ppm可以测量与装瓶样品或厂内的测试。

阴离子分析

偶尔,它感兴趣的是确定的阴离子(氯化物、硫酸盐、醋酸纤维素等)的蒸汽。脱气离子导电率提供了一种测量总离子浓度的样品。此外,chloride-specific离子电极和离子色谱法用于检测低水平的特定的污染物。

代表蒸汽取样

为了确保准确分析,样品必须真正的蒸汽产生的代表。当抽样程序不正常后,蒸汽纯度评价是很少或根本没有价值的。

抽样喷嘴推荐的ASTM和ASME已经使用了许多年。喷嘴有港口间隔以这样一种方式,他们样品蒸汽管道的横截面区域。说明这些喷嘴可以发现在标准ASTM D 1066,“标准抽样蒸汽法”和ASME PTC 19.11。场蒸汽的研究表明,采样喷嘴的设计除了这些经常未能提供一个可靠的蒸汽样品。

等速流建立当进入采样喷嘴蒸汽速度等于头蒸汽的速度。这个条件有助于确保代表抽样测试结果更可靠。许多喷嘴的等速采样率不符合ASME和ASTM规范不能确定。

准确的抽样过热蒸汽饱和蒸汽样本中没有遇到了问题。钠盐的溶解度降低蒸汽蒸汽温度降低。如果过热蒸汽逐渐冷却,因为它流经样品线,固体样品线表面沉积。为了消除这个问题,可以在抽样点减热蒸汽。