Đo lường Silica trong chu trình hơi nước và quá trình khử khoáng

Sự phát triển của các nhà máy nhiệt điện hiện đại sử dụng các loại lò hơi mới cho phép áp suất vận hành ổn định cao hơn. Điều này dẫn đến yêu cầu các nhà máy nhiệt điện phải phấn đấu để đạt được hiệu quả tối đa hoặc trên 50%. Ngoài ra, với mỗi mức gia tăng hiệu quả 1% sẽ góp phần giảm 3% lượng khí thải. Theo dõi chặt chẽ nồng độ Silica tại các địa điểm quan trọng giúp quản lý hiệu quả công suất hoạt động của nhà máy và giảm thời gian chết nhờ tránh được việc ngưng hoạt động để sửa chữa tốn kém.

Silica là gì?

Silicon (Si) là một á kim, nguyên tố phổ biến thứ hai trong vỏ trái đất. Sự phân hủy của đá sinh ra silicon dioxide , được tìm thấy trong vùng nước tự nhiên. Silicon dioxide, còn được gọi là silica (từ Latin), là một hợp chất hóa học oxit của silicon có công thức hóa học là SiO2.

Hình 1. Silica là gì?

Trong số nhiều chất gây ô nhiễm trong các chu trình hơi nước / nước, silica đóng một vai trò đặc biệt vì khả năng hòa tan cao trong hơi nước. Silica là một axit rất yếu và không hoàn toàn phân ly (ion hóa) ở pH 10. 50% silica hiện diện trong nước lò hơi là dạng không bị phân ly. Silica không bị phân ly là một phần hòa tan trong hơi nước.

Trong trường hợp chuyển đổi giữa pha nước và hơi nước, độ hòa tan phụ thuộc vào áp suất – tại một áp suất nhất định, trạng thái cân bằng được thiết lập dẫn đến một phần nồng độ SiO2 được phân phối trong các giai đoạn tương ứng: hơi nước và nước.

Điều gì tạo ra Silica?

Silica tạo ra một lớp phủ trên bề mặt rất khó để loại bỏ, ngay cả dùng axit và có thể dẫn đến một sự thất thoát hiệu suất quá trình truyền nhiệt của hơi nước. Lớp kết tủa chỉ có 0.1 mm có thể làm giảm việc truyền nhiệt 5%. Hơi nước, khi đi qua tuabin, tiếp xúc với các cánh quay rồi được làm mát và silica hòa tan trong hơi nước sẽ đóng cáu trên các cánh quay. Trong trường hợp xấu nhất, một nhà máy buộc phải ngưng vận hành máy để sửa chữa, hoặc có thể phải thay mới cánh quay.

Hình 2. Silica đóng cáu trên các cánh quay trong tuabin

Kinh nghiệm giúp xác định nồng độ cho phép của SiO2 trong hơi nước để tránh gây thiệt hại tuabin. Tại áp suất 180 bar, nước lò hơi không được chứa vượt trên 100 ppb SiO2 để có được tối đa là 5ppb SiO2 trong hơi nước, giả sử các điều kiện lý tưởng nồi hơi đều được đáp ứng.

Khi đi qua lò hơi, nồng độ SiO2 yêu cầu thấp hơn so với bao hơi của lò hơi, vì tất cả các nước (và các tạp chất trong nước) được chuyển thành hơi nước và không có khả năng đi vào nước xả lò. Như đã giải thích ở trên, nồng độ SiO2 quá mức trong nước lò hơi có thể gây một tác động đáng kể đến hiệu suất của nhà máy do đó thông số này cần phải được theo dõi chặt chẽ.

Theo dõi Silica ở giai đoạn khử khoáng nước thô

Việc thực hiện trao đổi anion và trao đổi hỗn hợp được theo dõi thông qua thông số chỉ thị là SiO2. Hiệu suất trao đổi và dấu hiệu bão hòa vật liệu trao đổi ion có thể được theo dõi với độ nhạy và độ tin cậy cao. Những lợi ích có thể kể đến thông qua đo lường thông số Silica là:

• Theo dõi việc thực hiện quá trình khử khoáng,
• Sử dụng tốt hơn khả năng trao đổi ion của vật liệu
• Tối ưu hoá các chu kỳ tái sinh. Đầu ra của nước phải có nồng độ Silica ở mức từ 5 đến 20 ppb

Hình 3. Đo lường thông số Silica

Nước xả lò hơi

Mục tiêu của quá trình xả lò là để loại bỏ nước từ lò hơi để loại trừ một số tạp chất như bùn kết tủa và chất rắn hòa tan. Để kiểm soát xả lò đúng cách, cần giám sát liên tục các thông số kiểm soát, chẳng hạn như Silica, là cần thiết để chỉ thị cho hiệu quả của chương trình hóa học nước trong lò hơi. Việc theo dõi cũng làm giảm sự thay đổi tính chất hóa học lớn trong lò hơi. Trong một số trường hợp, mức độ có thể lên đến vài ngàn ppb SiO2.

Nguồn: Theo website chính hãng của Hach

[danh_sach_bai_viet_lien_quan_trong_content]