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Sulfat- und Chlorid-Analyzer

Chlorid- und Sulfaterkennung im ppp-Bereich für die Kraftwerkschemie

Sulfat- und Chlorid-Analyzer sind Online-Messgeräte zur kontinuierlichen Überwachung des ppb-Gehalts von Chlorid und Sulfat in einem Wassersystem. Der 3000CS von METTLER TOLEDO ist ein kombinierter Sulfat- und Chlorid-Analyzer mit mikrofluidischer Kapillarelektrophorese-Technologie zur Überwachung und sofortigen Erkennung von Verunreinigungen, damit Korrekturmaßnahmen ergriffen werden können.

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FAQs

Was ist ein Sulfat- und Chlorid-Analyzer?

Ein Sulfat- und Chlorid-Analyzer ist ein Online Messgerät zur automatischen Überwachung des Gehalts von Chlorid und Sulfat im ppb-Bereich in einem Wasserkreislauf. Der Sulfat- und Chlorid-Analyzer 3000CS wurde für Messungen in der Kraftwerkschemie und im Zusatzwasser entwickelt und arbeitet mit mikrofluidischer Kapillarelektrophorese-Technologie.

Was ist die mikrofluidische Kapillarelektrophorese?

Die mikrofluidische Kapillarelektrophorese verwendet eine Spannung zur Aufspaltung von Ionen in einem Kapillarrohr. Ionen bewegen sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten im Kapillarrohr, je nach Verhältnis zu Größe/Ladung, was zu einer Trennung der Ionen führt. Mit dieser Technologie kann der Chlorid- und Sulfat-Analyzer von METTLER TOLEDO Messungen von Chlorid und Sulfat im ppb-Bereich durchführen.

Wie wird die mikrofluidische Kapillarelektrophorese bei der Analyse von Chloriden und Sulfaten eingesetzt?

Der Analyzer verwendet zur Trennung der Ionen in der Wasserprobe eine mikrofluidische Kapillarelektrophorese-Kartusche. Es bilden sich konzentrierte Zusammenschlüsse von Chlorid- und Sulfationen, die durch das Kapillarrohr wandern. Die Konzentration dieser Ionen wird mithilfe einer Leitfähigkeitsmesszelle auf der Kartusche in ppb gemessen und dann auf dem Sulfat- und Chlorid-Analyzer angezeigt.

Welche Auswirkungen haben Chlorid- und Sulfationen auf die Kraftwerksausrüstung?

Chloride und Sulfate zählen zu den korrosivsten Verunreinigungen im Kraftwerkswasser. Sie verursachen Korrosion, Lochfraß, Spannungsrisskorrosion, Leistungsverlust durch Ablagerungen von Korrosionsprodukten und Korrosion unter Ablagerungen. Diese wiederum schädigen teure Kraftwerksausrüstungen wie Turbinen und Kessel und haben ungeplante Ausfallzeiten für Wartungs- und Reparaturarbeiten zur Folge. Beim Einsatz eines Sulfat- und Chlorid-Analyzers zur Überwachung dieser korrosiven Verunreinigungen kann der Chlorid-Analyzer frühzeitig Spuren korrosiver Ionen erkennen, um Schäden an der Kraftwerksausrüstung zu minimieren.

Was sind Chloridionen? Wie gelangen Chloridionen ins Wasser?

Das Chloridion ist Bestandteil zahlreicher Salze, wie beispielsweise NaCl. Salze kommen häufig in der Natur vor und sind leicht wasserlöslich, sodass sie zu Chloridverunreinigungen führen. Chlorid-Analyzer von METTLER TOLEDO überwachen regelmäßig den Chloridgehalt in einem Wasserkreislauf, um sicherzustellen, dass keine Korrosion oder Schäden an Maschinen auftreten.

Was sind Sulfationen? Wie gelangen Sulfationen ins Wasser?

Sulfat ist Bestandteil zahlreicher Salze, wie etwa Na2SO4. Salze kommen in der Natur häufig vor und sind leicht wasserlöslich, sodass sie zu Sulfatverunreinigungen führen. In Kraftwerken können Sulfationen auch durch die Aufspaltung von sulfonierten Harzen ins Wasser gelangen. Sulfat-Analyzer von METTLER TOLEDO sind Online Messgeräte zur automatischen Überwachung des Sulfatgehalts im ppb-Bereich in einem Wasserkreislauf, um Benutzer vor potenzieller Korrosion oder Beschädigung zu warnen.

