Das Ventilsystem Autoflow ermöglicht es, in Wasser-Dampf-Kreisläufen automatisch eine konstante Durchflussmenge einzuregeln. (Bild: Dr. Thiedig)
- Um Korrosion in Wasser-Dampf-Kreisläufen gering zu halten, empfiehlt sich die Überwachung verschiedener Parameter mit geeigneten Analysatoren.
- Die vorgestellten Probenahmesysteme zur Messung von Wasserstoff, Phosphat und Säure im Wasser wie auch in der Gasphase sind robust, langlebig und wartungsarm.
- Die Lösungen ermöglichen automatisierten Betrieb auf dem Stand der Technik und lassen sich auch nachrüsten.
Probenahme- und Analysesysteme für den Wasser-Dampf-Kreislauf in Kraftwerken und Prozessdampferzeugern sind heute Stand der Technik. Bei Kraftwerken mit häufigen Lastwechseln, schwankenden Drücken oder höherer Partikelbelastung durch Korrosion müssen häufig Ventile für einen ausreichenden Probenfluss manuell nachjustiert werden. Die Ventillösung Autoflow des Anbieters Dr. Thiedig ermöglicht es dagegen, bei solchen Bedingungen automatisch eine konstante Durchflussmenge einzuregeln. Ein derartiges Ventilsystem ist daher Voraussetzung für die Automatisierung von neuen oder vorhandenen Probenahme-Einrichtungen. Der Durchfluss lässt sich damit bei einem Prozessdruck bis 400 bar auf einem einstellbaren Sollwert zwischen 15 und 65 l/h konstanthalten.
Messung von Wasserstoff und Phosphat im Wasser
Zu den Messgrößen, die solche Probenahmesysteme in Wasser-Dampf-Kreisläufen überwachen, gehört unter anderem der in Wasser oder Gasphase gelöste Wasserstoff. Das reaktive Element wirkt in zu großen Konzentrationen korrosiv. Herzstück der Wasserstoffmesseinrichtung Digox 6.1 H2-S ist der auf dem Prinzip einer Brennstoffzelle beruhende Sensor mit einer auf rund 10 Jahre ausgelegten wartungsfreien Betriebszeit. Die Messeinrichtung verfügt über eine eingebaute Selbstdiagnose, die die Funktion des Sensors ohne Unterbrechung des Messbetriebes überwacht. Ausgelegt für Prozessdrücke bis 40 bar kann das Gerät gelösten Wasserstoff bis 10 ppm und in der Gasphase bis 5 Vol.-% messen. Der Analysator eignet sich für eine Vielzahl industrieller Anwendungen wie in Wasser-Dampf-Kreisläufen, aber auch in konventionell und nuklear betriebenen Energieerzeugern, in der Chemie und in der Petrochemie.
Langlebigkeit und Robustheit standen auch im Vordergrund bei der Entwicklung des Phosphat-Messsystems Digox 602 phosphate. Der Analysator arbeitet nach der bekannten Vanadatmethode und mit Blindwertermittlung der Chemikalien über einen eingebauten Mischbett-Ionenaustauscher direkt am Gerät während der Kalibrierung. Sämtliche Pumpen im System sind für eine lange Lebensdauer ausgelegt, es sind keine Schlauchwechsel oder ähnliche Wartungsarbeiten erforderlich. Der Analysator ist für die Messung von bis zu 6 Kanälen ausgelegt, verfügt über eine automatische Kalibrierung und arbeitet im Batchbetrieb, wodurch längere Messpausen kein Problem darstellen. Der Phosphat-Analysator misst gelöstes Ortho-Phosphat im Bereich von 0,05 bis 60 ppm und ist damit ähnlich vielseitig einsetzbar wie der Wasserstoffanalysator.
Kationentauscher für wartungsfreien Betrieb
Ein weiterer wichtiger und zu überwachender Parameter in Wasser-Dampf-Kreisläufen ist die Säureleitfähigkeit. Um diese zu ermitteln, werden bisher vor der Leitfähigkeitsmessung klassische Kationenaustauscher eingesetzt. Nachteilig bei dieser Technologie ist der regelmäßige Harz-Austausch und bei Bedarf dessen Regenerierung. Stand der Technik ist heute der Einsatz von automatisch regenerierenden Kationentauschern nach dem Prinzip der Elektro-Deionisation, mit denen Wartungseingriffe nicht mehr nötig sind.
Beispielhaft für ein solches System ist der Cat Control edi. Dieser nutzt eine modifizierte Methode der Elektro-Deionisation, bei der selektiv nur die Kationen aus einem Probenstrom entfernt werden. Dieser Effekt wird durch die Verwendung einer speziellen Membran möglich, die nur für Kationen permeabel ist. Betreiber können damit ihre vorhandene Messtechnik für Säure- oder entgaste Säureleitfähigkeit auf den neuesten technischen Standard heben. Das Modul lässt sich außerdem einfach in vorhandene Messsysteme anderer Hersteller zur Bestimmung der Säure- oder entgasten Säureleitfähigkeit integrieren.
Achema 2024, Halle 11.1 – E63