背景

礦物燃料與核電力設(shè)施使用換熱器，使工藝蒸汽冷凝回到液體形態(tài)。熱交換器的工作原理是，通過從一種介質(zhì)（蒸汽）中轉(zhuǎn)移熱量至另一種介質(zhì)（空氣、水、或乙二醇）中。很多新近的封閉式冷卻水系統(tǒng)、電力設(shè)施使用乙二醇（C2H6O2）作為熱傳遞液體，因?yàn)?b>乙二醇有很高的熱傳遞效率。

雖然乙二醇是超級(jí)好的熱傳遞流體，但如果它從冷卻器中泄漏并進(jìn)入冷凝蒸汽中時(shí)，會(huì)造成嚴(yán)重問題。在升高的溫度與壓力下，水中乙二醇會(huì)降解為有機(jī)酸，會(huì)酸化冷凝液，導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)快速的腐蝕。有機(jī)酸的增長也會(huì)嚴(yán)重破壞離子交換樹脂床與礦物質(zhì)脫除塔。發(fā)現(xiàn)早期針孔大的熱交換器泄漏，對(duì)于保持維護(hù)電力設(shè)施與工藝設(shè)備的完整性，非常重要。雖然很多工廠使用痕量水平的胺來中和，來控制回路的pH，但這些胺常規(guī)地都是按照控制來自二氧化碳溶解產(chǎn)生的碳酸，來給藥的。乙二醇泄漏造成的有機(jī)酸的大量流入，很容易壓垮這種pH控制，并造成冷凝液明顯的酸化。

問題

電廠通常檢測(cè)pH與陽離子電導(dǎo)率來監(jiān)測(cè)蒸汽回路水的純度。然而，那些參數(shù)并不總是足夠。充分早地探測(cè)乙二醇的早期泄漏以預(yù)防顯著的下游問題十分重要。因?yàn)閜H與陽離子電導(dǎo)率的偏離，僅僅在乙二醇分解之后才產(chǎn)生，這些檢測(cè)對(duì)于探測(cè)泄漏來說，經(jīng)常已經(jīng)太晚了。

水中乙二醇在熱的高壓蒸汽回路中降解。如果熱交換器中發(fā)生泄漏，這種泄漏的現(xiàn)象在乙二醇降解之前，可能無法通過pH與電導(dǎo)率探測(cè)到。在這一點(diǎn)上，工藝設(shè)備（例如：礦物質(zhì)脫除塔、樹脂床、冷凝液拋光器、鍋爐、渦輪機(jī)等）可能已經(jīng)暴露在酸性的冷凝液或蒸汽中。

乙二醇是一種含碳38.7%的有機(jī)分子，因此能夠使用在線、連續(xù)的總有機(jī)碳（TOC）分析來探測(cè)到。Sievers? M系列在線TOC分析儀能夠在乙二醇在冷凝液蒸汽中降解之前，更早地檢測(cè)到乙二醇的泄漏。

解決方案

在Sievers分析儀進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)室研究中，Sievers M系列TOC分析儀表現(xiàn)出對(duì)乙二醇的回收率在97.3%－99.1% ，對(duì)于碳含量在0.5－25 ppm 碳 （1.3－64.7ppm 乙二醇）。Sievers M系列TOC分析儀的回收率總結(jié)如下表：

在圖2中，分析儀顯示出對(duì)檢測(cè)乙二醇有高的線性響應(yīng)?；诙炕厥章剩ā?7.3%），與高度的線性（R2=1.0000），Sievers M系列TOC分析儀很適用于檢測(cè)冷凝液蒸汽中寬廣范圍的乙二醇濃度。

幾個(gè)著名的組織（EPRI、VGB、與 Eskom）建議100－300 ppb作為蒸汽循環(huán)補(bǔ)給水的合適的背景TOC水平。水或蒸汽循環(huán)中的這個(gè)TOC背景很好地位于Sievers M系列TOC分析儀的檢測(cè)水平0.03 ppb之上，同時(shí)這個(gè)TOC背景也足夠低，可以輕松檢測(cè)背景TOC濃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，從設(shè)備維修與更換、以及停產(chǎn)期間損失的能量產(chǎn)出等方面，可能是成百上千美元。由于乙二醇有毒并有危險(xiǎn)，額外的緩和被污染的冷凝水也非常關(guān)鍵。使用Sievers M系列在線TOC分析儀，冷凝蒸汽每2分鐘被分析一次，提供給設(shè)備操作者高解析度的數(shù)據(jù)，使用這些數(shù)據(jù)，可以快速識(shí)別并解決使用乙二醇溶液的熱交換器的泄漏。

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