Enerji tesislerinde sodyum ölçümü

Uygulama Notu
Enerji no. 03
Enerji tesislerinde sodyum ölçümü
Giriş
Su kalitesi, bir buhar üretim tesisinin verimliliği ve performansı
ve ilgili ekipmanın dayanıklılığı açısından son derece önemlidir.
Günümüzde sodyum konsantrasyonu, enerji tesislerinde buhar
ve su döngüsü sırasında su kalitesini belirleyen en önemli
unsurlardan biri olmuştur. Sodyum analizörü son derece hassas
olduğu için su kimyasalının kalitesiyle ilgili erken uyarı verir,
bu nedenle tesisinizin korunmasında önemli bir araçtır.
Bu belgede, bir enerji tesisindeki farklı uygulamalar ve çevrimiçi
analizörler ile sodyum ölçümünün avantajları ele alınmaktadır.
Buhar
Süper ısıtıcıdan önce buharda yapılan sodyum ölçümü,
muhtemel gerilim korozyonunun güçlü bir göstergesidir.
H.P.
TÜRBİNLER
SiO2
SÜPER
ISITICILAR
İletk.
Na
SiO2
KAZAN
Günümüz enerji tesisinin
yüksek basınç ve sıcaklık koşulları altında, inorganik bileşiklerin buharda çözünmesi
sorunu her geçen gün daha
fazla önem kazanmaktadır.
Süper ısıtma bölümündeki strese bağlı korozyon tehlikesi nedeniyle
sodyum klorür (NaCI) ve sodyum hidroksit (NaOH) gibi sodyum
tuzlarının buharda çözünürlüğü (taşınmanın yanı sıra) özellikle
önemli bir husustur.
Sodyumun, süper ısıtıcıya girmeden hemen önce doğrudan buharda
ölçülmesi günümüzde, süper ısıtıcıdaki muhtemel stres korozyonunun
güçlü bir göstergesi olarak kabul edilir.
Sodyumun, örneğin sülfatlar ile değil de, yalnızca klorür veya hidroksit
anyonlarıyla birlikte bulunması durumunda korozyon meydana geleceği unutulmamalıdır. Klorürler ve hidroksitler aşındırıcıdır, sodyum
ise aşındırıcı değildir. Sodyum yalnızca taşıyıcı görevi görür.
Buhardaki sodyum ölçümü domlu kazandan buhara doğru mekanik
bir taşınma olduğunda bunun mükemmel bir göstergesidir. Özellikle
kazan basıncı düşük olan (40-80 bar) tesisler için, uçucu olmayan
kazan arıtmaları tipik olarak sodyum bazlıdır (örn, sodyum fosfat
tribazik ve sodyum fosfat dibazik karışımı).
Kondensat
Sodyum ölçümü, kondensatlardaki farklılıkların erkenden
anlaşılması ile risklerin minimize edilmesi için tercih
edilen seçenek olmalıdır.
Metal oksit ve iyonik kirletici
maddelerin tüm çalışma
modları sırasında, özellikle
Na
L.P.
DO
de başlatma sırasında ve
İletk.
ISITICILAR
olumsuz durumlarda, buhar
jeneratörüne taşınmasını
azaltacak bir yöntem olan kondensat arıtma, enerji tesisi kimyasal
döngüsünde önemli bir rol oynar.
KONDENSAT
POMPASI
Kondensat arıtmanın avantajları şöyledir:
¢ Kimyasal geçişlerin bir sonucu olarak devreye alma ve
başlatmadaki gecikmelerin azalması
¢ Kondensatör sızıntısı durumunda olduğu gibi kirletici madde
girişi sırasında buhar jeneratörünün korunması
¢ Daha az türbin birikmesi ve faz geçiş bölgesi korozyonu
ile sonuçlanan gelişmiş buhar saflığı
¢ Buhar jeneratörlerine gelen kirletici madde miktarının azalması
ve böylelikle kimyasal temizlik sıklığının en aza indirilmesi
¢ Kimyasal nedenlere bağlı kazan borusu arızaları ortadan
kaldırılabilir
¢ Domlu ve tek geçişli kazanlarda oksijenli arıtma (OT) gibi
kimyasal rejimler için gerekli olan yüksek derecede besleme
suyu saflığı
Uygulama Notu
Enerji no. 03
DEMİNERALİZASYON
TESİSİ
DO
Türb
İletk.
pH
Ca
SiO2
Na
N2 H 4
SU BESLEMESİ
Cl
Ca
Cl2
ORP
HAZIRLAMA
İletk.
Türb
KONDENSAT
POMPASI
TOC
TOC
İletk.
Cu
pH
Na
Na
KONDENSATÖR
Mikr
ARA
VE L.P. TÜRBİNLER
İletk.
TOC
Ca
Na
Cu
Cl2
ORP
Cl
DEGAZÖR
SOĞUTMA
KULESİ
DO
L.P.
ISITICILAR
İletk.
