Kesselspeisewasser

Kesselspeisewasserqualität
Kesselspeisewasser und der W/D-Kreislauf
Gelsenkirchen, 11.11.2015
Dirk Herkelmann
E.ON Technologies GmbH
Inhalt
1. Kesselspeisewasser
2. Kondensatqualität
3. Kondensatspeicherung
2
1. Kesselspeisewasser –
Bedarf und Qualität
Verluste im
Wasserdampfkreislauf
Anforderungen an
die Speisewasser/
Kondensatqualität
Grenzwerte und
Richtlinen
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• Probenahme
• Regenerier- und Waschprozesse
• abhängig von Kesseltypen
• Fahrweise
• eingesetzte Materialien
• unterschiedliche Standards
• anlagenspezifische Betriebsund Alarmparameter
1. Kesselspeisewasser – Verluste
Abschlämmung
Probenahmen
Dampferzeuger
Speisewasser
behälter
Kondensatreinigung
Regeneration
4
Turbine
Kondensator
Vollentsalzungsanlage
1. Kesselspeisewasser – Qualität
Leitfähigkeit [µS/cm]
Leitfähigkeit von reinem Wasser in Abhängigkeit von der Temperatur.
0,20
0,18
0,16
0,14
0,12
0,10
0,08
0,06
0,04
0,02
0
0
5
10
15
20
25
Temperatur [°C]
5
30
35
40
45
50
1. Kesselspeisewasser – Qualität / Konditionierung
Konditionierung
Alkalisierungsmittel
Sauerstoff
Amine
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• Anhebung pH Wert
• Korrosionsminderung
• flüchtig
• nicht flüchtig
• Aufbau von Oxid - Schutzschichten
• Aufbau von filmbildenden Schutzschichten
1. Kesselspeisewasser – Maßnahme und Wirkung
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Maßnahme
Ziel
Verwendung von Deionat (geringe
Leitfähigkeit)
Reduzierung von Korrosionsbildnern
pH-Wertanhebung
Korrosionsschutz für die Werkstoffe
Sauerstoffdosierung
Aufbau von Schutzschichten
Kondensataufbereitung
Abreicherung von gelösten und
partikulären Verunreinigungen
Trommelabsalzung
Abreicherung von gelösten und
partikulären Verunreinigungen
1. Kesselspeisewasser - Qualitätsparameter
VGB
(S010)
EPRI
(Electric Power Research Institute)
ETG
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1. Kesselspeisewasser – Qualitätsparameter ETG
Trommelkessel (100 – 170 bar)
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2. Kondensatqualität – aufrecht erhalten !
Zusatzwasserqualität
Abschlämmung
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• Vollentsalzung überwachen
• Verfahren kombinieren (z.B. TOC- RO)
• hohe Verluste
• Durchlaufkessel nicht möglich
• behördliche Grenzwerte (z.B. NH3)
Kondensatreinigung
• Anlageninvestition (Kapazität)
• Regenerationsaufwand
Kondensatspeicherung
• Kein Luft- / Partikeleintrag
• Kondensatrückführung aus
Fremdsystemen überwachen
2. Kondensatqualität – Schaltung Kondensatreinigung
Rückspülbarer
Vorfilter
(Luft / Wasser)
IBS : ~ 20 µm
Betrieb : ~10 µm
Mischbettfilter
Bypass ionogener Teil
Schaltung setzt
Feststoffalkalisierung voraus
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2. Kondensatqualität – Schaltung Kondensatreinigung
Rückspülbarer
Vorfilter
(Luft / Wasser)
IBS : ~ 20 µm
Betrieb : ~10 µm
Kationenfilter
Bypass ionogener Teil
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Mischbettfilter
2. Kondensatqualität – Schaltung Kondensatreinigung
Rückspülbarer
Vorfilter
(Luft / Wasser)
IBS : ~ 20 µm
Betrieb : ~10 µm
Kationenfilter
Bypass ionogener Teil
Ausstapeln zum Deionat- /
Kondensatspeicher
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Mischbettfilter
2. Kondensatqualität – Beispiel Kondensatreinigung
(Bypassbetrieb, 2 x 33% - 2 x 50%)
1. Kerzenfilter
2. Kationenfilter
3. Mischbettfilter
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2. Kondensatqualität – Kondensatreinigung
Vorteile
• Reduktion partikulärer und
ionogener Kontamination
• Kühlwasserleckagen abpuffern
• Abschlämmmenge verringern
• Zusatzwasser durch Ausstapelung sparen
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Nachteile
• Investitionskosten
• Regenerationschemikalien
• Kontamination des
Wasserdampfkreislaufes bei
Regeneration möglich
• Abwasser (Aufkonzentrierung)
2. Kondensate / Speisewasser – O2 Entgasung bei IBS
Membranentgasung
• Diffusionsmembrane
• Kombibetrieb von Vakuum und N2
• Restmengen O2 < 5ppb möglich
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chemische Konditionierung
zur O2 Abscheidung
• Einsatz gesundheitsgefährdender
Substanzen
• Umweltrechtliche Problematik
• Chemikalienhandling
3. Kondensatspeicherung
Spezifikation Tank
• Material (korrosionsbeständiger Stahl vs.
Beschichtung)
• Kapazität (mehrtägiger Betrieb ohne VEA
möglich)
• Mindestniveau berücksichtigen (ggf.
Löschwasservorlage)
• Isolation (Korrosion von außen unter der Isolation
beachten !)
• Sicherheitseinrichtungen (Berstscheiben,
Sicherheitsventile, Überwachung,
Begleitheizungen)
• Verunreinigung bei Lagerung überwachen: mind.
Leitfähigkeitsmessung NACH Kondensatspeicher
• Kondensatrückführung über KRA möglich (z.B.
bei IBS)
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3. Kondensatspeicherung
Tankbelüftung
• Offen zur Atmosphäre (Kontamination
von Fremdstoffen / Partikeln, SiO2)
• CO2 Feststofffilter
(Verblockungsgefahr)
• „Cola Dose“ beim Verblocken des
Unterdruckschutzes
• Querkontamination bei
Sammelbelüftungen beachten
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3. Kondensatspeicherung
Vermeidung Lufteintrag
• Überlagerung Dampfposter:
Ruhige Wasseroberfläche,
sonst Dampfkondensation
Temperaturanstieg !
• Überlagerung Stickstoff:
teuer, Niveau möglichst
konstant zu halten
• Schwimmkugeln:
Reduziert Lufteintrag, TOC
Anstieg nur beim Einbringen
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3. Kondensatspeicherung - CO2 Abscheidung
CO2 Schloss
• CO2 Abscheidung durch
Natronlaugevorlage ( ca. 3%)
• Chemikalie zumeist vorhanden
• Bypassströmung (am
Unterdruckschutz) vermeiden
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Vielen Dank für Ihre
Aufmerksamkeit !
21

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