Betrieb und die Handhabung des Feinstreinigersystems

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1 Power Generation Perspektiven in der Reinstwasseranalytik 6 News THORNTON Leading Pure Water Analytics Exakte Leitfähigkeits-Temperaturkompensation ein kritischer Faktor Die Leistung einer Feinstreinigungsanlage konnte nicht effektiv überwacht werden, weil die Messfehler zu gravierend waren. Nach Beseitigung der Temperaturkompensationsfehler konnte der tatsächliche Wert bestimmt und die Leistung der Anlage bewertet werden. Zusammenfassung Ein großes Kraftwerk und die Lieferanten seiner Kondensat-Feinstreinigungsanlage (Polisher) stießen auf Probleme, die auf Fehler bei den Kationen-Leifähigkeitsmessungen zurückzuführen waren. Die Messungen wurden bei neuen Kondensatreinigern durchgeführt, erlaubten aber nicht, die Leistung der Feinstreinigungsanlage wirkungsvoll zu überwachen. Erst nach der Beseitigung der Temperaturkompensationsfehler konnte der tatsächliche Wert bestimmt und die Leistung der Feinstreiniger bewertet werden. Das Kraftwerk Vindhyachal Teil einer vor kurzem durchgeführten Erweiterung des Kraftwerks von Vindhyachal in der Nähe von Vinhyanagar, Mahdya Pradesh in Mittelindien, war auch eine neue 500 MW-Anlage mit Kondensatreinigern. Ken Frederick, der Präsident der Ion Exchange Associates, ließ es sich nicht nehmen, die Feinstreinigungsanlagen bei der Inbetriebnahme in Dienst zu stellen. Zur Überwachung der Auslässe jeder einzelnen Austauschersäule wurden Leitfähigkeitsmessgeräte eingesetzt, die den Betrieb und die Handhabung des Feinstreinigersystems unterstützen sollten. Bei der Inbetriebnahme wurde die Messung der Leitfähigkeit nach Kationenaustausch zu einem kritischen Faktor für die Abnahme der Anlagenleistung. Mangelnde Leistung eine echte Herausforderung Bei der Inbetriebnahme des Systems aktivierte Ken Frederick die Leitfähigkeitsüberwachung mit der empfohlenen

2 Ken Frederick, Präsident von Ion Exchange Associates Temperaturkompensation für «verdünnte Säure». Die gemessenen Leitfähigkeiten nach frisch regeneriertem Kationenaustauscher konnten die Vorgaben von weniger als 0,150 µs/cm während bestimmter Tagesabschnitte nicht erreichen. Die beobachteten Werte waren inakzeptabel, da instabil und schwankend. Der zu erwartende Referenzbereich der Leitfähigkeit nach frisch regenerierten Kationen-Austauscherharzen in der H- OR-Form liegt bei 0,056 µs/cm, Werte, die nicht einmal mit frischen Austauscherharzen erreicht wurden. Kens Analyse des Problems Kens Untersuchungen ergaben, dass die Temperatur des Probenflusses durch die Kationensäule und den Leitfähigkeitssensor im Bereich zwischen 40 und 50 C lagen und in Abhängigkeit von der Außentemperatur und den Gerätebetriebsbedingungen schwankten. Dies stellte eine ziemliche Abweichung von der für Leitfähigkeitswerte festgelegten Referenztemperatur von 25 C dar. Fehlerhafte Temperaturkompensation Ken kannte die von THORNTON* veröffentlichte Untersuchung und vermutete richtig, dass die Leitfähigkeitsmessgeräte die Schwachstellen waren. Um die Temperaturkompensation zu überprüfen, wurde ein Eisbad eingerichtet (Kühlung der Probe auf annähernd 25 C). Die Änderung des Algorithmus zur