Home / Tài liệu / Kiểm soát trực tuyến pH trong nước siêu tinh khiết – Thách thức với các nhà máy nhiệt điện

Kiểm soát trực tuyến pH trong nước siêu tinh khiết – Thách thức với các nhà máy nhiệt điện

Ngành công nghiệp sản xuất điện luôn quan tâm đến những tiến bộ công nghệ để theo dõi và kiểm soát tốt hơn chất lượng của nước cấp lò hơi, hơi nước ngưng tụ và nước làm mát. Kiểm soát tốt hơn hóa học nước cho phép người vận hành giảm thiểu sự ô nhiễm của các mạng nước lò hơi, điều đó làm giảm tác động của sự ăn mòn và cải thiện hiệu quả chung của nhà máy. pH là một chỉ số chất lượng quan trọng trong nước có độ tinh khiết cao/ ái lực ion thấp được tạo ra cho chu trình hơi. Phép đo pH trực tuyến chính xác cho phép các máy phát điện kiểm soát hiệu quả việc xử lý độ pH.

Câu chuyện của MidAmerican

Công ty Năng lượng MidAmerican luôn hướng tới việc phục vụ hơn 698.000 khách hàng sử dụng điện và hơn 680.000 khách hàng sử dụng khí đốt tự nhiên trong một khu vực rộng 10,600 dặm vuông từ Sioux Falls, SD, tới Khu vực Quad – Cities của Iowa và Illinois với chất lượng dịch vụ tốt hơn cùng với chi phí thấp hơn.

David Dooley, giám sát hóa học tại Trung tâm Năng lượng Neal của MidAmerican, Nhà máy phía bắc Neal, nằm ở phía nam thành phố Sioux, Iowa, có nhiệm vụ bảo vệ các thiết bị của nhà máy. Cụ thể là theo dõi và kiểm soát pH để giảm thiểu sự ăn mòn và giữ cho lò hơi hoạt động hiệu quả trong ứng dụng cho nước siêu tinh khiết.

Trung tâm Năng lượng Neal, Nhà máy phía bắc Neal

Tại đây, Dooley và nhóm của ông đã cẩn thận theo dõi và kiểm soát pH dựa theo Hướng dẫn chu trình hóa học của Viện Nghiên cứu Năng lượng điện (EPRI’s) cho cả chất lượng nước và hơi. Các hướng dẫn đã được thiết lập để bảo vệ các thành phần của chu trình khỏi sự ăn mòn và lắng đọng, bao gồm hệ thống ngưng tụ, hệ thống cấp nước, nồi hơi và tuabin.

Các thông số được theo dõi bao gồm pH, oxy hòa tan, silica, clorua, natri, độ dẫn điện cation và các thông số khác như phosphate, amoniac và hydrazine. Các thông số này được lựa chọn vì chúng liên quan đến tỷ lệ ăn mòn và lắng đọng (oxy hòa tan, pH và silica) hoặc liên quan đến độ tinh khiết của nước và hơi trong chu trình (natri, silica, độ dẫn ion ion, clorua), hoặc liên quan đến hóa chất xử lý được sử dụng mà ảnh hưởng đến các thông số khác (amoniac, hydrazin, phosphate), hoặc kết hợp cả ba loại. Thậm chí một sự thay đổi nhỏ trong các tiêu chuẩn pH có thể nhanh chóng dẫn đến hậu quả là sự ăn mòn và các vấn đề lắng đọng trong ba đơn vị phát điện đốt than từ 20-26 năm trước. Thiệt hai đó gây ra cho các lò hơi không chỉ rút ngắn tuổi thọ thiết bị, tốn kém chi phí bảo dưỡng, gây ra thiệt hai từ việc đóng cửa để sửa chữa một đến ba lò hơi của nhà máy, thậm chí gây ra mối nguy về sự an toàn. Các chi phí liên quan đến việc bảo trì không theo kế hoạch, không thể tránh được, bao gồm: chi phí bảo trì cùng với chi phí mà một phần hoặc toàn bộ nhà máy 950 megawatt không hoạt động do việc sửa chữa.

