纯蒸汽产生器

背景矿物燃料与核电力设施使用换热器，使工艺蒸汽冷凝回到液体形态。热交换器的工作原理是，通过从一种介质（蒸汽）中转移热量至另一种介质（空气、水、或乙二醇）中。很多新近的封闭式冷却水系统、电力设施使用乙二醇（C2H6O2）作为热传递液体，因为乙二醇有很高的热传递效率。虽然乙二醇是超级好的热传递流体，但如果它从冷却器中泄漏并进入冷凝蒸汽中时，会造成严重问题。在升高的温度与压力下，水中乙二醇会降解为有机酸，会酸化冷凝液，导致系统内快速的腐蚀。有机酸的增长也会严重破坏离子交换树脂床与矿物质脱除塔。发现早期针孔大的热交换器泄漏，对于保持维护电力设施与工艺设备的完整性，非常重要。虽然很多工厂使用痕量水平的胺来中和，来控制回路的pH，但这些胺常规地都是按照控制来自二氧化碳溶解产生的碳酸，来给药的。乙二醇泄漏造成的有机酸的大量流入，很容易压垮这种pH控制，并造成冷凝液明显的酸化。问题电厂通常检测pH与阳离子电导率来监测蒸汽回路水的纯度。然而，那些参数并不总是足够。充分早地探测乙二醇的早期泄漏以预防显著的下游问题十分重要。因为pH与阳离子电导率的偏离，仅仅在乙二醇分解之后才产生，这些检测对于探测泄漏来说，经常已经太晚了。水中乙二醇在热的高压蒸汽回路中降解。如果热交换器中发生泄漏，这种泄漏的现象在乙二醇降解之前，可能无法通过pH与电导率探测到。在这一点上，工艺设备（例如：矿物质脱除塔、树脂床、冷凝液抛光器、锅炉、涡轮机等）可能已经暴露在酸性的冷凝液或蒸汽中。乙二醇是一种含碳38.7%的有机分子，因此能够使用在线、连续的总有机碳（TOC）分析来探测到。Sievers M系列在线TOC分析仪能够在乙二醇在冷凝液蒸汽中降解之前，更早地检测到乙二醇的泄漏。解决方案在Sievers分析仪进行的实验室研究中，Sievers M系列TOC分析仪表现出对乙二醇的回收率在97.3%－99.1% ，对于碳含量在0.5－25 ppm 碳 （1.3－64.7ppm 乙二醇）。Sievers M系列TOC分析仪的回收率总结如下表：在图2中，分析仪显示出对检测乙二醇有高的线性响应。基于定量回收率（≥97.3%），与高度的线性（R2=1.0000），Sievers M系列TOC分析仪很适用于检测冷凝液蒸汽中宽广范围的乙二醇浓度。几个著名的组织（EPRI、VGB、与 Eskom）建议100－300 ppb作为蒸汽循环补给水的合适的背景TOC水平。水或蒸汽循环中的这个TOC背景很好地位于Sievers M系列TOC分析仪的检测水平0.03 ppb之上，同时这个TOC背景也足够低，可以轻松检测背景TOC浓度之上的乙二醇泄漏造成的TOC偏移。由于乙二醇泄漏造成的事故的成本，从设备维修与更换、以及停产期间损失的能量产出等方面，可能是成百上千美元。由于乙二醇有毒并有危险，额外的缓和被污染的冷凝水也非常关键。使用Sievers M系列在线TOC分析仪，冷凝蒸汽每2分钟被分析一次，提供给设备操作者高解析度的数据，使用这些数据，可以快速识别并解决使用乙二醇溶液的热交换器的泄漏。◆ ◆ ◆联系我们，了解更多！参考文献1.Berry, D. and Browning, A. Guidelines for SelectingandMaintaining Glycol Based Heat Transfer Fluids.2011. Chem-Aqua, Inc.2.EPRI Lead in Boiler Chemistry R&D. PersonalCommunication. January 28, 2015.3.Ethylene vs. Propylene Glycol. www.dow.com.Accessed January4.22,2015.http://www.dow.com/heattrans/support/selection/ethylene-vs-propylene.htm.5.Heijboer, R., van Deelen-Bremer, M.H., Butter, L.M.,Zeijseink, A.G.L. The Behavior of Organics in aMakeup Water Plant. PowerPlant Chemistry. 8(2006):197-2026.Faroon, O., Tylenda, C., Harper, C.C., Yu, Dianyi,Cadore, A., Bosch, S., Wohlers, D., Plewak, D.,Carlson-Lynch, H. Toxicological Profile for EthyleneGlycol. 2010. US Agency for Toxic Substances andDisease Registry (ASTDR).7.Maughan, E.V., Staudt, U. TOC: The ContaminantSeldom Looked for in Feedwater Makeup and OtherSources of Organic Contamination in the Power Plant.PowerPlant Chemistry. 8(2006): 224-233.8.Rossiter, W.J. Jr., Godette, M., Brown, P.W., Galuk,K.G. An Investigation of the Degradation of AqueousEthylene Glycol and Propylene Glycol Solutions usingIon Chromatography. Solar Energy Materials. 11(1985): 455-467.9.Vidojkovic, S., Onjia, A., Matovic, B., Grahovac, N.,Maksimovic, V., Nastasovic, A. Extensive FeedwaterQuality Control and Monitoring Concept forPreventing Chemistry-related failures of Boiler Tubesin a Subcritical Thermal Power Plant. Applied ThermalEngineering. 59(2013): 683-694.