DO
ORP
BESLEME POMPASI
Mo
DO
DO
PO4
SiO2
TEKRAR ISITICI
JENERATÖR
N2 H 4
İletk.
H.P.
TÜRBİNLER
SiO2
pH
SÜPER
ISITICILAR
SiO2
DO
NH3
İletk.
Na
Fe
Cl
EKONOMİZÖR
SiO2
Cu
H.P.
ISITICILAR
KAZAN
Sodyum izleme konumları
Katyonik ve spesifik iletkenlik, su/buhar döngüsündeki karışımları
tespit etmek için sıklıkla kullanılsa da modern tesislerde daha büyük
önem arz eden çok küçük kondensatör sızıntılarını ölçmek için
yeterince hassas değildir. Olası sıcaklık, basınç ve akış sorunları
veya yüksek iletkenlik arkaplan seviyeleri ile birlikte günlük koşullarda minimum anlamlı değişim 0,02 mS/cm olacaktır. Bu da 11 ppb
sodyuma karşılık gelir.
Sodyum analizi ise çok daha hassastır.
POLYMETRON 9245 sodyum analizörü 0,1 ppb’nin altındaki
değerleri doğru şekilde ölçebilir. Bu ölçüm, iletkenlik ölçümüne
göre 100 kat daha hassastır.
Su kalitesi oldukça önemli olduğundan karışımları gösteren erken
uyarılar da büyük öneme sahiptir ve riski azaltmak için tercih edilen
seçenek sodyum ölçümü olmalıdır.
Buhar saflığı, hem buhar hem de kondensattaki sodyum konsantrasyonu ölçülerek ve böylece «sodyum dengesi» belirlenerek daha
doğru bir şekilde değerlendirilebilir. İki konsantrasyon birbirine eşit
olmalıdır. Kondensattaki yüksek bir sodyum seviyesi kondensatör
sızıntısı olduğunu gösterir. Kondensattaki düşük bir sodyum seviyesi
buhar devresinde (ısı aktarımı yüzeylerinde, türbin kanatlarında,
vb.) sodyum birikmesi olduğunu gösterir
Demineralizasyon Tesisi
Katyon reçine yatağının boşalması ve rejenerasyon zamanlaması, çevrimiçi sodyum analizörleri kullanılarak yüksek
hassasiyet ve güvenilirlikle takip edilebilir.
DEMİNERALİZASYON
TESİSİ
DO Türb İletk. pH
Ca
SiO2 Na N2H4
Cl
Bir demineralizasyon tesisinde
çevrimiçi sodyum ölçümü,
iyon değiştirme reçinesi
yönetimi ile ilgilidir.
Sodyum ölçümünün avantajları şöyledir:
¢ Reçine kapasitesinin daha iyi kullanılması
¢ Sodyum açığa çıkması durumlarını en aza indirme
¢ Asit durulamayı optimize etme
¢ Rejenerasyon Döngülerini optimize etme
Katyon reçineleri, sodyum (Na+) gibi katyonları giderir. Katyon
reçine yatağı boşaldığında açığa çıkan ilk katyon sodyumdur.
Katyon reçinelerinden hemen sonra sodyumun ölçülmesi, açığa
çıkma durumunu erkenden haber verir. Doymuş reçine yatağının
kaldırılması ve rejenere edilmiş yeni bir yatak ile değiştirilmesiyle
akışın daha aşağısına yerleştirilen karışık yatak reçinelerinin iyon
değiştirme kapasitesi korunur.
Sodyumun çevrimiçi ölçümü katyon reçinesinin gerektiği gibi
rejenere edilmesini sağlar.
Karışık yatak reçinesinden sonra çevrimiçi sodyum analizi,
besleme tesisine gönderilen demineralize suyun kaliteli
olmasını sağlar.
Karışık yatak reçinesi saf suyun iyi arıtımı için hem katyon hem
de anyon değiştirme reçinelerinden oluşan bir karışımı içerir. Saf
suyun içinde kalan kirleticileri azaltır. Günümüzde, sodyumda 25 ila
35 ppt’ye kadar kirletici iyonlar sağlanabilir.
Burada, nihai su kalitesini izlemek ve doğrulamak için sodyum
analizörleri kullanılır ve bu analizörler son kalite kontrolünü gerçekleştirmiş olur. POLYMETRON 9245 sodyum analizörleri 20 ppt
seviyesine kadar olan nihai suyun kalitesini kontrol etmek için kullanılırlar. Sodyum analizörü kullanılarak iletkenliğin ölçülmesinden
daha erken ve daha yüksek hassasiyet ile uyarı verilir.
¢ Gelecekte yeni kanallar eklenmesi ve 4’e kadar numune hattının
yönetilmesi planlandığında çözümün genişletilebilirliği
¢ Basitleştirilmiş proses görselleştirme ve tek kullanıcı arayüzü
istenir
Yönergeler ve ortak değerler
Enerji tesisi su kimyasalı alanında aktif olan organizasyonların
konuyla ilgili çeşitli önerileri vardır.