Temperaturkompensation von «verdünnter Säure» auf «Neutralsalz» bewirkte, dass die Leitfähigkeit nach Kationenaustausch wie erwartet in den Bereich von 0,06 0,07 µs/cm fiel. 200CR für hochpräzise Temperaturkompensation Auf Grund dieser Resultate wurde entschieden, die Leitfähigkeitsmessgeräte in einen Probenraum mit «Temperier»- Bädern zu verlegen, um die Temperatur der Probenflüsse auf C abzusenken. Diese Temperierbäder konnten die Probentemperatur beständig nur auf einen Bereich von wenigen Graden um die gewünschte Zieltemperatur von 25 C herum bringen, wobei die Werte auch weiterhin keine zuverlässige Auswertung der Leistung der einzelnen Feinstreinigerbetten zuließen. Seither setzt das Werk Instrumente des Typs 200CR von THORN- TON mit hochpräziser Temperaturkompensation der Kationenleitfähigkeit ein, die nun exakte und von der Probentemperierung unabhängige Leitfähigkeitswerte liefern. Unerwartete Korrosionsschäden Zum einen ergaben sich Leitfähigkeits- Messwerte, die auf eine schlechtere Wasserqualität hinwiesen, als eigentlich vorhanden. Zum anderen konnten gefährliche Temperaturfehler auftreten, die umgekehrt bessere Werte vorgaukelten, als tatsächlich vorhanden. Solche Umstände können zu unerwarteten Korrosionsschäden führen. Messfehler sind verantwortlich für unzählige gravierende Folgen wie: Nichteinhaltung der Gewährleistungsbedingungen bei Kessel und Turbine, mangelnde Leistung im Sinne der Richtlinien von EPRI, VGB oder ASME, Zeitverschwendung bei der Suche nach nicht bestehenden Fehlern, Bediener, die routinemäßig Messungen ignorieren. Aus diesen Gründen hat der Wasserchemiker eines globalen Turbinenherstellers bei den letzten Projekten festgelegt, dass Leitfähigkeitsmessungen mit Geräten von THORNTON durchzuführen sind oder eine sekundäre Probenkühlung vorzusehen ist. * D. Gray und A Bevilacqua, «Evaluating Cation Conductivity Temperature Compensation,» Ultrapure Water, Bd. 16, Nr. 4, April 1999, S. 60ff. MTP01 Leitfähigkeitstransmitter 200CR Herausgeber Mettler-Toledo GmbH Process Analytics Im Hackacker 15 CH-8902 Urdorf Schweiz Bilder MarCom-Archiv CH-8902 Urdorf Schweiz Christ, Schweiz Technische Änderungen vorbehalten. Mettler-Toledo GmbH 02/06 Gedruckt in der Schweiz. 2 METTLER TOLEDO Power News

3 Reinstwasser unterwegs Zuverlässige, mobile Wasserbehandlungsanlagen Mit dem 770MAX, der phure ph-elektrode und dem 5000TOC Sensor können bei geringerem Gerätebedarf ph-messung und TOC Überwachung für Reinstwasser durchgeführt werden. GE Mobile Water in Notfällen Die GE Mobile Water, Inc. (früher: Ecolochem, Inc.), ein Unternehmen der GE Infrastructure, Water and Process Technologies, begründete die mobile Wasserbehandlungsindustrie damit, die Kraftwerksindustrie mit Reinwasser für Notfälle zu versorgen. Um den hohen Anforderungen genügen zu können, entschied sich GE schon vor Jahren, Geräte des Typs 770 von THORNTON zu verwenden. Die hohen Kosten einer Anlagenabschaltung wegen Wassermangels konnte durch die Verwendung einer mobilen Wasserbehandlungsanlage vermieden werden, die schnell lieferbar und als Übergangslösung vorgesehen war. THORNTON 770 für Genauigkeit und rauen Umgang Für eine zuverlässige Reservequelle für hochreines Wasser wurden