Elektrownia Connah`s Quay wybiera monitory DO, które prawie w

STUDIUM PRZYPADKU: MONITORING LDO W PRZEMYŚLE ENERGETYCZNYM
Elektrownia Connah’s Quay wybiera
monitory DO, które prawie w ogóle
nie wymagają konserwacji
W elektrowni Connah’s Quay zainstalowano najnowszą optyczną (luminescencyjną) technologię
monitorowania stężenia tlenu rozpuszczonego (LDO) w celu zminimalizowania wymagań operacyjnych
®
przy jednoczesnej ochronie wartościowej inwestycji. Przetwornik Orbisphere K1100 firmy Hach
stale monitoruje DO w wodzie zasilającej kocioł, nie wymagając przy tym prawie żadnej konserwacji
ani kalibracji.
Informacje podstawowe
Oddana do użytku w 1996 roku Connah’s Quay jest elektrownią gazowo-parową (CCGT). Dysponuje ona czterema
jednowałowymi modułami, każdy o mocy 330 MW, które
zapewniają moc 1420 MW wystarczającą do zasilenia połowy Walii. Gaz z Zatoki Liverpulskiej jest dostarczany do
elektrowni za pośrednictwem terminalu gazowego Point of
Ayr rurociągiem o długości 27 kilometrów. Wodę do chłodzenia pobiera się z rzeki Dee i zrzuca do niej w określonym
czasie, gdy przypływ osiąga najwyższy poziom. Turbiny
elektrowni zasilane są wodą dostarczaną przez firmę Welsh
Water.
Elektrownię wybudowano z myślą o wytwarzaniu energii na
podstawowe potrzeby. Jednak w ostatnich latach zmiany
w sektorze energetycznym w Wielkiej Brytanii spowodowały
istotną zmianę w sposobie zarządzania elektrownią. Obecnie
ilość wytwarzanej energii zmienia się z dnia na dzień w zależności od zapotrzebowania sieci. „Jeśli na porannej zmianie konieczne może być użycie jednego, dwóch, trzech lub
wszystkich czterech modułów, po południu liczba ta może
się zmienić” – tłumaczy Bill Smith, chemik pracujący w elektrowni.
Elektrownia Connah’s Quay
„Jedną z konsekwencji tego jest wymóg stosowania urządzeń
o krótszym czasie odpowiedzi, wyższym poziomie wiarygodności i niższymi kosztami eksploatacji”.
Monitoring DO
Do każdego z czterech kotłów elektrowni dostarczana jest woda ze stacji uzdatniania wody. Aby zapobiec korozji wewnątrz
kotłów i turbiny parowej, konieczne jest jednak odpowietrzanie wody i kontrola pH. Stały monitoring DO po odpowietrzeniu
pozwala dopilnować, aby zawartość DO docelowo nie przekraczała 10 ppb. Osiągnięcie limitu 20 ppb powoduje automatyczne włączenie alarmu w pomieszczeniu kontrolnym.
Zazwyczaj w monitorach DO online wykorzystuje się czujniki elektrochemiczne i, choć monitory te mogą zapewniać dokładne
i wiarygodne wskazania, mają również szereg ograniczeń w zakresie wskazań dotyczących stanu bieżącego ze względu
na długie okresy bez badanej próbki. Przyrządy te wykorzystują membrany, anody, katody i roztwory elektrolitów, przez co
mają wysokie wymagania w zakresie konserwacji. Ich czujniki zużywają tlen w trakcie pomiaru, dlatego też nie można ich
pozostawiać w stojącej wodzie. Mogą również wykazywać dryft, czego skutkiem jest konieczność wykonywania częstszej
STUDIUM PRZYPADKU: MONITORING LDO W PRZEMYŚLE ENERGETYCZNYM
kalibracji. Ze względu na nowy tryb pracy i problemy związane ze stosowaniem
standardowych czujników optyczne systemy monitoringu tlenu rozpuszczonego
firmy Hach odniosły wielki sukces, stając się rozwiązaniem wybieranym w wielu
branżach przemysłu, takich jak energetyka, woda pitna, oczyszczanie ścieków
i produkcja żywności oraz napojów.
Znając potencjalne zalety optycznego monitoringu tlenu rozpuszczonego, Bill Smith
postanowił najpierw wypróbować przenośny przyrząd firmy Hach – analizator
Orbisphere 3100, który działa w oparciu o taką samą metodę luminescencyjnego
pomiaru zawartości DO i zapewnia równie wysoką rozdzielczość, stabilność i
dokładność pomiarową przy niewielkich wymaganiach serwisowych. „Umożliwiło
to ocenę działania użytej technologii, więc gdy zaszła potrzeba wymiany jednego
z przyrządów do ciągłego monitorowania, wybraliśmy przetwornik Orbisphere
410 z optycznym czujnikiem rozpuszczonego tlenu K1100 firmy Hach.”
Przetwornik Orbisphere 410 firmy
Hach z optycznym czujnikiem tlenu
rozpuszczonego K1100
Optyczna technologia DO firmy Hach
Końcówkę czujnika pokrywa materiał luminescencyjny – luminofor, który jest
wzbudzany przez niebieskie światło pochodzące z wewnętrznej lampy LED. Pod
wpływem wzbudzenia materiał luminescencyjny emituje czerwone światło,
a poziom tej luminescencji jest proporcjonalny do ilości rozpuszczonego tlenu.
Luminescencja jest mierzona zarówno pod kątem maksymalnego natężenia, jak
również czasu wygaszania. Do pomiaru referencyjnego przed każdym odczytem
wykorzystywana jest czerwona dioda LED, co zapewnia zachowanie dokładności
czujnika.
Technologia ta nie zużywa tlenu, nie wykazuje dryftu, nie potrzebuje membrany
czy elektrolitu ani substancji chemicznych do kalibracji. Zamiast tego każdego roku
w prosty i szybki sposób wymienia się końcówkę, a czujnik raz do roku wymaga
szybkiej kalibracji w punkcie zerowym z użyciem gazu niezawierającego tlenu, np.
azotu.
Użycie luminescencyjnej końcówki czujnika
do kalibracji pomiaru tlenu rozpuszczonego
Tak jak inne elektrownie, elektrownia Connah’s Quay stale poszukuje nowych sposobów zwiększenia wydajności. Jak
mówi Bill Smith: „System optycznego monitorowania DO firmy Hach jest dobrym przykładem na to, jak nowa technologia
wychodzi naprzeciw potrzebom zmieniającego się sektora energetycznego poprzez zmniejszenie kosztów operacyjnych,
skrócenie czasu odpowiedzi, zwiększenie dokładności i wiarygodności”. Mówiąc o przyszłości elektrowni, dodaje: „Biorąc
pod uwagę te korzyści, planujemy zastąpić wszystkie nasze monitory DO technologią optyczną firmy Hach”.
DOC043.60.30346.Apr16
Wnioski