A causa della crescente domanda del settore per una produzione di energia più efficiente e dell'aumento delle pressioni di esercizio nelle moderne caldaie, la necessità di misurare e controllare le concentrazioni di silice (Si) è più cruciale che mai. Concentrazioni eccessive di silice nell'acqua di alimentazione della caldaia possono causare depositi sulle pale della turbina e sui tubi della caldaia. Questi depositi provocano punti caldi localizzati che riducono l'efficienza di scambio termico e devono quindi essere evitati.
Questa Application Note di processo descrive in dettaglio l'analisi online della silice nell'acqua di alimentazione della caldaia. Ciò si ottiene tramite fotometria differenziale utilizzando un modulo cuvetta termostatico all'avanguardia per evitare il contatto del campione con il rivelatore. Questo metodo offre diversi intervalli di concentrazione per la silice: 0–50 μg/L e 0–1 mg/L o superiore.
In combinazione con il sistema di controllo distribuito (DCS) della centrale elettrica, il monitoraggio online di questo analita mediante un analizzatore di processo garantisce che il ridimensionamento possa essere controllato prima che influisca sull'efficienza della centrale, riducendo in definitiva i tempi di fermo e i costi di manutenzione.
La silice, nota come biossido di silicio, comprende più del 10% in massa della crosta terrestre [1]. Viene utilizzato in una varietà di applicazioni dalla microelettronica (nella produzione di wafer) ai componenti utilizzati nell'industria alimentare. Nell'industria energetica, la silice non è così apprezzata ed è considerata una delle principali impurità che causano incrostazioni e depositi della caldaia sulle pale delle turbine a vapore. Il calcare della caldaia è causato dalle impurità che precipitano dall'acqua e formano depositi sulle superfici di trasferimento del calore. Man mano che la scala si accumula nel tempo, riduce le velocità di trasferimento del calore. Ciò porta a punti caldi locali che causano il surriscaldamento e la rottura dei tubi della caldaia, provocando costose interruzioni della caldaia. Inoltre, l'incrostazione della caldaia non trattata riduce l'efficienza della caldaia a causa del ritardo del calore e aumenta i costi di esercizio a causa di spurghi della caldaia non programmati e più frequenti. Il ridimensionamento sulle pale delle turbine dello statore provoca cambiamenti nelle velocità del flusso di vapore e una riduzione della pressione che diminuisce l'efficienza e la capacità di uscita di una turbina a vapore.
A causa della crescente domanda del settore per una produzione di energia più efficiente e dell'aumento delle pressioni di esercizio nelle moderne caldaie, la necessità di misurare e controllare le concentrazioni di silice è più cruciale che mai. L'acqua di alimentazione della caldaia è il punto di monitoraggio più critico e maggiore è la pressione nella caldaia, minore dovrebbe essere la concentrazione di silice. Altri punti di campionamento (Figura 1) includono l'interno delle caldaie a tamburo e l'acqua che ritorna alla caldaia dal condensatore per garantire che i limiti della silice rientrino nelle specifiche. La silice svolge anche un importante ruolo di controllo del processo nell'impianto di demineralizzazione in cui l'acqua demineralizzata viene prodotta e lucidata dalle acque sotterranee o superficiali. Un aumento della concentrazione di silice o una svolta della silice suggerisce un letto di scambio ionico esaurito ed è un indicatore di controllo per una rigenerazione tempestiva.
Metrohm offre un'ampia gamma di analizzatori di processo adatti per monitorare la silice da livelli bassi di ppb (μg/L) a livelli elevati di ppm (mg/L). Il 2029 Process Photometer di Metrohm Process Analytics (Figura 2) è lo strumento più diretto e facile da usare per farlo online.
Il monitoraggio online del contenuto di silice è possibile con il f2029 Process Photometer (figura 2) o con 2060 TI/2035 Process Analyzers (figure 3 e 4, rispettivamente) di Metrohm Process Analytics. La silice è determinata mediante fotometria differenziale con il metodo del blu di molibdeno. Tutti questi analizzatori di processo utilizzano un modulo cuvette termostatato all'avanguardia per evitare il contatto del campione con il rivelatore.
| Parametri | Range |
|---|---|
| Silice | 0–50 μg/L (ppb) o 0–1 mg/L (ppm) |
Gli analizzatori di processo di Metrohm Process Analytics possono essere combinati con accessori intelligenti e versatili (ad es. sensori) per requisiti multiparametro: vale a dire durezza, cloro, cloruro, sodio, ammoniaca, pH, conducibilità e metalli come ferro, alluminio e rame, per dirne alcuni.
- Risparmia denaro riducendo i tempi di fermo: l'analizzatore invia allarmi per valori fuori specifica che informano prima l'operatore
- Proteggere le risorse aziendali di valore (ad es. tubi, PWR e turbine, che sono soggette a ridimensionamento)
- Elevata precisione per limiti di rilevamento inferiori della silice
- Flörke, O. W.; Graetsch, H. A.; Brunk, F.; et al. Silica. In Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry; Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Ed.; Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA: Weinheim, Germany, 2008; p a23_583.pub3. https://doi.org/10.1002/14356007.a23_583.pub3.
Condividi l'applicazione
Download PDF