肠粉机蒸汽水严重怎么办？肠粉蒸箱蒸汽收集处理机【技术动态】通常，在肠粉餐饮店厨房中一般采用肠粉机蒸肠粉，肠粉机工作时在肠粉机底部加入一定量水，然后接通电源通过加热设备对水进行加热，产生大量的水蒸气，利用水蒸气中含有的热量完成对肠粉的制作。　　目前，大部分餐饮厨房采用自然通风方式排出肠粉机工作时产生的多余蒸汽，虽然这种方式实用性非常广，操作简捷，但依然存在很多问题：　　一是蒸汽消散的时间较长，效果不明显，工作效率低下。　　二是淡水资源的浪费，传统方式将蒸煮产生的蒸汽直接排放到空气中，淡水资源得不到回收。　　三是产生对餐饮厨房餐厅环境的影响，当自然通风不畅时，排除的蒸汽，会造成餐厅的桑拿现象，影响人员就餐的舒适度。　　四是安全问题，排出的蒸汽凝结在餐厅天花板上，滴在餐厅地板上，造成地板的湿滑，容易造成人员的滑到，受伤 弥漫的蒸汽会影响炊事人员的工作视野环境，且在肠粉机完成工作后，打开蒸箱门时还是会有大量过热蒸汽涌出，易造成炊事人员极度难受，操作不当又易造成烫伤。　　针对餐饮厨房以传统自然通风的方式收集处理蒸汽造成的淡水资源浪费，工作效率低下，安全性低等问题，提出一种餐饮厨房蒸汽收集处理装置--正岛ZD-180D肠粉机蒸汽去除机及ZD系列蒸汽收集处理机，这种装置可以有效的减少淡水资源的浪费，提高肠粉机的工作效率，降低对环境空间的影响，保证炊事人员的安全和炊事人员工资的舒适性以及就餐人员在餐厅就餐的舒适性。　　与现有技术相比，具有以下优点和有益效果：　　1、餐饮厨房蒸汽收集处理装置处理蒸汽效果显著，相对于传统的以自然通风方式直接将蒸汽排放至空气中来说，不仅节省了大量的淡水资源，而且有效的提高了工作效率，同时一定程度上提高了工作环境及人员的安全性，适用于多台肠粉机同时使用。　　2、采用版式换热器的优点：一是板式换热器传热效率高，比传统管式换热器热效率高2～4倍 二是热损小、阻力损失小、冷却水量少，因结构紧凑和体积小，换热器的外表面积很小，因而散热损失也很小，通常不再需要保温 三是占地小，易维护，灵活性强非常适用于餐饮厨房等空间有限的地方。

高纯度水和由此产生的蒸汽构成大多数工艺装置的生命线。设备故障和由于水/蒸汽问题而导致的减产，每年可能会花费数十万美元或更多的费用。更糟糕的是，有些故障会造成人身伤害或人员死亡。因此，本文我们将讨论与蒸汽发生器有关的水处理和化学控制的几个重要问题。让我们从一个案例开始。几年前，我和一位同事参观了美国中西部一家有机化学品厂，由于内部结垢，这家工厂的四台550 psig机组锅炉中的蒸汽过热器管束，不得不每两年左右进行一次更换。我们首先察看了一根最近拆卸的管束，其内管表面上有大约¼英寸厚的沉积物。然后我们检查了锅炉，立刻注意到饱和蒸汽取样管线上流出泡沫。随后的调查显示，锅炉冷凝液回流中的总有机碳TOC浓度有时达到200 ppm，ASME指南[1]要求在这种压力下的锅炉，TOC的最大浓度为0.5 ppm。因此，很容易看出为什么锅炉水中存在大量泡沫，以及为什么杂质会持续地被带到到过热器。杂质的影响杂质会引起腐蚀、结垢等问题。随着锅炉压力和温度的升高，这些情况变得更加严重。幸运的是，电力行业已经吸取了一些直接应用于化工装置的经验教训，特别是那些因工艺需要或发电而产生高压蒸汽的装置。例如，表1和表2总结了电力研究所（Electric Power Research Institute，EPRI）为热回收蒸汽发生器的补给水排放和冷凝液泵排放制定的指导方针[2]。热回收蒸汽发生器补给水的一般化学限值*热回收蒸汽发生器冷凝液泵排放的一般化学限值*氢损伤资料来源：ChemTreat。