Geräte benötigt, die widerstandsfähig und exakt waren. Die komplette Anlage musste tausende Kilometer auf holprigen Straßen aushalten. Die Geräte mussten in der Industrie für eine rückverfolgbare Kalib- rierung und Genauigkeit bekannt sein, so dass Gründe für Streitigkeiten über die Wasserreinheit entfielen. THORNTONs herausragende Stellung im Hinblick auf die Präzision bei Reinstwassermessungen für die Halbleiterindustrie waren ein erheblicher Pluspunkt. Ein weiterer Anreiz für den Einsatz der 770er Systeme von THORNTON waren ihre Multiparameter- Fähigkeiten zur Messung von Flussrate, Gesamtdurchsatz, ph-wert, Temperatur und Druck sowie der Leitfähigkeit. Eine jahrelange Kooperation Seit Jahren überwachen und steuern die Original-770PCs von THORNTON den Betrieb dieser mobilen Systeme und den der Anlagen in den Wiederaufbereitungseinrichtungen. Vor fünf Jahren wurde der 770PC mit zwei Sensorkanälen und zwei analogen Ausgängen durch den 770MAX mit sechs Sensorkanälen, einem erweiterten Display und acht analogen Ausgängen ersetzt. Erst vor kurzem wurden die mit dem 770MAX verfügbaren Parameter um den ph-wert in Reinstwasser erweitert, der mit dem phure Sensor gemessen wird, sowie einem Hochleistungs-Sauerstoffsensor, der im ppb-bereich arbeitet, und um Werte des mit dem mit dem 5000TOC gemessenen Gesamtgehalts Organischen Kohlenstoffs ergänzt. Damit war es GE möglich, mehr Messparameter in weniger Gerätebedarf zu packen. Durch GE-interne Veränderungen erweiterte sich das Angebot von 24-Stunden-Notfalldiensten um langfristige externe Wasserbeschaffung, Serviceverträge und Wasserbehandlungseinrichtungen in einem Großteil der Welt. Die Beziehung zwischen Mettler-Toldeo Thornton und GE Mobile Water trägt auch weiterhin zur zuverlässigen Erzeugung von deionisiertem Wasser für die Kraftwerksindustrie bei. Multiparametergerät 770MAX im GE-Truck zur Messung der Reinstwasserwerte. MTP02 Multiparameter-Transmitter 770MAX MTP03 TOC Sensor MTP04 phure ph-sensor MTP05 Hochleistungs-Sauerstoffsensor Anlage für präzise Reinstwassermessungen im Auflieger METTLER TOLEDO Power News 3

4 Neue Messstellen erhöhen Effizienz 770MAX mehr Leistung mit neuer Instrumentierung Das Multiparameter-Instrument 770MAX ermöglicht problemlose Upgrades veralteter und schwacher Instrumentierung in den Bereichen Kraftwerks-Chemie, Wasseraufbereitung und Turbinenkühlung. Viele der in die Jahre gekommenen Werke werden saniert oder sogar wiederbelebt, um die Effizienz zu verbessern und ihre Betriebsdauer zu verlängern. Neuere Werksanlagen, in denen Geräte falsch eingesetzt wurden, benötigen ebenfalls ein dringendes Upgrade. Nachfolgend finden Sie einige Beispiele für Erfahrungen, die Anwender eines 770MAX als Nachrüstgerät machen konnten. Fall 1 Von unsicheren Laboranalysen zu Hochleistungs-Online-Messungen In Texas wurde ein Gas-Dampfturbinenkraftwerk in Betrieb genommen, ohne die Leitfähigkeits-, ph- und Sauerstoff- Sensoren gegen Schlamm und andere Verunreinigungen abzusichern, die beim Anlaufen durch die Probenleitung kamen. Als Folge wurden die Sensoren erheblich verunreinigt, und das Werk musste eine gewisse Zeit lang nur mit Laboranalysen arbeiten, bis die Sensoren ausgetauscht und die