簡介

一家跨國能源公司、全 球電力和天然氣生產巨擘，發現其下屬一家發電廠有二氧化硅沉積問題。沉積物損壞了氣輪機葉片，導致計劃外維修。該公司專長于研發和創新技術的使用，想要了解發電廠問題的根源所在，并尋找一種可持續的解決方案，以防止以后可能再次發生停產，同時維持最 佳發電效率。

發電廠根據市場需求和燃料成本來決定開機和停機。當工廠重新開機時，必須確保蒸汽純度，以便克服開機和停機時的溫度和壓力波動。

問題

發電廠的操作人員發現了發電量下降和氣輪機振動的問題。他們停機并打開氣輪機后，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葉片的邊緣處。發現此問題后，操作人員和研究人員就不得不評估水質和水處理過程。

在鍋爐前面，發電廠使用由陽離子、陰離子、混合樹脂層單元組成的脫鹽系統。發電廠重新評估了控制脫鹽系統再生和保持鍋爐給水純度的監測參數。當發電廠開機和停機時，減少污染物就變得尤其重要，因為在重新開機時，污染物可能進入蒸汽，然后進入氣輪機。

以前，發電廠使用在線型二氧化硅分析儀來監測二氧化硅，防止其進入蒸汽并沉積在氣輪機中。但當二氧化硅分析儀達到報警限值（10 ppb）時，往往來不及停止鍋爐給水和再生混合樹脂層。微量二氧化硅已經泄漏到蒸汽中，并進入氣輪機。

解決方案

與在線型二氧化硅分析儀相反，在線型硼（Boron）分析儀經常被用作零污染監測工具，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，硼率先從樹脂層中洗脫出來（見圖1）。在線型硼分析可以檢測到最 低10 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入鍋爐。除了防止二氧化硅泄漏和管理樹脂層耗盡之外，發電廠還用簡單、內部的方法來決定接受或拒絕鍋爐給水。總有機碳（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化合物總和。非離子形式有機物能夠從處理系統漏出，并在高溫高壓鍋爐中分解成腐蝕性酸氣。在脫鹽系統的后面，發電廠用TOC分析法來決定是否允許水流入鍋爐以產生蒸汽進入氣輪機。工廠的內部標準是TOC<40 ppb。此時電導率大部分來自TOC，因此冗余參數為電導率<0.4 μS/cm。

方程1：電導率和TOC

圖1. 硼、二氧化硅、電阻率的相關性

（a）Sievers?在線硼分析儀監測超純水中1、2、3或4個樣品流路中的硼，

檢測范圍：10 ppt - 100 ppb。

（b）Sievers? M500在線TOC分析儀檢測超純水中的TOC，

檢測范圍：30 ppt - 2.5 ppm。

（c）Sievers? M9在線TOC分析儀的動態TOC檢測范圍：

30 ppt – 50 ppm，檢測范圍廣，結果穩定而準確。

（d）Sievers? M9便攜TOC分析儀的動態TOC檢測范圍：

30 ppt – 50 ppm，檢測范圍廣，結果穩定而準確。

圖2

結論

大型跨國電力公司使用在線型監測工具來保護設備資產、控制水處理工藝。保證蒸汽純凈，就能最 大程度地提高生產效率，最 大程度地減少停機時間，從而確保電力和天然氣的生產、配送、銷售。

參考文獻

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