图1氢气分子渗入金属壁——注意这里的厚唇故障对其中一些杂质影响的研究，揭示了为什么限值如此之低。考虑氯化物。即使是从冷凝器管泄漏或受污染的冷凝液回流少量进入蒸汽发生器，如果长期存在且未被锅炉水处理程序中和，将集中在锅炉内部构件的沉积物之下。高温锅炉环境中的氯盐可根据以下条件与水发生反应：所产生的盐酸本身可能会造成一般腐蚀——更糟糕的是，酸会在沉积物之下积聚，在那里会与铁发生反应生成氢。氢气分子渗入金属壁，然后与钢中的碳原子结合生成甲烷（CH4）：形成的气态甲烷和氢分子会造成钢出现裂纹，这会大大削弱钢的强度（图1）。氢损伤是非常麻烦的问题，因为不容易检测到。发生此类损坏后，工厂可能会更换管道，但会发现其他管线继续破裂。我曾经是一个必须处理1250 psig公用工程锅炉氢损伤问题的团队中的一员。在知道冷凝器泄漏的情况下，运行人员坚持将设备运行了数周。尽管我们团队尽了最大努力保持足够的锅炉水的化学性质，但最终结果是大范围的氢损伤，要求对整台锅炉重新更换管线。电导率和钠的测定非常简单，对于检测污染物是否进入蒸汽发生器非常好。当然，这种监测只有在化学专家或操作人员迅速采取补救措施时才具有实际价值[3]。正如已经指出的，有机化合物会造成蒸汽发生器出现问题，并在高温下分解形成短链有机酸和二氧化碳，这可能会对蒸汽和冷凝液回流的化学性质产生重大影响。满足补给水指南需要有可靠的高纯水处理系统。一种非常常见的方法是采用二级反渗透（RO），其中包括精制混床离子交换装置或进行最终的电极电离。由于RO膜非常容易受到颗粒物质污染，因此需要在上游进行过滤，这其中微滤或超滤越来越受欢迎[4]。化学处理问题几十年前，人们普遍认为，所有的氧都应该从锅炉给水中去除，否则会造成严重的腐蚀。当一台设备停工且空气会进入系统时，的确如此。然而，在正常运行期间，除非冷凝液/给水系统含有铜合金，否则这种想法已被证明是错误的。不管怎样，这种信念催生一个给水调理的化学程序，称之为还原性全挥发处理（All-Volatile Treatment Reducing，AVT（R）），用氨或胺进料建立了一个适度基本的pH值和还原剂（氧清除剂）注入，以去除从机械除氧器中逸出的氧气。对于高压设备，常用的还原剂曾经是肼，但现在已经用更为安全的化学物质取代了。壁厚变薄资料来源：ChemTreat。图2 单相FAC导致壁厚大幅变薄现在已经知道AVT（R）化学过程会导致给水系统的流体加速腐蚀（FAC）；这会导致壁厚变薄（图2），并最终导致灾难性故障。过去30年，美国几次流体加速腐蚀导致的故障曾导致人员死亡。简而言之，蒸汽发生器投入使用时，碳钢形成了一层薄的磁铁（Fe3O4）。流体扰动和还原环境结合在一起会导致铁离子从钢/磁铁基体中浸出，从而引起壁厚变薄。温度和pH值影响溶解程度，通常在150℃左右达到峰值，并且随pH值（如9及以下）的降低而升高。因此，最容易发生这种腐蚀的区域是传统蒸汽发生器的给水/节能器系统，以及热回收蒸汽发生器的低压，有时是中压节能器和蒸发器。对于给水系统中不含铜合金的设备（如热回收蒸汽发生器），推荐的给水处理已变成氧化性全挥发处理（All-Volatile Treatment Oxidizing，AVT（O））。这一程序允许（正常）通过冷凝器泄漏的少量氧气得以保留，甚至可能注入一点补充氧气，从而使给水中溶解的氧气浓度保持在5-10 ppb范围内。氨或胺的加入使pH值维持在中间至上限9的范围内。在这些条件下，磁铁层散布其中并被一层水合氧化铁（FeOOH）覆盖。随着还原环境的消除，其保护作用非常显著。