Corrosie voorkomen in energiecentrales én geld besparen

BESTDe bedoeling c.q. het doel van de chemie in een energiecentrale is het voorkomen van corrosie (roestvorming) en het voorkomen van aanslag in de leidingen. Op deze wijze wordt de ‘downtime’ tot een minimum gereduceerd en beschermt het dure componenten zoals de ketel, de turbine en de condensor: het hart van een energiecentrale.

BEST Instruments uit Midwolde legt in dit artikel uit hoe dat in zijn werk gaat.

Energie in een centrale wordt opgewekt door stoom onder hoge druk en temperatuur door een turbine (soort dynamo) te leiden. Dit kan door het verbranden van afval, met behulp van kolen, biomassa of gas. Wanneer bijvoorbeeld afval wordt verbrand, dan komt de energie die erin is opgeslagen vrij. De wanden van de verbrandingsoven bevatten een netwerk van met water gevulde buizen. Dit water wordt zo heet dat het stoom wordt. Met die stoom wordt een turbine aangedreven. Deze is verbonden met een grote dynamo (de generator), die elektriciteit produceert.

Corrosie voorkomen
Het water dat wordt gebruikt voor het maken van stoom moet heel schoon zijn. Tevens moet dit water (en dus later ook het stoom) een pH-waarde hebben van circa 9,5 en mag er geen zuurstof aanwezig zijn. Een veelgebruikte methode is die met de conditionering met ammonia. Dat wil zeggen dat aan het water ammonia wordt toegevoegd. Op deze wijze wordt de pH-waarde naar ca. 9,5 gebracht. Bij deze pH-waarde zullen de leidingen in een centrale minder snel gaan roesten en dus langer meegaan.
Een andere boosdoener is de aanwezigheid van zuurstof. Bij elk corrosieproces is zuurstof nodig. Daarom dient zuurstof te worden verwijderd in het water waarvan uiteindelijk stoom wordt gemaakt. Dit kan met behulp van een van een ontgasser. Naast bovenstaande methode zijn er ook andere methoden beschikbaar om dit te bereiken.

Meetinstrumenten Swan
De meetinstrumenten van Swan, die in de Benelux worden verkocht en geserviced door BEST Instruments, worden in het gehele proces toegepast voor het meten van allerlei soorten water en stoom. De metingen die in energiecentrales worden uitgevoerd zijn: geleidbaarheid, weerstand, pH, redox, opgelost zuurstof, natrium, silica, fosfaat, waterstof, TOC, troebelheid, (carbo)hydrazine en vrij chloor. Deze metingen zitten allemaal in het leveringspakket van BEST Instruments.

Geleidbaarheid
Geleidbaarheid is verreweg de meest belangrijke parameter. Hoe hoger de geleidbaarheid des te meer verontreinigen zijn er aanwezig.

– Specifieke geleidbaarheid (SG)
De SG wordt vooral beïnvloed door de aanwezigheid van bijvoorbeeld ammonia en door eventuele aanwezige zouten (vervuiling). Daarnaast heeft ook opgelost CO2 een invloed op de hoogte van deze waarde.

– Zure geleidbaarheid (ZG)
Zure kation wisselaars hebben een voorkeur voor positief geladen ionen zoals bijvoorbeeld NH+ (afkomstig van ammonia). In deze wisselaar is H+ aanwezig. Als het ware wordt er ‘stuivertje gewisseld’ met H+.
De gevoeligheid qua geleidbaarheid voor kationen, omdat ze zijn omgezet naar de zure vorm (uitwisseling met H+), wordt met een factor 3-4 versterkt. Op deze wijze kunnen kleine verontreinigen snel worden opgemerkt en is de zure geleidbaarheid een betrouwbare parameter. Als zout (NaCl) als verontreiniging aanwezig is wordt Na+ uitgewisseld tegen H+, hierbij ontstaat dus HCl.

Opgelost CO2 heeft ook hier een verhogend effect op de geleidbaarheid. Ook dit is te meten met een speciale meter.

– Berekende pH en/of ammoniagehalte
Uit de specifieke geleidbaarheid en de zure (of kation geleidbaarheid) kan de pH worden berekend.  Dit betekent dat met één analyzer, in dit geval de AMI CACE, drie parameters kunt bepalen te weten de specifieke- en zure geleidbaarheid en de berekende pH-waarde (of ammonia gehalte).
Deze analyzer heeft in plaats van kationhars een zogenoemde EDI-module zodat het kationhars direct (in-line) wordt geregenereerd en dus niet milieubelastend is.

Door de inzet van een EDI-module wordt het gebruik van regeneratie-chemicaliën overbodig Hierdoor bespaart men naast het kationhars ook nog eens de regeneratiechemicaliën en tijd om de regeneratie uit te voeren. Het brengt extra veiligheid omdat werken met chemicaliën overbodig wordt.

Besparing
Energiecentrales die gebruikmaken van ammoniumconditionering met een pH rond de 9,7 en een flow van 8 L/uur hebben per analyzer ca. 1L kationhars nodig per acht weken.
Uitgaande van een centrale met twee eenheden kan het gebruik van de AMI CACE, in vergelijking met een conventioneel systeem, een besparing opleveren van circa 40.000 euro per jaar.

Voor meer informatie: www.bestinstruments.nl