技术贴丨脱气氢电导率DCC的What?Why?How?


脱气氢电导率,顾名思义,就是脱气后的氢电导率。


氢电导率,如我们所知,是反映水汽循环系统中腐蚀性阴离子的重要监测参数。

电厂水汽循环系统中的样水,经过阳离子交换树脂后,剩下氢离子和阴离子,这些阴离子中,二氧化碳溶于水中产生的碳酸根以及碳酸氢根等又是极其特殊的成份,我们所要除的“气”就是它们。



因为CO2作为不凝性气体会降低热交换效率[1]及与CO2相关的无机酸、有机酸及其盐类会对机组腐蚀产生影响[2]


通过氢电导率和脱气氢电导率的对比,可以有效反映出机组二氧化碳的含量,有助于电厂运行人员更准确的诊断机组存在的故障和问题,对机组运行状态作出合理的判断。

在国内外电厂化学专家的一致认可下,脱气氢电导率作为一个全新的重要监测参数应运而生。

 



单一的脱气氢电导率测量无法反应出水汽循环系统中各类污染物的本质,只有通过脱气氢导和氢电导率的对比,才可以抓住二氧化碳这一特殊的污染物。

所以,千万不能遗漏
氢电导率的监测!


在重要的凝结水、给水、蒸汽等测点监测时,氢电导率和脱气氢电导率必须联合测量!

最佳的测量环境是:

♦ 使用同一路串联样水,避免取不同路并联样水,导致由取样设备引起的不必要的测量误差。
♦ 氢电导率和脱气氢电导率测量共用一台变送器,避免使用不同变送器测量电导率导致的电阻误差。
♦ 氢电导率和脱气电导率测量应使用统一电池常数电极。



首先,关于脱气原理,有没有标准可以参考呢?

其实早在2016年8月16日就正式发布了DL/T 1602-2016 《发电厂纯水脱气氢电导率在线测量方法》标准,这一标准同样参考了美国ASTM D 4519-2010 《通过在线氢导和脱气氢导测量确定高纯水中中阴离子和二氧化碳含量的实验方法》。


标准中对脱气方法的描述如下:

对于以上脱气方法,需要注意的是:

沸腾法:将水样加热至当地大气压对应沸点。这就要求测量仪表必须内置气压测量装置。

气体吹扫法:将氮气或氦气(纯度不应低于99.99%)通过喷嘴逆向喷入水样中,达到脱气效果,通气量可通过水样压力控制。
这就要求仪表需使用纯氮气或氦气进行吹扫,那么对于气体吹扫法,其脱气原理最为重要的影响条件,就是“纯净的”吹扫环境。
若不使用纯氮气或氦气作为气源,而是采用过滤CO
2后的空气进行吹扫,其测量的脱气氢电导率极易受到外部环境的干扰,脱气效率也很难满足要求,测量值可能是“假值”。

而DL/T 1602-2016 《发电厂纯水脱气氢电导率在线测量方法》标准和其参考文献美国ASTM D 4519-2010 《通过在线氢导和脱气氢导测量确定高纯水中中阴离子和二氧化碳含量的实验方法》中有一个共同推荐的脱气方法:

使用沸腾法如果想要保证其测量准确,需要保证仪表的脱气效率及电导率测量精度。

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影响仪表脱气效率最关键的因素是:沸点控制。

沸点控制:包括使用测量装置测量沸点和将加热温度尽量维持在沸点温度附近。 

▲ 精准的沸点测量:仪表内置气压感应模块匹配现场沸点; 

▲ 有效的加热温度控制:加热温度严格控制在沸点温度。

以上设置可以保证仪表脱气效率在95%以上[3]

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保证仪表测量准确度的基础条件是:电导率测量精度。

电导率测量精度:电导率电极电池常数应至少精确到小数点后四位及根据不同样水介质提供相应的温度补偿措施。

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节能设计:

沸腾法需要冷却加热脱气完的样水完成脱气氢电导率的测量。对于冷却水,SWAN采用加热前的进水冷却加热脱气完的样水,仪表实现自冷却,无需外接冷却水,避免不必要的能源和资源浪费!

参考文献:

[1] 摘自国际水和蒸汽性质协会IAPWS技术文件:水汽循环系统的空气漏入

[2] 摘自PPCHEM Degassed Conductivity

[3] 摘自SWAN Analytische Instrumente AG 在线脱气氢电导率分析仪研发文献

 

 

2020/03/30 16:02