Thách thức của Dooley là việc luôn cập nhật, giám sát chặt chẽ pH và các thông số quan trọng khác trong suốt chu trình của nhà máy. Hầu hết các thông số, bao gồm pH, được phân tích liên tục bởi các máy phân tích trực tuyến. Có nhiều thách thức liên quan đến việc thu thập kết quả phép đo pH chính xác. Dung dịch có độ dẫn điện thấp (ái lực ion thấp), tiềm ẩn sự hấp thụ CO­2 (làm axit hóa nước), tạo ra các điện tích tĩnh,… gây ra những khó khăn thách thức khi đo pH trong nước siêu tinh khiết. Gây ra vấn đề phức tạp cho MidAmerican, thiết bị phân tích pH trực tuyến quá cũ của nhà máy phản ứng rất chậm với những thay đổi pH. Họ cũng không thể theo dõi với độ chính xác tối thiểu (± 0.05 SU) theo yêu cầu tiêu chuẩn của EPRI để kiểm soát pH.

Hach đã đề xuất cho MidAmerican hệ thống đo pH Hach 8362sc dành cho nước có độ tinh khiết cao. Nhóm MidAmerican đặc biệt quan tâm đến độ chính xác phép đo mà 8362sc mang lại. Hệ thống cũng cung cấp phép đo nhiệt độ chính xác, điều này rất quan trọng để đo pH trong nước có độ tinh khiết cao, cùng với việc lắp đặt và bảo trì dễ dàng. Dooley nhận xét “Hệ thống đo pH mới của Hach đã hoạt động tốt. Nó phản ứng nhanh với những thay đổi pH nhỏ trong mẫu. Chúng tôi dự tính sử dụng hệ thống này cho tất cả các phép đo pH. Tôi sẽ khuyến khích những người vận hành gặp khó khăn trong việc đo pH trong các ứng dụng nước siêu tinh khiết trải nghiệm với 8362sc.”

Hệ thống phân tích pH Hach 8362sc giúp cho việc giám sát pH dễ dàng hơn

Đối với MidAmerican, điều này có nghĩa là việc thay thế tất cả các thiết bị phân tích trực tuyến cũ, hoạt động không hiệu quả bằng hệ thống 8362sc của Hach sẽ đảm bảo tất cả quá trình đo đạc được thực hiện xuyên suốt, nhanh chóng và chính xác.

Hệ thống phù hợp cho các ứng dụng nước tinh khiết

Đo độ pH trong nước có độ tinh khiết cao, độ dẫn điện thấp là vô cùng khó khăn. Ngoài thử thách về độ dẫn điện thấp, các phép đo pH trực tuyến còn phức tạp hơn bởi các nhiễu tiềm ẩn khác như: phóng tĩnh điện, tốc độ dòng không phù hợp, áp suất biến đổi, nhiệt độ biến đổi và nhiễm cầu chất lỏng. Hệ thống giám sát pH nước có độ tinh khiết cao Hach 8362 giải quyết tất cả các thách thức kỹ thuật này thông qua một số giải pháp được áp dụng cho buồng lưu lượng và điện cực.

Buồng lưu lượng:

  • Thân máy bằng thép không gỉ tránh các dòng điện tích và điện tích tĩnh tạo ra nhiễu âm hoặc độ trôi kết quả pH.
  • Thiết kế kín khí loại bỏ sự biến động pH do CO2 từ không khí
  • Dòng chảy nội tuyến thông qua thiết kế và bề mặt được đánh bóng điện loại trừ cả ảnh hưởng của bong bóng khí và sự tích tụ hạt ở bề mặt điện cực
  • Lấy mẫu tại điểm đo lường để tránh dòng chảy trực tuyến
  • Cảm biến nhiệt độ cao cấp cho phản ứng chính xác
  • Nhiệt độ đo gần điện cực pH để bù tối ưu theo tiêu chuẩn ASTM

Điện cực:

  • Chất điện dạng gel và điều áp làm giảm sự rò rỉ KCl.
  • Màng thủy tinh độ dẫn điện thấp đặc biệt trên điện cực hoạt động cho các phép đo chính xác trong nước tinh khiết.
  • Không cần bơm KCl.
  • Bảy thuật toán bù nhiệt độ có thể lựa chọn của người dùng theo tiêu chuẩn ASTM
  • Hiệu chuẩn dễ dàng với buồng lưu lượng không thay thế mà không yêu cầu gỡ bỏ sensor
  • Khả năng quan sát điện cực cho phép kiểm tra sự có mặt của cặn oxit sắt
  • Dây cáp có thể tháo rời để tháo dễ dàng

Tài liệu tham khảo:

1-Hach’s Application note

2-Website: hach.com

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *