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簡介

一家跨國能源公司,、電力和天然氣生產(chǎn)巨擘,，發(fā)現(xiàn)其下屬一家發(fā)電廠有二氧化硅沉積問題。沉積物損壞了氣輪機(jī)葉片,，導(dǎo)致計劃外維修,。該公司專長于研發(fā)和利用創(chuàng)新技術(shù)，想要了解發(fā)電廠問題的根源所在,，并尋找一種可持續(xù)的解決方案,，以防止以后可能再次發(fā)生停產(chǎn)，并維持發(fā)電效率,。

發(fā)電廠根據(jù)市場需求和燃料成本來決定開機(jī)和停機(jī),。當(dāng)工廠重新開機(jī)時，必須確保蒸汽純度,，以便克服開機(jī)和停機(jī)時的溫度和壓力波動,。

問題

發(fā)電廠的操作人員發(fā)現(xiàn)了發(fā)電量下降和氣輪機(jī)振動的問題。他們停機(jī)并打開氣輪機(jī)后,，看到了很明顯的白色沉積物,，那是各種厚度的二氧化硅沉積在氣輪機(jī)葉片的邊緣處。發(fā)現(xiàn)此問題后,，操作人員和研究人員就不得不評估水質(zhì)和水處理過程,。

在鍋爐前面,，發(fā)電廠使用由陽離子、陰離子,、混合樹脂層單元組成的脫鹽系統(tǒng),。發(fā)電廠重新評估了控制脫鹽系統(tǒng)再生和保持鍋爐給水純度的監(jiān)測參數(shù)。當(dāng)發(fā)電廠開機(jī)和停機(jī)時,，減少污染物就變得尤其重要,，因?yàn)樵谥匦麻_機(jī)時，污染物可能進(jìn)入蒸汽,，然后進(jìn)入氣輪機(jī),。

以前，發(fā)電廠使用在線型二氧化硅分析儀來監(jiān)測二氧化硅,，防止其進(jìn)入蒸汽并沉積在氣輪機(jī)中,。但當(dāng)二氧化硅分析儀達(dá)到報警極限（10 ppb）時，往往來不及停止鍋爐給水和再生混合樹脂層,。微量二氧化硅已經(jīng)泄漏到蒸汽中,，并進(jìn)入氣輪機(jī)。

解決方案

與在線型二氧化硅分析儀相反,，在線型硼（Boron）分析儀經(jīng)常被用作*監(jiān)測工具,，來控制二氧化硅從離子去除工藝（例如：混合樹脂層的離子交換工藝）中泄漏出來。在其他離子泄漏之前,，硼*從樹脂層中洗脫出來（見圖1）,。在線型硼分析可以檢測到低15 ppt濃度的硼（見圖2），因此硼分析儀不僅能夠防止二氧化硅進(jìn)入鍋爐,，還能防止弱酸,、弱堿、以及處理工藝中的其他污染物進(jìn)入鍋爐,。

圖1. 硼,、二氧化硅、電阻率的相關(guān)性

除了防止二氧化硅泄漏和管理樹脂層耗盡之外,，發(fā)電廠還用簡單,、內(nèi)部的方法來決定接受或拒絕鍋爐給水?？傆袡C(jī)碳（TOC）分析法能夠測量樣品水中的離子形式和非離子形式的有機(jī)化合物總和,。非離子形式有機(jī)物能夠從處理系統(tǒng)漏出，并在高溫高壓鍋爐中分解成腐蝕性酸氣,。在脫鹽系統(tǒng)的后面,，發(fā)電廠用TOC分析法來決定是否允許水流入鍋爐以產(chǎn)生蒸汽進(jìn)入氣輪機(jī),。工廠的內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)是TOC < 40 ppb,。此時電導(dǎo)率大部分來自TOC，因此冗余參數(shù)為電導(dǎo)率 < 0.4 μS/cm。

圖2.（a）Sievers*在線型硼分析儀監(jiān)測超純水中1,、2,、3或4樣品流路中的硼，監(jiān)測范圍是15 ppt - 20 ppb,。（b）Sievers* 500RL在線型TOC分析儀測量超純水中的TOC,，測量范圍是30 ppt - 2.5 ppm。M9在線型（c）和便攜式（d）TOC分析儀的動態(tài)TOC測量范圍是30 ppt – 50 ppm,，測量范圍廣,，測量結(jié)果穩(wěn)定而準(zhǔn)確。 

結(jié)論

一家大型跨國電力公司使用在線型監(jiān)測工具來保護(hù)設(shè)備資產(chǎn),、控制水處理工藝,。保證蒸汽純凈，就能大程度地提高生產(chǎn)效率,，大程度地減少停機(jī)時間,，從而確保電力和天然氣的生產(chǎn)、配送,、銷售,。

參考文獻(xiàn)

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5 Johnson, E. (Micron), Somerville, K. (Micron), Godec, R. (GE Analytical Instruments), Dunn, R. (GE Analytical Instruments), “The Analysis of Boron, Colloidal Silica, and Reactive Silica Leakage from Primary and Secondary Regenerable Mixed Ion Exchange Beds in an UPW System,” Executive Forum Proceedings, Watertech 2002年, Portland, OR.

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7 Godec, Richard, “Preventing the Release of Nano Materials from Depleting Ion-Exchange Beds by Using an Online Boron,” Presented at ULTRAPURE WATER Conference, Portland, OR, 2011年11月, Tall Oaks Publishing, Inc.