但该程序仅在阳离子电导率小于0.2 μS/cm的高纯水中有效。否则，会导致氧腐蚀。因此，冷凝液回流可能产生高电导率升高的装置不应采用AVT（O）。推荐的热回收蒸汽发生器锅炉水监测点关于给水的化学监测，表2中引用的冷凝液泵排放阳离子电导率、pH值和钠的一般限值均适用。这是可以理解的，因为许多现代工业蒸汽发生器和几乎所有的热回收蒸汽发生器都没有给水加热器；因此，在蒸汽发生器的通道中，冷凝液的化学性质变化很小。但是，热回收蒸汽发生器给水的建议溶解氧范围为5–10 ppb。还建议采用总铁监测，最好使用腐蚀产物取样器，以确保程序（无论是AVT（O）或替代程序）充分保护冷凝液和给水管线。在适当的化学条件下，给水中的总铁含量应保持在2 ppb以下。如果出于某种原因，需要AVT（R），腐蚀产物取样器也会收集铜腐蚀产物，这为铜腐蚀控制提供了关键数据。锅炉水处理八十年来，蒸汽发生化学专家一直利用磷酸钠化合物对汽包锅炉水冷壁回路进行腐蚀控制并防止固体物沉积。目前，对于高压装置，磷酸三钠（TSP-Na3PO4）是唯一推荐的种类，可能会补充少量的苛性碱（NaOH）以提高开车时的pH值。三磷酸钠通过以下方式在锅炉中产生弱碱性：碱性在一定程度上会减轻等式2中的影响。三磷酸钠的优点还有通过与硬性离子（钙和镁）反应，形成可被排出的软淤泥。三磷酸钠的一个缺点是，当温度超过300︒F时，其溶解度大大降低。因此，在满负荷的高压装置中，大部分磷酸盐沉淀在水冷壁管和其他内件上。这种现象通常被称为“隐藏”。许多装置化学专家现在运行装置的散装水磷酸盐浓度约为1–2 ppm，是因为知道大部分原来的磷酸盐已隐藏，并将在锅炉负荷降低或停工时重新溶解。锅炉水化学处理和监测在很大程度上是设计用于保护蒸汽纯度的。对于通过汽轮机发电的装置来说尤其如此。表3汇总了最重要的检测指标。推荐的蒸汽样品检测指标在很大程度上，给水和锅炉水化学性质的化学指南旨在防止过量杂质带入蒸汽，如果蒸汽驱动一台或多台汽轮机机，这一点尤其重要。汽轮机是精密机械，需要仔细的安装、平衡和操作。（有关汽轮机的更多信息，请参阅：“依靠汽轮机”。）表4详细说明了最重要的指导原则。预防问题正确的蒸汽发生化学反应至关重要，因为需要一直监测和控制化学反应。忽视冷凝液回流、锅炉给水、锅炉水或蒸汽化学反应，从成本和安全角度来看，代价都很大。此外，正确的蒸汽发生器停工、保养和开工程序是关键问题，尤其是防止停用氧气腐蚀[6,7]。原文英文版收录于《Chemical Processing》2015年刊，作者：Brad Buecker, Kiewit Engineering & Design参考文献1.“现代锅炉给水和锅炉水化学性质控制操作规程共识”，美国机械工程师协会（ASME），纽约市（1994）。2.“联合循环/热回收蒸汽发生器（HRSG）综合循环化学指南”，出版编号3002001381，美国电力研究协会（EPRI），帕洛阿尔托，加州（2013）。3.Buecker，B.和D.McGee，“改进水/蒸汽化学控制和装置可靠性的智能系统”，电力工程（2014年5月）。4.Buecker，B.，“微型或超过滤和反渗透：工业水处理的流行组合”，工业水世界（2014年1月/2月）。5.“技术指导文件：汽轮机运行用蒸汽纯度”，水和蒸汽特性国际协会，伦敦（2013）。6.Mathews，J.，“化石装置的保养规程”，电力（2013年2月）。7.Buecker，B.和D.Dixon，“联合循环热回收蒸汽发生器停工、保养和开工化学控制”，电力工程（2012年8月）。◆ ◆ ◆联系我们，了解更多！