Kompleksowe rozwiązania w zakresie pomiarów ciągłych

TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE
Kompleksowe rozwiązania
w zakresie pomiarów ciągłych
parametrów fizykochemicznych
układów wodno-parowych
W
oda, która ma wiele zastosowań zarówno w życiu codziennym, jak i przemyśle, jest
również jednym z głównych surowców
do produkcji ciepła i energii elektrycznej. Służy bowiem między innymi jako nośnik ciepła. Jednakże, podobnie
jak w wielu dziedzinach życia, również
w tym przypadku konieczna jest odpowiednia jakość wody, aby spełniała
dość rygorystyczne warunki. Do odpowiedniej wymiany ciepła w rurach
ekranowych, przegrzewaczach, wymiennikach i kondensatorach ważne
jest, aby woda nie tworzyła zbędnych
osadów, miała jak najmniejsze oddziaływanie korozyjne oraz mogła umożliwić wytworzenie pary o takim stopniu
czystości, który nie spowoduje zasolenia przegrzewaczy, armatury oraz turbiny. Zbytnio zanieczyszczona woda
powoduje tworzenie się osadów na
wewnętrznych powierzchniach utrudniających wymianę ciepła, a co za
tym idzie – zmniejszenie sprawności,
a w skrajnych przypadkach do zwiększenia awaryjności urządzeń. Mnogość
parametrów, które należy analizować
w trakcie eksploatacji urządzeń energetycznych, powoduje, iż powinny
być one kontrolowane w sposób ciągły. Zastosowanie aparatury mierzącej
w sposób ciągły pozwala na uzyskanie
znacznie większej dokładności przy
Rys. 1. Serwisant w trakcie rutynowej
kontroli poprawności wskazań aparatury.
2
określaniu wielu parametrów fizykochemicznych.
Wieloletnie doświadczenia pokazują,
że precyzyjna kontrola i monitoring
ciągły parametrów fizykochemicznych
oraz szybkie reagowanie na zmiany jakości czynnika obiegu wodno-parowego są niezbędne do zapewnienia optymalnej i bezawaryjnej pracy urządzeń.
Jednakże w tym celu koniecznie należy
spełnić warunki:
yy poboru próbek – analizowane próbki muszą odpowiadać reprezentatywnym udziałom zanieczyszczeń
zawartych w czynniku obiegowym,
yy wykonywania analiz chemicznych –
oznaczenia laboratoryjne muszą ściśle przestrzegać metod analitycznych,
yy doboru urządzeń pomiarowych –
aparatura kontrolno-pomiarowa do
oznaczania parametrów fizykochemicznych musi spełniać wymóg
wysokiej czułości, dokładności i powtarzalności wskazań oraz maksymalnego ograniczenia czynności
związanych z bieżącą eksploatacją,
yy serwisowanie aparatury – okresowe przeglądy, kalibracja i kontrola
wskazań gwarantują pewność metrologiczną urządzeń pomiarowych.
Bardzo istotne jest, aby analizom poddawana była próbka reprezentatywna.
Do spełnienia tego warunku ważne są:
miejsce pobrania próbki, sposób jej
pobrania (dobór odpowiedniej sondy), odpowiednia jakość instalacji doprowadzającej oraz właściwy sposób
jej przygotowania, czyli schłodzenia
do właściwej temperatury, zredukowanie ciśnienia, zapewnienie stałego
przepływu i usunięcie zanieczyszczeń.
Dla energetyki wymagania te opisuje
norma PN-C-04621:1988 Pobieranie
próbek wody i pary z urządzeń energetycznych i rurociągów do analizy fizykochemicznej.
Wykonywanie podstawowych analiz
(pH, przewodność) dopiero po przyniesieniu próbek wód z obiegów wodno-parowych do laboratorium jest częstym błędem popełnianym przez laborantów. Analizy takie są nieporównywalne do rzeczywistych parametrów
tych próbek, ponieważ są obarczone
bardzo dużym błędem. Bezwzględnie
należy wykonywać pomiary w punkcie poboru próbek z zastosowaniem
naczyń przepływowych zabezpieczonych przed dostępem powietrza.
Szczególnie trudny jest pomiar tlenu
rozpuszczonego w wodzie zasilającej
i kondensacie. Jakość analiz wykonywanych przez aparaturę do pomiarów
ciągłych, pomimo stosunkowo wyso-
Rys. 2. Przykładowe mocno wyeksploatowane próbopobieraki zainstalowane
na kotłowni.
Rys. 3. Przykład pomieszczenia scentralizowanego układu przygotowania próbek po remoncie dla istniejącej elektrociepłowni. Do tego celu zaadaptowano
pomieszczenie nieużywanej szatni.
Aparatura do pomiarów
ciągłych
URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 8/2013
TECHNOLOGIE, PRODUKTY – INFORMACJE FIRMOWE
kich kosztów aparatury, jest nieporównywalnie lepsza od tych uzyskiwanych
z pomiarów manualnych. Aparatura do
pomiarów ciągłych powinna wspierać działania służb chemicznych dla
lepszej kontroli urządzeń energetycznych, a z ich wskazań korzystać powinni przede wszystkim operatorzy kotłów
i turbin.
