工业锅炉蒸汽中溶解氢检测方案(溶解氧测定仪)

工业锅炉过热水汽中溶解氢测试分析哈希解决方案 自21世纪以来，随着发电厂装机容量日益提高，机组运行参数监督越来越严格。特别是超临界机组及超超临界机组，水冷壁、过热器和再热器在高温和高压环境下，氧化皮问题日趋严重，成为困扰电厂安全运行的一大难题。 以前的观点认为：降低蒸汽侧氧含量能有效防止腐蚀。然而，早在1929年由 Schikorr 研究得出，蒸汽中氢气也会对金属表面产生高温腐蚀；在70年代，德国科学家通过电子显微镜观察，又进一步确定了铁水反应的就位氧化反应。 目前，对于溶解氢的测量，国内外电力行业没有明确的控制指标。据调查，美国EPRI、德国VGB、华北电科院、西安热工院、内蒙古电科院都在从事溶解氢的研究，并且在2015年颁布的《电力行业标准》也对蒸汽氢测量有明确的规定，目前我国有将近百台超超临界机组，这有助于 Orbisphre510 在线和 Orbisphere 3655 便携溶解氢的推广。 一、氧化机理和危害 在高温环境下，水蒸汽管道内会出现水分子与金属元素发生氧化反应，称为蒸汽氧化。当金属的工作温度小于570℃，生成的氧化膜是由 Fe203和Fe304组成，，比较致密；当金属的工作温度大于570℃，氧化膜由 Fe203、Fe304和FeO组成，由于 FeO 是不致密的，因此破坏整个氧化膜稳定性。实际上，当温度大于450℃，由于热应力等因素作用，生成的Fe304不能形成致密的保护膜，特别是温度大于570℃，反应生成FeO， 氧化速率会大大增加。 总反应：3Fe+4H20→Fe304+4H2 二、典型应用 一般情况下，溶解氢分析仪的使用不像电导表、pH表或溶解氧分析仪等那么频繁和常见，溶解氢分析仪主要应用在工业锅炉或者电站锅炉过热器和再热器出口测量总氢浓度。目前国内电厂对于溶解氢控制在5 ppb以内，而在欧洲，一般超临界机组和超超临界机组监测范围控制在0.2~2 ppb。 我们分别对 600MW AVT 和 1000MW 机组 OT工艺过热蒸汽出口溶解氢测试，得到的溶解氢数据图1、图2所示。由图1可知，机组在启动期，由于热力设备表面没有形成致密的氧化膜，所以溶解氢的含量非常大，，一旦机组运行正常，溶解氧含量逐渐降低，溶解氢也随之降低并维持在 2 ppb以内。由图2可知，在1000MW机组稳定期间，由于OT 工艺形成了致密的氧化膜，所以溶解氢的含量趋于稳定0.3 ppb 左右。而 Orbisphere 3655 和510系列溶解氢分析仪具有最低检出限低(0.03ppb)、专利的护圈和阀座技术来保证零点不发生漂移，能够很好的满足客户对溶解氢的测量需求。 图1溶解氢监测值(600MW汽包锅炉 AVT工艺) 图2溶解氢监测值(1000MW直流锅炉OT工艺) 三、结论 从氧化机理及应用的实验数据可以得到，对于超临界和超超临界机组，溶解氢是引起管道的蒸汽侧氧化及汽轮机叶片固体颗粒侵蚀的主要原因，这也是各大电力科学研究院和大型发电机组主攻的重要方向。 在工业锅炉或者电站锅炉过热器和再热器出口，溶解氢的分析、应用将成为新的仪表业绩增长点。Orbisphere 3655和510系列溶解氢分析仪在这个应用上，具有如下两点优势： 1、最低检测限低： 0.03 ppb； 2、专利技术：护圈和阀座，保证零点不发生漂移。 四、推荐哈希解决方案的仪器配置 此配置为推荐配置，视具体问题具体分析。 类型 订货号 描述 备注 便携 Orb3655 3655/210 主机 标配 31230.01 传感器 标配 32001.010 流通池 标配 32512.03 电缆 标配 32722 维护备件 标配 类型 订货号 描述 备注 在线 Orb510 510/B00/P1COPO00 变送器 标配 31230.01 EC传感器 标配 32001.010 流通池 ，6mm接口 标配 32501.05 5米传感器电缆 标配 32722 两年维护备件 标配 自 21 世纪以来，随着发电厂装机容量日益提高，机组运行参数监督越来越严格。特别是超临界机组及超超临界机组，水冷壁、过热器和再热器在高温和高压环境下，氧化皮问题日趋严重，成为困扰电厂安全运行的一大难题。目前，对于溶解氢的测量，国内外电力行业没有明确的控制指标。据调查，美国 EPRI、德国 VGB、华北电科院、西安热工院、内蒙古电科院都在从事溶解氢的研究，并且在 2015年颁布的《电力行业标准》也对蒸汽氢测量有明确的规定，目前我国有将近百台超超临界机组，这有助于 Orbisphre510 在线和 Orbisphere 3655 便携溶解氢的推广。氧化机理和危害:在高温环境下，水蒸汽管道内会出现水分子与金属元素发生氧化反应，称为蒸汽氧化。当金属的工作温度小于 570 ℃，生成的氧化膜是由 Fe2O3 和 Fe3O4 组成，比较致密；当金属的工作温度大于 570 ℃，氧化膜由 Fe2O3、Fe3O4 和 FeO 组成，由于 FeO 是不致密的，因此破坏整个氧化膜稳定性。实际上，当温度大于 450 ℃，由于热应力等因素作用，生成的Fe3O4 不能形成致密的保护膜，特别是温度大于 570 ℃，反应生成 FeO，氧化速率会大大增加。总反应：3 Fe + 4 H2O → Fe3O4 + 4 H2