Örneğin Avrupa’da VGB yönergeleri (Technische Vereinigung der
Großkraftwerksbetreiber e.V.), teknolojisi tedarikçileri ve kullanıcılarıyla birlikte düzenli olarak yayımlanır.
Fosil enerji tesislerinde aşağıdakiler bulunur:
¢ Düşük basınçlı kazanlar (<60 bar) fosfat arıtımı ile çalışır ve
sodyum seviyeleri yüksektir (5-10 ppb)
¢ Yüksek basınçlı kazanlar (>60 bar) için daha düşük sodyum
seviyelerinde (2-5 ppb) görülen daha kesin su/buhar kalitesi
gerekir.
Nükleer enerji tesislerinde ve özellikle ikincil tarafta fosil yakıtlı tesislerdeki yüksek basınç için gerekli olanlara benzer aralıklar gerekir.
Hangi analizör versiyonu
seçilmelidir?
İki analizör versiyonu mevcuttur: Tek kanallı POLYMETRON 9245
ve çok kanallı POLYMETRON 9240.
Aşağıdaki kriterlerden biri talep edilen önemli bir özellik olarak
öne çıktığında tercih edilecek çözüm olarak POLYMETRON 9245
önerilir:
¢ Yanıt süresi 3 dakikadan az olmalıdır
¢ Kanalların mutlaka ayrılması gereklidir ve numunelerde
200 ppb’den daha yüksek sodyum farkı vardır
¢ Bir kanal ile diğeri arasındaki sıcaklık farklı 20 °C’den
fazla olabilir
¢ Bir numunenin pH değerinin 5’ten küçük olması durumunda,
analizörler numune noktalarına mümkün olduğunca yakın
koyulmalıdır (boru uzunluğunu en aza indirme).
Alternatif olarak, aşağıdaki kriterlerden herhangi biri önemli
olduğunda POLYMETRON 9240 önerilir:
¢ Başlangıç maliyetini, sahip olma maliyetini (ve yedeklerin
maliyetini) ve analizörün kapladığı alanı en aza indirme
Sodyum analizörü bulunan örnekleme paneli
Uygulama Notu
Enerji no. 03
Çözüm HACH LANGE’de:
POLYMETRON 9240
Sodyum Analizörü
Sistem yapılandırması
Autocal ve Harici Numune Okuma Sayesinde Güvenilir Veriler
9240 model analizörün tamamen otomatik kalibrasyonu, kontaminasyon riskini ya da insan hatasını engeller. Sistem, kullanıcı çeşitliliğinden kaynaklanabilecek hataları ve olası numune
kontaminasyonunu ortadan kaldırmak için çok aşamalı kalibrasyon
döngüsünü takip eder. Elverişli bir harici numune alma özelliği,
kullanıcının çalışmayı kontrol etmesine ya da laboratuvar süresini
azaltmak amacıyla tek seferlik proses numunesi ölçümüne imkan
sağlar. Diğer analizörlerden farklı olarak, manuel bir numune (250 mL),
hiçbir boru bağlantısı kesilmeden alınabilir. Numune aldıktan sonra,
analizör otomatik olarak çevrimiçi izlemeye geri döner.
Az Bakım
9240 model analizörün bakımı yapılırken reaktiflerin her 100
günde bir yeniden doldurulması ile reaktif hortumunun ve sodyum
elektrodunun yılda bir değiştirilmesi yeterlidir. Bakım işlemlerini
kolaylaştırmak için adım adım ilerleyen açık talimatlar verilmiştir.
Tam Menülerle Kolay Çalıştırma
Sistemde her bir numune akışı (en fazla 4 kanal) ile ilgili kapsamlı
bilgiler görüntülenir. Entegre bir veri kaydedicisi daha sonraki
erişimler için ölçüm okumalarını, kalibrasyon sonuçlarını ve alarm
bilgilerini saklar. Adım adım ilerleyen bir menü ve alt menü kullanıcıyı tüm yapılandırma, bakım ve sorun giderme işlemleri boyunca
yönlendirir.
POLYMETRON 9240 Çok kanallı Sodyum Analizörü, reaktifler
ve montaj kiti ile birlikte gönderilir. Duvara monte edilen versiyon
veya panel versiyonu olarak gönderilebilir.
DOC043. 94 .30203.Jan14
Otomatik Elektrot Reaktivasyonu
Çalışma ve Yanıt Süresini Optimize Eder
9240 model analizör, sürekli düşük sodyum konsantrasyonu ölçümü
yapıldığında bile en uygun yanıt süresini korumak için otomatik
elektrot reaktivasyonu sağlar. Reaktivasyon işleminde tehlikeli
olmayan kimyasallar kullanılır ve manuel reaktivasyon ya da elektrodun asitle aşındırılması yöntemlerine olan ihtiyaç ortadan kaldırılır.
POLYMETRON 9245 modelinin yanıt süresi 3 dakikadır.