Probenleitungen gereinigt waren. Um die Fehler bei den verunreinigten Sensoren zu finden und ihren Austausch zu erleichtern, wurde ein THORNTON 770MAX mit Sensoren für die spezifische und Kationen-Leitfähigkeit, ph-wert und Sauerstoff installiert. Der Wartungsleiter war von den Resultaten sehr angetan und entschied, alle acht ph-sensoren gegen Modelle wie die mit dem 770MAX verwendeten auszutauschen. Da die vorhandene Sauerstoff-Messausrüstung auch weiterhin unzuverlässig und ungenau arbeitete, tauschte er sie gegen einen 770MAX und THORNTON Hochleistungs-Sauerstoff- Sensoren aus. Die Messung dieser kritischen Parameter liefert nun zuverlässige Werte, mit denen das Werk ein zutreffendes Bild seiner Kraftwerks-Chemie erhält. Fall 2 Neue Sauerstoff-Messstellen mit höherer Leistung Ein Kernkraftwerk im Südosten der USA wünschte den Austausch ihrer Sauerstoffmessgeräte im Bereich Kraftwerks- Chemie. Die vorhandenen Instrumente lieferten unterhalb von 5 ppb, dem normalen Funktionsbereich des Werks, nicht im- mer exakte Sauerstoffgehalte. Man testete darum einige Wochen lang den THORN- TON 770MAX und den Hochleistungs- Sauerstoffssensor. Was sofort auffiel, waren die seltenen und kostengünstigen Wartungsarbeiten. Bereits in der Testphase mündete die konsistente Leistung der THORNTON Instrumente in die Entscheidung, die vorhandene Ausrüstung zu ersetzen. Die Resultate waren derart positiv, dass das Werk sofort alle acht Messstellen austauschte, die nun bequem mit zwei 770MAX Geräten gesteuert wurden und mit ihrem geringen Platzbedarf kaum auffielen. Seitdem wurde in diesem Werk ein weiterer 770MAX mit 4 zusätzlichen Sauerstoffsensoren sowie ein ähnliches System für das Schwesterwerk gekauft. Fall 3 Modernisierung von 24 O 2 -Messstellen durch 770MAX Eine ähnliche Situation bestand bei einem Kraftwerk an der Ostküste der USA, in dem bei sehr hohem Druck der Sauerstoffgehalt einen kritischen Parameter darstellte. Die vorhandene Ausrüstung war in die Jahre gekommen und lieferte nur bei hohem Arbeitseinsatz vernünftige Messergebnisse. Es wurde ein Testlauf mit Ausrüstung von THORNTON durchgeführt, der man eine ausgezeichnete Leistung bescheinigte. Das Werk tauschte alle 24 Sauerstoff- Messstellen gegen entsprechende 770MAX und Hochleistungssensoren aus. METTLER TOLEDO Power News 4

5 Fall 4 72 Leitfähigkeits-Messstellen mangels Effizienz und Unzuverlässigkeit ausgetauscht Ein Werk im Südosten der USA hatte sich entschlossen, ein Upgrade bei 72 Stationen zur Leitfähigkeitsmessung durchzuführen. Die vorhandene Ausrüstung war alt und bedurfte häufiger Wartung, der man am Ende aber auch kein Vertrauen mehr schenken durfte. Bei der Bewertung der Ersatzoptionen war die einfache Handhabung der Smartsensoren für den 770MAX von THORNTON ein wichtiger Faktor. Die intelligenten Smartsensoren zur Messung der Leitfähigkeit machten eine manuelle Eingabe der Zellkonstanten und eine Temperaturkalibrierung überflüssig. Der 770MAX benötigte zudem wesentlich weniger Einbauvolumen, da jetzt an jeden Transmitter vier Sensoren angeschlossen werden konnten. Die 770MAX Instrumente liefern jetzt an den 72 Probeentnahmepunkten zuverlässige Leitfähigkeitsmessungen. Später wurde weitere Ausrüstung