Un sistema di analisi del vapore e dell'acqua (SWAS) condiziona, analizza e monitora le proprietà chimiche del vapore e dell'acqua utilizzati per generare elettricità. Uno dei fattori principali che influenzano i risultati di uno SWAS è la temperatura del campione. Il controllo della temperatura in uno SWAS richiede l'apparecchiatura corretta per eliminare le fonti di errore nelle misurazioni, migliorando, in tal modo, l’accuratezza delle analisi e il risparmio sui costi.
CONTROLLARE LE TEMPERATURE CON L'ATTREZZATURA GIUSTA
Le temperatura del campione è controllata dalla temperatura dell'acqua di raffreddamento, dal flusso dell'acqua di raffreddamento e dalla portata del campione. Tuttavia, la temperatura dell'acqua di raffreddamento varia notevolmente in base alle stagioni, alle regioni e alle sorgenti. Alcuni analizzatori hanno fattori di compensazione della temperatura standard predefiniti nel software, ma la compensazione della temperatura della soluzione è difficile da prevedere con temperature e concentrazioni chimiche variabili.
Questi fattori possono essere controllati con skid di isolamento dell'acqua di raffreddamento adeguatamente dimensionati e raffreddamento secondario mediante un circuito chiuso da un'unità di controllo della temperatura (TCU), eliminando la compensazione dell'analisi e le fonti di errore nelle misurazioni. L'eliminazione degli errori nell'analisi critica migliora la precisione dei risultati, spesso con un significativo risparmio sui costi.
REGOLAZIONE DELLA TEMPERATURA DI CHIUSURA
Mentre le equazioni di compensazione della temperatura sono diventate più sofisticate per varie opzioni di trattamento chimico delle caldaie, l'imprecisione sia della misurazione della temperatura, sia della compensazione della soluzione può introdurre errori.
Molti sistemi di condizionamento del campione sono progettati con uno stretto controllo della temperatura. Questo sistema, ad esempio, è importante per le centrali elettriche per le seguenti applicazioni generali:
- Impianti nucleari secondari, turbine e acqua di alimentazione.
- Impianti a combustibili fossili, tipicamente 103-137 bar o superiore.
- Temperatura dell'acqua di raffreddamento elevata, da35°C o superiore.
- Variazione della temperatura dell'acqua di raffreddamento nel ciclo giornaliero, ad esempio quando l'acqua della torre di raffreddamento viene utilizzata senza controllo della temperatura.
RAFFREDDAMENTO PRIMARIO DEL CAMPIONE
Un raffreddatore di campioni è uno scambiatore di calore compatto ad alta efficienza utilizzato per condensare campioni di vapore e per raffreddare campioni di vapore e acqua.
Il raffreddamento primario è il primo passo nel processo di condizionamento del campione. L'obiettivo di un dispositivo di raffreddamento primario è ridurre il campione di vapore o acqua a una temperatura sicura, generalmente compresa tra 30 ° C e 50 ° C . I raffreddatori di campioni primari sono progettati per rimuovere la maggior parte del calore dai campioni in ingresso e possono ridurre la temperatura del campione in ingresso fino a 3-6 ° C dalla temperatura di alimentazione dell'acqua di raffreddamento.
Per ridurre al minimo la deposizione e la caduta di pressione, è importante posizionare gli scambiatori primari il più vicino possibile alla fonte di estrazione del campione. Secondo EPRI, gli scambiatori primari devono essere posizionati a monte delle valvole di riduzione della pressione. La riduzione della temperatura del campione deve essere sempre completata prima della riduzione della pressione per evitare che il campione diventi vapore. Le linee di campionamento che conducono all'ingresso di un refrigeratore campione primario dovrebbero essere isolate per proteggere gli operatori. I refrigeratori campione dovrebbero essere dimensionati adeguatamente per preparare il campione per il raffreddamento secondario.
Le linee guida ASTM ed EPRI raccomandano i tubi nello scambiatori con una resistenza alla corrosione almeno pari al 18% di cromo e all'8% di nichel. L'acciaio inossidabile 316 è un materiale comunemente selezionato per questa applicazione, così come la linea di campionamento e la serpentina del refrigeratore. Il materiale selezionato per il rivestimento esterno dovrebbe limitare la corrosione e la vaiolatura (ad esempio 304 SS).
È necessario prendere in considerazione materiali alternativi per serpentine e rivestimenti per applicazioni con componenti dell'acqua di raffreddamento come cloruri e ossigeno disciolto, come nei sistemi di acqua potabile e nelle torri di raffreddamento trattate con biocidi. I materiali alternativi per la bobina includono Inconel 625 e rivestimenti di Cupronichel.
Il design Sentry degli scambiatori include dei deflettori interni che forzano l’acqua di raffreddamento a bagnare la serpentina nel modo corretto, evitando turbolenze negative. Questo design fornisce un trasferimento di calore efficiente, dimensioni compatte, requisiti di flusso dell'acqua di raffreddamento relativamente bassi e la possibilità di pulirlo facilmente.
SCAMBIATORI SECONDARI
Gli scambiatori secondari vengono utilizzati per regolare la temperatura finale del campione da un massimo di 60 ° C fino a 25 ° C ± 0,5 ° C. Possono ridurre la temperatura del campione fino a 0,5 ° C dalla temperatura dell'acqua di raffreddamento, nonostante le variazioni della portata e della temperatura in ingresso di ciascuna linea. In generale, i singoli raffreddatori di campioni ad alta efficienza forniscono un controllo molto migliore della temperatura del campione finale rispetto ad altri metodi di raffreddamento secondario.
Un metodo ampiamente utilizzato per il raffreddamento secondario è il raffreddamento di campioni individuali. Si predispongono scambiatori individuali ogni flusso di campione. Il banco di raffreddamento secondario viene fornito con acqua refrigerata normalmente controllata a circa 23,9-24,4 ° C. Per ottenere i migliori risultati, è necessario utilizzare un refrigeratore con controllo della temperatura estremamente preciso (+/- 0,5 ° F). Refrigeratori speciali con bypass del gas caldo aiutano a mantenere un controllo della temperatura molto stretto e possono aggiungere calore al sistema nel caso di campioni sub-raffreddati, come nei mesi invernali.
