Wasser- Dampf- Kreislauf Überwachung der Onlineparameter und Auswirkung bei Grenzwertüberschreitung

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1 Wasser- Dampf- Kreislauf Überwachung der Onlineparameter und Auswirkung bei Grenzwertüberschreitung Kesselspeisewasser und der W/D-Kreislauf Gelsenkirchen, Dirk Herkelmann E.ON Technologies GmbH

2 Inhalt 1. Onlineparameter 2. Online Messungen 3. Betriebsoptimierung und chadensprävention 2

3 1. Onlineparameter Erforderliche Messungen Was Wo Wie Ionen und Gase z.b. Na, io 2 O 2, H 2, CO 2 hysikalische arameter und TOC Leitfähigkeit, ph Druck, Temperatur, Durchfluss TOC Messung 3

4 1. Onlineparameter im Wasser-Dampf-Kreislauf Conductivity * odium ilica Total Fe Total Cu uperheated or aturated team Make-up and reserve feed water Make-up plant Condenser Dosing Dosing uper Heater Boiler Economiser Chloride Boiler W ater Conductivity + ph ilica odium Hydroxide hosphate Total Iron odium Conductivity Reactive ilica Conductivity - Condenser Outlets or Compartments Extr. ump Conductivity+ Oxygen Ammonia ph odium ilica re-heater Deaerator Feed ump Conductivity + Ammonia Hydrazine Oxygen ph ilica Total Iron Total Copper Key:- = rimary tandard -permanently installed on-line instrumentation (Regular manual analysis if no on-line monitor available) = econdary tandard - on-line or regular manual analysis + = Conductivity (direct and after cation exchange) * = Conductivity (after cation exchange)

5 1. Onlineparameter im Wasser-Dampf-Kreislauf Auszug aus VGB 010: Messpunkte und Art der Messung

6 2. Online Messungen Aufbau des Onlinemesssystems Ausführung der robenahmestelle und der Messleitung robenahmekühler und icherheitseinrichtungen Analysegeräte 6

7 2. Online Messungen -Ausführung der robenahmestelle Ausführug der Messsonde Die Messonde muss in den Fluidstrom hineinragen. Fehlmessungen z.b. im Dampf durch Kondensatbildung an der kälteren Rohrwand vermeiden

8 2. Online Messungen -Ausführung der robenahmestelle Ausführug der Messsonde Beispiel einer doppelt abgesperrten Messonde

9 2. Online Messungen -Ausführung der robenahmestelle Ausführung der Messsonde Isokinetik w = anströmende Fluidgeschwindigkeit v = robengeschwindigkeit w > v : geringere spezifische Konzentration, Messwertabweichung nach unten w < v : höhere spezifische Konzentration, Abweichung nach oben ACHTUNG: Isokinetik ist selten realisierbar!

10 2. Online Messungen - Ausführung der Messstelle Ausführung der Messleitung geeignetes Material (Korrosionsbeständigkeit!) kleiner Durchmesser ~15 mm und möglichst kurze Leitungen, um Totzeiten zu verringern und Ablagerungen zu minimieren Durchmesser: Kompromiss aus reduzierter Turbulenz (= verminderte Reaktion an der Rohrinnenwand) bei gleichzeitig kurzer Verweilzeit Erstabsperrungen (ab N 63 doppelt) pülleitung vorsehen

11 2. Online Messungen robenahmekühlerund icherheitseinrichtungen Aufbau der Messstelle Absperrarmaturen (möglichst doppelt, HD Bereich) robenahmekühler (druck- und temperaturbeständig, geeignetes Material) Temperaturbegrenzer (fail close)! Überdruckabsicherung manuelle robenahme integriert

12 3. Betriebsoptimierung und chadensprävention Bestimmung und Verwendung der entgasten Leitfähigkeit Dampfprobe MD, HD robenahme -kühler manuelle robenahme thermischer Entgaser direkte LF Kationen - LF engaste LF 12

13 3. Betriebsoptimierung und chadensprävention Optimierung Turbinenstart CO 2 verursacht erhöhte Leitfähigkeit Entgaste Leitfähigkeit Direkte Leitfähigkeit Verkürzung des Umleitbetriebs (Kostenreduktion) Direkte Leitfähigkeit, Kationenleitfähigkeit und entgaste Leitfähigkeit als Vergleichsmessung äure Leitfähigkeit (hinter KAT) 22 min. 0.2 µ/cm

14 3. Betriebsoptimierung und chadensprävention CO 2 im ystem CO 2 verursacht erhöhte Leitfähigkeit Detektion Lufteinbruch im Kondensator Rohwasserkontrolle der Vollentsalzung (tandzeit Anioner, Ablaufwerte EDI)

15 3. Betriebsoptimierung und chadensprävention Ermittlung von Tröpfchenmitriss / Carry Over Mitriss von Wassertröpfchen im ausströmenden Dampf aus dem Dampferzeuger Verursacht Ablagerungen in den Dampfleitungen, Vorwärmern und der Turbine Gefahr von pannungsrisskorrosion Verhältnis kann im Versuch z.b. durch Na 3 O 4 Dosierung und Messung des Na Anteils im Dampf im Vergleich zum Kesselwasser ermittelt werden

16 3. Betriebsoptimierung und chadensprävention FAC (Flow Accelerated Corrosion) FAC abhängig von Temperatur, trömungsgeschwindigkeit, Druck etc. Korrosionsvorgänge messbar, da Wasserstoff als Reaktionsprodukt entsteht Messwerte im ppb Bereich: hohe Anforderung an die Messzelle/ das Messgerät

17 3. Betriebsoptimierung und chadensprävention Wasserstoffmessung (mobil) robenahme HD / MD Dampf robenkühler Durchflussüberwachung H 2 - Konzentration in ppb vorhandenes manuelles robenahmeventil H 2 -messung Betriebliche Messung Abwasser

18 3. Betriebsoptimierung und chadensprävention FAC (Flow Accellerated Corrosion) Die Bildung von Magnetit Fe 3 O 4 und Hämatit Fe 2 O erfolgt in mehreren Reaktionsschritten 1) Fe + 2H 2 O Fe OH - + H 2 2) 3Fe H 2 O Fe 3 O 4 + 4H 2 2Fe H 2 O Fe 2 O 3 + 3H 2 Bei hoher Temperatur, in vollständig entgasten (frei von auerstoff) alkalischem peisewasser bildet sich direkt Magenetit (gemäß der sogenannten und schnell ablaufenden chikorr-reaktion) 3) 3Fe(OH) 2 Fe 3 O 4 + H 2 + 2H 2 O

19 3. Betriebsoptimierung und chadensprävention chikorr Reaktion 3 Fe(OH) 2 Fe 3 O 4 + H H 2 O Korrosion der Fe Oberflächen erzeut Oxidschichten (Magnetit) Reaktionsprodukt Wasserstoff messbar

20 3. Betriebsoptimierung und chadensprävention Eisen Wasserstoff - Relation

21 21 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

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