DE19850444A1

DE19850444A1 - Verfahren zur Analytik strömender Flüssigkeiten und Vorrichtung zu seiner Durchführung

Info

Publication number: DE19850444A1
Application number: DE1998150444
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Leye
Original assignee: Individual
Current assignee: Dr Leye Anlagen- und Analysentechnik 0 De GmbH
Priority date: 1998-10-27
Filing date: 1998-10-27
Publication date: 2000-05-31
Anticipated expiration: 2018-10-28
Also published as: DE19850444C2

Abstract

Es ist bisher üblich, dem Wasser-Dampf-Kreislauf eines Kraftwerkes eine Probemenge von 60 l/h zu entnehmen, zu kühlen und zu analysieren. Diese Verfahrensweise ist nur mit großem apparativen Aufwand zu beherrschen. Das neue Verfahren soll den Aufwand mindern und die Probenahme- und Analysentechnik weitgehend automatisieren. DOLLAR A Der Probenstrom wird gesplittet, der gekühlte und entspannte Strom wird von der durchzuführenden Analytik getrennt. DOLLAR A Die Verfahrensweise ermöglicht bei mindestens gleicher, häufig besserer Genauigkeit der Meßwerte eine bedeutende Verbesserung der Analytik im Wasser-Dampf-Kreislauf von Kraftwerken.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Analytik strömender Flüssigkeiten, ins besondere in der Kraftwerkstechnik. Eine Vorrichtung in kompakter oder modularer Bauweise dient der Durchführung des Verfahrens.

Es sind bereits Verfahren bekannt, strömende Flüssigkeiten zu analysieren. Dazu gibt es eine kaum überschaubare Vielzahl von Verfahren, zusammenfassender Darstellungen, Handbücher und dergleichen.

Es ist auch bereits bekannt, in einem Wasser-Dampf-Kreislauf eines Kraftwerkes die Bestandteile des Wassers analytisch zu kontrollieren. Eine häufig verwendete Methode ist die Leitfähigkeitsmessung. Der Dampfstrom wird kontinuierlich oder diskontinuierlich kontrolliert. Neben der Leitfähigkeit werden pH, O₂, Na⁺, Si, m- und p-Wert bestimmt.

Zur Durchführung der Messungen wird so verfahren, daß aus dem Medienstrom eine Probe entnommen wird. Das geschieht kontinuierlich über eine Sonde, die über eine eingeschweißte Hülse in den Medienstrom eintaucht. Durch ein Rohr aus V 4 A Stahl wird die Probe an den Meßplatz geleitet und dort nach hinreichender Abkühlung und Entspannung (Drosselung) vermessen.

Für das Entnahmerohr gibt es eine Vielzahl angebotener technischer Lösungen. Diese sind häufig verbunden mit einem Probenahmekühler und einem Kationenfil ter, wobei letzterer eine Differenzleitfähigkeitsmessung in z. B. einem Meßkopf nach Dr. Leye ermöglicht.

Es ist üblich und wird u. a. von der weltweit führenden Firma auf diesem Gebiet, der US-amerikanischen SENTRY Equipment Corp. als alleinige Lösung der technischen Aufgabenstellung angewendet, daß aus dem Wasser-Dampf-Kreislauf eines Heiz kraftwerkes laufend Proben entnommen werden im Umfang von 60 l/h. Diese Flüssigkeitsmenge wird auf + 25 Grad C gekühlt und die Messungen werden in an sich bekannter Weise durchgeführt. Der Druck des Produktstromes wird durch Ventile gemindert, die technisch raffiniert ausgestattet sind.

Sofern die Kühlwassertemperaturen nicht ausreichen, um die geforderte Meß temperatur der Analysenflüssigkeit zu erreichen, wird ein Elektrokühler eingesetzt, mittels dem - bevorzugt in klimatisch heißen Regionen - das gesamte Probengut (60 l/h) thermostatiert wird. Dies erfordert einen hohen Energieaufwand.

Die Nachteile des Standes von Wissenschaft und Technik lassen sich wie folgt beschreiben.