Wie werden Chlorid- und Sulfatkonzentrationen in Kraftwerken überwacht?

Die Qualität des in den Wasser-Dampf-Kreislauf eingespeisten Wassers sowie geringe Chlorid- und Sulfatkonzentrationen können durch eine ordnungsgemäße Wasseraufbereitung sichergestellt werden. Wenn ein Sulfat- und Chlorid-Analyzer größere Mengen an Chloriden und Sulfaten im Wasser-Dampf-Kreislauf feststellt, können diese dem Wasser-Dampf-Kreislauf durch Dampfkessel-Abschlämmung entzogen werden. Der Kreislauf wird anschließend mit frischem Zusatzwasser aufgefüllt.

An welcher Stelle werden Chloride und Sulfate in Kraftwerken überwacht?

Die wichtigste Messstelle für Chloride und Sulfate im Wasser-Dampf-Kreislauf befindet sich am Turbineneintritt. So wird sichergestellt, dass nur zulässige Chlorid- und Sulfatkonzentrationen mit dem Dampf in die Turbine gelangen können, der teuersten Kapitalanlage im Kraftwerk. Ein weitere wichtige Messstelle liegt nach der Kondensatentsalzung zur Überwachung der Aufspaltung von sulfonierten Harzen. Es ist auch wichtig, diese Ionen im Zulauf zum Kessel mit einem Sulfat- und Chlorid-Analyzer zu überwachen, um sicherzustellen, dass der Kessel nicht beschädigt wird. Wenn am Kesseleinlass hohe Ionenkonzentrationen gemessen werden, können so durch Dampfkessel-Abschlämmung auch Chloride und Sulfate dem Wasser-Dampf-Kreislauf entzogen werden.

Geringe Chlorid- und Sulfatkonzentrationen im Zusatzwasser erkennt man durch ihre Überwachung nach allen Aufbereitungsschritten, bevor das Wasser in den Lagertank geleitet wird, der den Wasser-Dampf-Kreislauf bedient.

Gibt es Richtlinien für zulässige Höchstgrenzen von Chlorid- und Sulfatkonzentrationen?

Wichtige Regulierungsbehörden und Forschungseinrichtungen, wie EPRI (USA), IAPWS (Global) und TPRI (China) legen in ihren Richtlinien für den Kraftwerksbetrieb zulässige Grenzwerte fest. Auch Turbinenhersteller geben in ihren Garantien zulässige Grenzwerte an, um die optimale Turbinenleistungen und die Korrosionskontrolle sicherzustellen. Alle Sulfat- und Chlorid-Analyzer von METTLER TOLEDO erfüllen diese gesetzlichen Anforderungen.

Was sind die zulässigen Grenzwerte für diese Ionen?

Für das Zusatzwasser und den Wasser-Dampf-Kreislauf liegen die zulässigen Grenzwerte für Chlorid und Sulfat gleichermaßen zwischen 2 oder 3 ppb.

Werden Chlorid- und Sulfatkonzentrationen von Leitfähigkeitsmessungen erfasst?

Nein, die Leitfähigkeit ist eine kumulative Messung aller Verunreinigungen im Wasser und kann nicht zwischen schädlichen Verunreinigungen wie Chlorid und Sulfat und harmlosen Bestandteilen wie Kohlendioxid unterscheiden. Sie liefern keine Messungen von Chlorid- und Sulfatkonzentrationen im ppb-Bereich.

Gibt es eine Idealmethode zur Überwachung von Chloriden und Sulfaten?

Ja. Chloride und Sulfate sollten mit einem Sulfat- und Chlorid-Analyzer direkt an wichtigen Messstellen in Kraftwerken gemessen werden. Die Messungen sollten Angaben zur Konzentration im ppb-Bereich jedes Ions liefern, und nicht nur eine kumulative Messung aller Verunreinigungen im Wasser. 

Handproben zur Durchführung von Laboranalysen führen zu Messverzögerungen, die bereits zu Schäden an der Kraftwerksausrüstung führen können. Eine solche Messmethode würde zudem ein Kontaminationsrisiko bei der Probeentnahme und dem Transport mit sich bringen. Das Ergebnis wären falsche positive Werte und unnötige Wartungsarbeiten, die zu einer Verlängerung der Ausfallzeit des Kraftwerks führen.

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