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用于水-蒸汽循環(huán)的公用工程用水需要不含有機污染物的超純水。無論是煉油廠、化工廠、食品飲料廠還是發(fā)電廠，都必須在特定點驗證水質(zhì)，以確保符合標準。水中出現(xiàn)雜質(zhì)的一個主要原因是系統(tǒng)中有一處或多處泄漏點，污染物穿過保護屏障，對下游系統(tǒng)構(gòu)成威脅。這些威脅會降低產(chǎn)品質(zhì)量和關(guān)鍵設(shè)備資產(chǎn)的性能或壽命，這兩種情況都會對經(jīng)營產(chǎn)生重大影響。
使用TOC分析
以獲得持續(xù)、實時的數(shù)據(jù)
在水-蒸汽循環(huán)的關(guān)鍵點進行持續(xù)監(jiān)測以確保達到標準至關(guān)重要。有多種監(jiān)測工具可以使用，其中一個是總有機碳（TOC）監(jiān)測。TOC分析提供了一種測定所有存在的有機物的簡單方法，同時強調(diào)速度和準確性。它提供持續(xù)的實時數(shù)據(jù)，使運營人員能做出更好、更快的決策，最終有助于優(yōu)化設(shè)施，同時提高效率和節(jié)省資金。
重要監(jiān)測點：換熱器
實施監(jiān)測計劃的第一步是確定工藝中應(yīng)監(jiān)測TOC的關(guān)鍵點。可能出現(xiàn)污染的最常見位置是換熱器，換熱器會持續(xù)影響鍋爐。
確保進入鍋爐的水不受有機污染非常重要，主要原因有兩個：
高質(zhì)量的水可以確保循環(huán)冷凝液重復(fù)使用，從而節(jié)約能源，降低運營成本，提高可持續(xù)性。
高質(zhì)量的水不會發(fā)生使鍋爐性能下降的腐蝕反應(yīng)，從而延長設(shè)備資產(chǎn)的使用壽命。
鍋爐給水由補給水和回收的冷凝液組成，目的是盡可能地重復(fù)使用冷凝液。TOC分析可確定是否發(fā)生泄漏，并可提供數(shù)據(jù)以確定冷凝液是否可重復(fù)使用或需要轉(zhuǎn)送他處。
在向二次流體傳熱的過程中，換熱器可能發(fā)生泄漏。二次流體包括冷卻劑、工藝冷卻水、柴油、原料、中間體甚至成品。在化工裝置中，二次流體可以是工廠試圖加熱以產(chǎn)生反應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)。當腐蝕破壞了分隔兩股流路的物理屏障時，就會造成泄漏。即使只有針孔大小的泄漏，鍋爐和拋光系統(tǒng)也會受到損壞。如果成品是從熱冷凝液接收熱量的流體，則存在產(chǎn)品損失和產(chǎn)品質(zhì)量受損的風(fēng)險。
傳統(tǒng)方法的不足
通過實施TOC監(jiān)測來分析進入鍋爐的冷凝液，可以了解所有潛在的有機污染。傳統(tǒng)的檢測，如電導(dǎo)率和pH值不能準確體現(xiàn)有機污染物的濃度。電導(dǎo)率用于檢測離子化合物，但許多有機化合物是不帶電的。pH值是用來檢測酸類的，然而，一些有機物對水的pH值幾乎沒有影響。這說明有機物通過傳統(tǒng)的監(jiān)測方法檢測不到。當這些有機污染物進入鍋爐，高溫高壓會使化合物發(fā)生反應(yīng)，形成腐蝕性酸。這些化合物會損壞鍋爐，加速腐蝕，縮短設(shè)備資產(chǎn)的使用壽命。
確定可接受的TOC水平
在控制鍋爐給水有機污染方面，已經(jīng)有全球指南可供參考。此類指南將TOC作為設(shè)備可使用的檢測工具之一，一般來說，建議TOC低于200 ppb。除了參考一般指南外，在確定可接受的TOC水平時，還需要考慮鍋爐的工作壓力。壓力越高，保持給水中低濃度的TOC就越重要。
以下是各機構(gòu)組織的建議：
美國機械工程師學(xué)會（American Society of Mechanical Engineers，ASME）-現(xiàn)代工業(yè)鍋爐給水和鍋爐水質(zhì)控制操作規(guī)程共識