1. Die herkömmliche Probenahmetechnik ist mit einem großen Verrohrungs- und Montageaufwand verbunden.
2. Gleiches trifft nach Art und Anzahl für die derzeit notwendigen relativ hoch wertigen Ventile zu, die dem Systemdruck standhalten müssen.
3. Durch das notwendige Vorhandensein der Verteilventile und der damit gegebenen Möglichkeit der Manipulation können Veränderungen der Strö mungsverhältnisse und damit des analytischen Ergebnisses der Leitfähig keits-und pH-Messung verursacht werden.
4. Die konventionelle Probenahmetechnik ist außerordentlich schwer automati sierbar.
5. Nicht automatisiert ist die Wiederinbetriebnahme herkömmlicher Probenah metechnik nach Revisionen oder dergleichen, sie ist mit hohem manuellen Aufwand verbunden.
6. Die Totvolumina sind relativ groß und damit die Verfügbarkeit aktueller Analysewerte unzureichend.
7. Die bevorzugt in heißem Klimazonen erforderliche Thermostatierung ist bei 60 l Medium pro Stunde mit hohem Anlagen- und Energieaufwand verbun den.

Die Ursachen für die unter 1. bis 3. genannten Nachteile sind im herkömmlichen Aufbau der Probenahmesysteme und der nachfolgenden Analytik begründet.

Daraus ergibt sich zwangsläufig für die Punkte 4. und 5. bei konventioneller Technik ein außerordentlich großer Aufwand in Gestalt von Motorventilen mit Regelcharak teristik, Durchflußreglern etc.

Da bisher der gesamte gekühlte Medienstrom (60 l/h) der Analytik zugeführt wird, sind große Volumina mit hohem Anlagen- und Energieaufwand für den Fall der Thermostatierung unabdingbar.

Die Erfindung hat das Ziel, die Nachteile des Standes von Wissenschaft und Tech nik abzustellen und ein zuverlässiges und kostengünstiges analytisches Verfahren zur Überwachung des Wasser-Dampf-Kreislaufes in Kraftwerken anzugeben. Dabei soll besonderer Wert auf die Automatisierbarkeit der Analytik gelegt werden. Die zur Messung notwendigen Flüssigkeitsmengen müssen verringert werden. Das ist schon aus energetischen Gründen notwendig.

Die Erfindung hat die Aufgabe, die Ursachen der Nachteile bisheriger Verfahrens weise zu überwinden, wobei die Genauigkeit und der Zugriff auf die Meßwerte zur Produktionskontrolle gewährleistet bleiben oder verbessert werden soll.

Es müssen Verfahrensweisen aufgezeigt werden, welche die notwendige Menge Analysenflüssigkeit verringern bei mindestens gleicher Genauigkeit der Messungen und ihrer zeitlichen Verfügbarkeit.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß unter Beachten der Vor schrift über die Entnahme von mindestens 60 l Analysenlösung pro Stunde aus dem Wasser-Dampf-Kreislauf eines Kraftwerkes und deren Abkühlung und Entspannung die Analysenlösung gesplittet wird.

Der gekühlte und entspannte Strom von Analysenflüssigkeit wird erfindungsgemäß von der durchzuführenden Analytik getrennt.

Nach dem Abzweigen des Analysenflüssigkeitsstromes aus dem Wasser-Dampf- Kreislauf wird wie folgt verfahren.

In an sich bekannter Weise wird zunächst die Analysenlösung in der vorgeschriebe nen Menge aus dem Wasser-Dampf-Kreislauf des Kraftwerkes gezogen und in einem Schlangenkühler oder dergleichen abgekühlt. Der Flüssigkeitsstrom wird gegen den Atmosphärendruck entspannt und fließt durch einen Schwanenhals in freiem Auslauf in eine Handprobenahmeflasche und weiter in die Probenents orgung.

In diesen Fluß wird jetzt erfindungsgemäß eingegriffen. Durch eine Schlauchpumpe oder eine vergleichbare probemengebegrenzende Vorrichtung wird eine geringe Menge Analysenflüssigkeit aus dem Flüssigkeitsstrom entnommen und einer Thermostatiereinheit zugeführt. Die in Anspruch genommene Menge beträgt etwa zehn bis fünfzehn vom Hundert der Gesamtmenge von 60 l pro Stunde. Die Ther mostatiereinheit bringt die entnommene, relativ geringe Menge Analysenlösung auf genaue Meßtemperatur. Diese genau temperierte, relativ geringe Menge Analysen lösung wird den Meßgeräten zugeführt und die Messungen werden vorgenommen.