für ph- und Redox- Messungen an anderen Stellen geordert, außerdem THORNTONs Leitfähigkeitssensoren mit 4- Pol-Messzellen für die Messung hoher Leitfähigkeiten in der Abwasseraufbereitungsanlage. Erhebliche Einsparungen werden mit der 770MAX-Plattform für mehrere Parameter erreicht, da durch sie die Bereiche Dokumentation, Installation, Betrieb, Kalibrierung, Wartung und Schulung standardisiert werden. Der THORNTON 770MAX kann beeindruckende Erfolge bei Nachrüstungen und Upgrades von Kraftwerksanlagen aufweisen. Und er kann auch neuere Optionen wie die Berechnung des ph-werts aus der spezifischen und Kationenleitfähigkeit mit höherer Genauigkeit durchführen, als dieser Wert von ph-elektroden unter normalen Betriebsbedingungen gemessen werden kann. Der 770MAX kann zudem die CO 2 - Konzentration aus der Messung der Kationen- und Leitfähigkeit nach Entgasung berechnen, und dabei helfen, Lecks im Kondensator aufzuspüren. THORNTON 770MAX Anzeige von spezifischer und Kationenleitfähigkeit, berechnetem ph-wert auf Basis der Leitfähigkeit und Sauerstoff MTP06 Multiparameter-Transmitter 770MAX 5 METTLER TOLEDO Power News

6 Dienstleistungen nach Maß Fit in allen Disziplinen Den ersten Schritt zu genauen Messresultaten haben Sie mit dem Kauf eines Gerätes von METTLER TOLEDO bereits getan. Denn zuverlässige Resultate, robuste Qualität und eine lange Lebensdauer können Sie von uns erwarten. Machen Sie auch den zweiten Schritt und nutzen Sie unseren ServiceXXL. Mit ServiceXXL können Sie den Nutzen Ihrer METTLER TOLEDO Produkte optimieren und von der langjährigen Erfahrung von METTLER TOLEDO profitieren. ServiceXXL ermöglicht mit den verschiedenen Dienstleistungen eine ganzheitliche Lösung Ihres Arbeitsprozesses. Ob aktuelle Anwenderberichte oder die Möglichkeit des Outsourcens von Leistungen an METTLER TOLEDO bis hin zum umfassenden Solution Consulting: ServiceXXL kombiniert mit den Produkten von METTLER TOLEDO ermöglicht es Ihnen, sich auf das Wesentliche zu konzentrieren: «Ihre» Arbeit. ProTalk 2006 Seminare und Workshops METTLER TOLEDO bietet Ihnen eine Vielzahl von Workshops und Seminaren an. Wir vermitteln Ihnen praxisnah theoretische und praktische Kenntnisse nach den neuesten Standards. Städteseminare Auf Grund der hohen Nachfrage finden 2006 wieder unsere beliebten Städteseminare statt auch in Ihrer Region. Erkundigen Sie sich jetzt schon und sichern Sie sich Ihren Platz. Vor-Ort-Schulungen Auf Anfrage führen wir auch individuell auf Sie zugeschnittene Vor-Ort-Schulungen durch. Lassen Sie sich beraten! Telefonisch unter 0641/ oder per an Mettler-Toledo GmbH Prozessanalytik Ockerweg 3, D Gießen Tel Fax Mettler-Toledo Ges. m. b. H. Südrandstraße 17, A Wien Tel Fax infoprocess.mtat@mt.com Workshops Außerdem bieten wir Ihnen in Gießen oder in Ihrer Nähe eine interessante Auswahl an Workshops zu folgenden Themen an: ph-wert Leitfähigkeit Sauerstoff Trübung TOC (Total Organic Carbon) Die aktuellen Termine erfahren Sie unter wo Sie auch den kompletten Seminarkalender herunterladen und direkt online buchen können. MTP07 Pro Talk Programm Mettler-Toledo (Schweiz) AG Im Langacher, Postfach CH-8606 Greifensee Tel Fax info.ola.ch@mt.com Besuchen Sie uns im Internet