Służby obsługujące blok energetyczny
nie mając wiedzy o stanie aparatury do
ciągłych pomiarów, mogą błędnie interpretować otrzymywane wyniki, a co
za tym idzie – nie zareagować w odpowiednim momencie na powstanie
nieszczelności w układzie wodno-parowym, co może doprowadzić do nieuzasadnionej zmiany wielkości środków korygujących, zmiany wielkości
odsalania lub nawet awarii. Szczególnie istotne jest zaufanie operatorów do
pracy chemików i automatyków, którzy powinni ze sobą współpracować
dla jak najlepszej i bezawaryjnej pracy
aparatury pomiarowej, a tym samym
wytwórczych urządzeń energetycznych. Dlatego to na służbach obsługujących systemy ciągłych pomiarów
fizykochemicznych spoczywa odpowiedzialność za prawidłowe działanie
aparatury. Wskazane jest, aby obsługa
przynajmniej raz dziennie kontrolowała i korygowała wielkości przepływów
próbek. Dla większości analizatorów do
oznaczania przewodności, odczynu pH
i tlenu rozpuszczonego w wodzie wielkość przepływu próbki około 100 ml/
min można przyjąć za optymalną. Istotnymi kwestiami w zapewnieniu pracy
aparatury są: odpowiedni serwis, odpowiednio częste kalibrowanie przyrządów, bieżące eliminowanie błędów
pomiarowych i wymiana uszkodzonych analizatorów.
Scentralizowanie układu poboru próbek może usprawnić pobór próbek
oraz wykonywanie analiz manualnych
Rys. 4a. Przestarzała konstrukcja aparatury pomiarowej wymaga dużego wysiłku i nakładu pracy obsługi dla utrzymania jej we właściwym stanie technicznym zapewniającym wiarygodne wyniki
pomiarów
poprzez zebranie wszystkich próbek
z kotłów w jednym miejscu. Może również wpłynąć na ograniczenie wykonywania analiz manualnych, jeśli zostaną
wyposażone w aparaturę fizykochemiczną do kontroli ciągłej parametrów
obiegu wodno-parowego.
Dobry stan techniczny aparatury kontrolno-pomiarowej i automatyki (AKPiA) bloku energetycznego jest niezbędny, dlatego okresowo powinno się
wykonywać ocenę stanu technicznego
w zakresie:
yy oceny obiektowych układów pomiarowych (pomiarów temperatur,
ciśnień i przepływów, pomiarów fizykochemicznych, pomiarów specjalnych turbiny itp.) i układów wykonawczych automatyki,
yy oceny układów zabezpieczeń technologicznych bloków,
yy oceny układów zasilających AKPiA
pod kątem możliwości ich dalszego
wykorzystania,
yy wskazanie niezbędnego zakresu
modernizacji układu elektrycznego
dla dotrzymania wskaźników oczekiwanej dyspozycyjności w okresie
przewidywanej pracy.
Podsumowanie
Nie wszystkie analizatory służące do
pomiarów ciągłych mogą zastąpić
pracę chemików. Okresowe wykonywanie przez służbę chemiczną oznaczeń takich jak żelazo, chlorki, miedź,
amoniak itp. w celu kontroli jakości
czynnika obiegowego jest jak najbardziej uzasadnione. Nie chodzi tu tylko
o wysokie ceny zakupu tych przyrządów, lecz również o koszty przygotowania odczynników dla tej aparatury
oraz koszty jej utrzymania w pełnej
sprawności metrologicznej. Od urządzeń do pomiarów parametrów fizykochemicznych wymaga się pewno-
ści eksploatacyjnej, niezawodności,
dużej dokładności oraz powtarzalności wskazań. Nie ma jeszcze na świecie
całkowicie „bezobsługowej” aparatury
do ciągłych pomiarów fizykochemicznych, dlatego bieżąca eksploatacja
pozostaje w rękach obchodowego,
automatyka i chemika. Ciągłe pomiary mają jednak usprawnić i zwiększyć
pewność wykonywanych analiz, a odpowiedni stan techniczny oraz zastosowanie przemyślanego rozwiązania
zapewnić zoptymalizowanie pracy instalacji. Pracownicy laboratoriów, automatycy oraz pracownicy zajmujących się bieżącą eksploatacją obiegów
wodno-parowych wytwórczych urządzeń energetycznych powinni być
poddawani regularnym szkoleniom
podnoszącym świadomość o znaczeniu pomiarów fizykochemicznych oraz
pomagającym interpretować wskazania aparatury zastosowanej do ciągłych pomiarów wielkości fizykochemicznych.
Kompleksowe rozwiązania w zakresie
aparatury fizykochemicznej, takie jak
scentralizowane stacje poboru próbek,
stanowią realną alternatywę dla przestarzałych rozwiązań. Ich odpowiednie zaprojektowanie, dobranie odpowiednich urządzeń oraz odpowiednio
wysoka jakość wykonania mają realny
wpływ na optymalizację pracy urządzenia, zwiększenie jego niezawodności i bezpieczeństwa obsługi.
Artur Jasiński, Artur Szyguła n
„ENERGOPOMIAR” Sp. z o.o.,
Zakład Chemii i Diagnostyki
Literatura
[1] Szastok J., Piecha A., Marczak M., Szyguła A: materiały konferencyjne IX Forum Dyskusyjnego „Diagnostyka i Chemia w Energetyce, Szczyrk, maj 2013.
Rys. 4b. Przykłady rozwiązań stanowisk dla próbek na bloku 200 MW. Odpowiedni
stan techniczny aparatury gwarantuje rzetelność analiz bieżących i może wydłużyć
trwałość bloku
URZĄDZENIA DLA ENERGETYKI 8/2013
3