EN 12952 – 歐洲標準水管鍋爐和輔助設(shè)備以及EN 12952-12鍋爐給水和鍋爐水質(zhì)要求
美國電力研究所（Electric Power Research Institute，EPRI）建議的TOC含量低于100 ppb或µg/L。
VGB，歐洲發(fā)電和供熱技術(shù)協(xié)會，建議低于200 ppb。
無論是在閉式回路還是開式回路冷卻系統(tǒng)中，TOC監(jiān)測都可以幫助工廠識別泄漏。然后可以采取適當?shù)拇胧﹣泶_保水質(zhì)，保護設(shè)備和環(huán)境，減少工廠停工時間。
有效TOC監(jiān)測的現(xiàn)實案例
以下案例說明了
有效的TOC監(jiān)測程序：
德克薩斯煉油廠識別污染源并恢復(fù)生產(chǎn)
美國德克薩斯州一家煉油廠遇到了油污染冷凝液，造成鍋爐結(jié)垢和非計劃停工的事件。非計劃維護和生產(chǎn)損失造成的財務(wù)影響致使煉油廠不得不重新審查其冷凝液監(jiān)測程序。調(diào)查結(jié)論是，現(xiàn)有的有機污染物檢測方法導(dǎo)致報告值偏低且無法有效探測泄漏。工廠實施了在線監(jiān)測程序，使用Sievers® InnovOx在線TOC分析儀分析冷凝液。有了這個在線監(jiān)測程序，工廠可以識別出泄漏，找到泄漏源并采取主動措施。通過TOC分析獲得的數(shù)據(jù)能最大限度地回收冷凝液，降低生產(chǎn)成本。
Sievers® InnovOx在線TOC分析儀
田納西河谷管理局（TVA）艾倫聯(lián)合
循環(huán)發(fā)電廠使用TOC分析
避免鍋爐不當啟動和相關(guān)成本
田納西河谷管理局（Tennessee Valley Authority，TVA）的艾倫聯(lián)合循環(huán)發(fā)電廠尋求建立一種更積極主動的監(jiān)測程序，以檢測其閉環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的乙二醇泄漏。乙二醇很難用諸如pH值和電導(dǎo)率的傳統(tǒng)方法檢測到。通過使用總有機碳TOC分析和制定強有力的取樣計劃，該工廠將檢測程序標準化并能準確發(fā)現(xiàn)泄漏。當冷凝液中的TOC含量上升超過200 ppb時，會提醒運營人員。運營人員可以立即采取行動，避免損壞鍋爐。
使用TOC分析確保冷卻水水質(zhì)
一家大型化學(xué)品制造商要求其開放式冷卻水系統(tǒng)不受有機污染。該工廠從當?shù)睾恿魅∷⒃诟鱾€冷卻過程中使用。冷卻后，水返回當?shù)睾恿鳌榱吮苊猸h(huán)境罰款，同時達到可持續(xù)發(fā)展的目標，該工廠投資了一個強有力的TOC監(jiān)測程序。對流入和流出的冷卻水實施有機監(jiān)測，這對于達到質(zhì)量標準至關(guān)重要。這種程序的基礎(chǔ)需要一個足夠靈敏的分析儀來檢測低水平的有機污染，并能提供實時檢測結(jié)果。Sievers® M5310 C TOC分析儀提供了完善的解決方案。分析儀安裝在總共19個監(jiān)測點，包括14個排放流、3個泵站和2個工藝設(shè)備。通過這一強有力的監(jiān)測程序，該化學(xué)品制造商可以控制冷卻水排放，降低罰款風(fēng)險，并實現(xiàn)內(nèi)部可持續(xù)水管理的目標。
Sievers® M5310 C在線TOC分析儀
結(jié)論
通過采用TOC分析進行有機物監(jiān)測程序，工廠可以更好地識別泄漏，并確保水質(zhì)持續(xù)優(yōu)化并且無有機污染。快速發(fā)現(xiàn)問題并立即采取整改措施的能力使工廠能夠避免設(shè)備資產(chǎn)的損壞、不必要的停工和計劃外的財務(wù)壓力。
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