有机物监测为发电用水的水处理提供解决方案

电厂发电的整个过程都离不开水，水质会直接影响发电的各个环节。尤其是水中有机物会对机组的安全、经济运行有很大影响。使用Sievers总有机碳TOC分析仪检测TOC可以帮助降低有机污染物对设备造成的损害和腐蚀，其检测应用包括：冷凝蒸汽循环、进水或原水、补给水以及去离子水。有机物监测为发电用水的处理提 供解决方案 简介 对于核电厂、燃气轮机发电厂、燃煤发电厂、地热发 电厂、生物质燃烧发电厂来说，超纯水是发电系统的 重要组成部分。发电用水通常来自于回收水、地表水、地下水等天然水源，用完后会被现场再利用或排放到 环境中去。在提高整体发电效率、满足排放要求、为 现场回收水创造更多用途方面，水处理发挥着关键作 用。好的监测工具不仅能够帮助操作人员控制水处理、保护昂贵设备、避免意外停机，还能用来优化水处理 过程以节省开支、提高生产效率、防止污染物腐蚀锅 炉和汽轮机。 总有机碳（Total Organic Carbon，TOC）是造成腐蚀 的罪魁祸首，TOC监测法能够有效监控有机物污染。人们发现的有机污染物的种类越来越多，TOC是所有 有机化合物的总称，TOC监测法在分别量化有机化合 物方面提供了快速、简单的解决方法。测量有机物浓 度的变化，能够帮助识别系统工艺的违规之处。监测 控制点有助于查找和排除污染源。 源水中的有机化合物经过处理，在锅炉中氧化成腐蚀 性酸。在水的回流侧，蒸汽冷凝后被循环使用。但冷 却过程（在打开或关闭时）可能会将冷却剂或污染物 从外部环境泄漏到工艺蒸汽中。表1是可能的有机污 染源列表。 有机污染源举例 通过预处理的原始有机物 离子交换树脂或树脂本身的浸出物 挥发到蒸汽中的化学处理剂 润滑油或脱脂溶剂 工艺侧的渗漏物 从锅炉返回的被污染的冷凝水 导致微生物生长的有机残留物 例如，人们很难用传统处理方法去除源水中的多糖，而电导率或 UV 254传感器也很难检测到多糖。在锅 炉或汽轮机中，多糖会在高温高压下分解成具有腐蚀 性的甲酸和乙酸，进而酸化蒸汽，造成腐蚀，并在锅 炉中留下沉积物。维护和修理锅炉时，工厂不得不停 机减产。为了防止锅炉受到损坏，有些锅炉保险公司 和监管机构要求工厂满足很低的 TOC限值，低至 200ppb（VGB）或100 ppb（EPRI）。多糖也同超滤 （Ultrafiltration，UF）和反渗透（Reverse Osmosis， RO）污染有关。只有准确监测和去除有机化合物，才 能有效地保护设备。 总有机物包括离子形式和非离子形式的化合物，以及 芳香族和非芳香族化合物。在监测总有机物浓度方面， TOC监测法具有可靠、精确等优点。图 1显示了关键 监测点，以查找泄漏或潜在污染处。表 2是 TOC分析 法举例。 图 1.需要监测的关键区域 表 2. TOC分析法举例 问题 解决方案 系统高压部分中的有机物分解后，在系统低压部分中堆积成酸性物质，从而导致低压蒸发器管穿孔。 在蒸汽循环和压力区域之间进行 TOC监测，可以找到分解物。 当源水从饮用水变为工业用水时，各种有机物进入系统，导致蒸汽轮机的最后几排出现应力腐蚀开裂。 当源水改变时进行 TOC监测，或者监测源水的TOC变化，都能够显示是否需要调整水处理工艺。 不合格的阴离子交换树脂将氯化有机物释放进循环蒸汽。氯化物浓度增加后，不得不进行锅炉排污。 即使将树脂冲洗到可接受的低电导率水平，仍无法完全去除非离子形式的氯化有机物。TOC监测法可以监测离子形式和非离子形式的有机物，有助于排除工艺设备故障。 由于内壁结垢，蒸汽超级加热器锅炉每两年就需要更换。人们能够看到饱和蒸汽管上的泡沫。调查显示，冷凝水回流管中的TOC高达 200 ppm。 对补给水和冷凝水进行持续的 TOC监测，可以防止污染物积聚，保护设备免受损坏。 随着排放标准越来越严格，以及污水处理成本不断提 高，工厂不得不减少用水量和排水量。这就增加了零 液体排放（ZLD）系统监测和自动化的市场需求。在 系统前端冷却和循环利用蒸汽，可以节约用水、提高 工作效率。TOC分析法能够尽早检测到乙二醇等冷却 液是否泄漏到工艺水流中，从而帮助操作人员采取措 施以防止系统停机或永久性的设备损坏。TOC分析法 能够提供准确数据，来帮助操作人员决定是否重新使 用或者舍弃回收的水流。 结论 TOC分析法可以测量和控制发电用水中的化学物质，极大降低有机物污染。通过有效监测和处理进水，工 厂可以将腐蚀性离子浓度降到很低的水平。源水中的 有机物含量和种类总是变化，因此只有监测水源，才 能有效达到监测目的、保护昂贵设备不被损坏。还有 一些有机物会污染膜和树脂床。尽可能地减少有机污 染物，有助于节约成本、提高效率。新型的高温高压 锅炉通常要求 TOC限值低至 100 ppb，内部控制限值 低至10 ppb。补给水或回收水必须经过适当处理，才 能达到上述要求和满足更严格的排放标准。有机物监 测法能够检测到泄漏、微生物生长、处理失效、有机 物污染。减少此类问题能够帮助工厂降低生产成本、提高发电效率。 Veolia Water Technologies 请访问以下网址与我们联系：cn.sieversinstruments.com