Diese Verfahrensweise bedeutet, daß nur etwa ein Zehntel der nach dem Stand der Technik notwendigen Analyseflüssigkeitsmenge entnommen und vor allem thermo statiert werden müssen. Das bedeutet einen gewaltigen Vorteil.

Die Entnahme der Analyseflüssigkeit wird durch eine nachgeschaltete Pumpe verwirklicht, die als Volumenbegrenzung fungiert.

Die Analyseflüssigkeit wird einem, mehreren oder allen Modulen einer Analytikbat terie nacheinander oder zugleich zugeführt. In jedem Modul wird die Leitfähigkeit und/oder die Differenzleitfähigkeit durch Messen auch der korrigierten Leitfähigkeit, pH, O₂, Na⁺, Si, auch der m-Wert usw. gemessen. Ein Sequenzer, automatisch gesteuert, schaltet die erforderlichen Module im Takt zu.

Die Module sind an einer Tafel angebracht, die gegebenenfalls in einen Schrank untergebracht werden kann.

Die erstmalig mögliche Automatisierung der Analytik hat gegenüber der bisherigen Verfahrensweise große Vorteile. Wurden bisher etwa 20 l gekühlte Analysenflüssig keit gebraucht, um zum Beispiel eine Differenzleitfähigkeitsmessung genau genug durchzuführen und mußte das Ventil zum Durchleiten des Analysenflüssigkeits stromes durch den Kationenaustauscher von Hand betrieben werden, kann jetzt das Leitfähigkeitsmeßmodul durch einen Sequenzer angesteuert werden, wobei nach folgend automatisch Analysenflüssigkeit aus dem entspannten und nur vorgekühl ten Flüssigkeitsstrom entnommen wird.

Wird der Analysenflüssigkeitsstrom aus irgendeinem Grund unterbrochen, geht ein Meßsignal vom Motorventil M an die Schlauchpumpe (4), die daraufhin stoppt und so ein Trockenziehen der Apparatur vermeidet.

Legende zur Abbildung

TI Temperaturwächter

1

Flüssigkeitsstromwächter

2

Motorventil

3

Überlauf (Schwanenhals)

4

Schlauchpumpe

Claims

1. Verfahren zur Analytik strömender Flüssigkeiten, insbesondere von Wasser aus dem Wasser-Dampf-Kreislauf von Kraftwerken durch Entnehmen eines Stromes von ca. 60 l pro Stunde Analysenflüssigkeit aus dem Wasser-Dampf-Kreislauf, dessen Abkühlen und Entspannen und teilweisem Rückführen in den Kondensat- Kreislauf, dadurch gekennzeichnet, daß nach Passieren von einem voreingestellten Druckminderventil über einen Schwa nenhals ein hydrostatischer Druck eingestellt wird und die Flüssigkeit über ein Vorratsgefäß wie eine Probenahmeflasche oder der gleichen dem freien Ablauf zugeführt wird, aus diesem Strom von Analysenflüssigkeit ein Anteil entnommen wird, dieser Anteil sorgfältig thermostatiert wird, alsdann über ein Verteilersystem analytischen Modulen zugeführt wird, in denen pH, O₂, Na⁺, Si, der m-Wert, die Leitfähigkeit vor und nach einem Kationenfilter bestimmt werden, weitere Module zugeschaltet werden können, wobei die Module über Sequenzer derart gesteuert werden, daß die entscheidenden Werte häufiger bestimmt werden und anschließend die Auswertung in an sich bekannter Weise erfolgt.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Meßmodule, die gegenüber herkömmlicher Technik im Maßstab eins zu zehn verkleinert sind, für die Messung von pH, O₂, Na⁺, Si, Leitfähigkeit, Differenzleitfähigkeit, m-Wert und anderer in einer Analytikbatterie angeordnet sind eine Thermostatiereinheit mit unterschiedlicher Anzahl von Ein- und Ausgängen vorhanden ist, eine Schlauchpumpe dem fließenden entspannten vorgekühlten Strom der Analysenflüssigkeit die für das Modul notwendige Menge Analysenlösung entnimmt, die Meßeinheit im Modul die Probe analysiert, die Analysenwerte gespeichert und an eine Auswerteeinheit weitergegeben werden, sowie eine Probenahmeflasche, die mit waschflaschenähnlichen Zu- und Abgängen versehen in den Medienüberlauf eingebunden ist.