FELAKTIGA PROVTAGNINGSSYSTEM

Transkript

1 FELAKTIGA PROVTAGNINGSSYSTEM Matarvattensektionen Medlemsblad Nr 1, 2014 Mats Hellman, Hellman Vatten AB På senare tid har det visat sig att ansvarig pannleverantör har installerat provtagningssystem med stora brister vid nybyggda pannor. Några anläggningar där felaktiga installationer har gjorts är Mälarenergi P6, Åbyverket P6 och Bomhus Energi, men det finns många fler anläggningar med felaktigt utformade provtagningssystem. Några av de allvarligaste felaktigheter som observerats är: Provuttag på mättad och överhettad ånga inte försetts med provtagningssonder utan provtagningsledningen har bara anslutits till en studs. Det medför att ett representativt prov inte kan tas ut. Vid provuttag på mättad ånga är det dessutom viktigt att sonden dimensioneras för isokinetisk provtagning, d.v.s. att provflödet in i sonden är detsamma som i ångledningen. Detta påverkar samtliga analyser på mättad ånga. Provtagningsledningar med för grova dimensioner har används. Alla gällande guidelines rekommenderar en invändig diameter på 4 6 mm för att säkerställa ett turbulent flöde och därmed förhindra att korrosionsprodukter och andra föroreningar sedimenterar eller faller ut i provtagningsledningen. Provuttag på pannvatten har anslutits till bottenblåsningsledningen. Det medför att prov för analys av järn och korrosionsprodukter inte blir representativ för systemet. Provuttaget för pannvatten ska anslutas till en falltub. Prov på matarvatten anslutits till avgasaren på matarvattentanken, vilket inte säger så något om avgasningens funktion då en del av avgasningen sker i vattenlagaret i matarvattentanken. Provuttag på matarvatten ska tas ut före och efter matarvattenpumpen. Provet före pumpen kan tas ut från vattenfasen i matarvattentanken eller på ledningen mellan tank och pump. De felaktiga installationerna medför att uttagna vattenprov inte är representativa för systemet vilket är mycket allvarligt. Det kan medföra ökade driftkostnader samt ökad risk för driftstörningar och i värsta fall haveri på turbin eller panntuber. Analysresultat som är felaktigt låga på t.ex. ånga kan leda till allvarliga skador på turbin eller ge beläggningar i överhettare. Analysresultat som är felaktigt höga på t.ex. ånga kan leda till att turbinen stoppas i onödan med ett kostsamt produktionsbortfall som följd. Felaktiga analysresultat på pannvatten kan medföra en för hög eller för låg avblödning. Det resulterar i ökade driftkostnader alternativt medför risk för beläggningar på panntuber.

2 I förlängningen kan man fråga sig vad som händer vid ett haveri på turbin eller panna. Vilka garantier gäller om provuttagen inte varit representativa och vattenanalyserna inte går att lita på? Vilken turbinleverantör tar på sig kostnaderna för en skadad turbin i en anläggning där det råder tveksamhet om analysvärdenas trovärdighet? Även om analysvärdena stämmer kan det bli svårt för en anläggningsägare att få rätt när det kan ifrågasättas om värdena verkligen varit representativa. Vem tar ansvaret? Det är viktigt att provtagningssystemet designas och installeras på ett korrekt sätt. Det finns flera organisationer som tagit fram standarder och guidelines som hur det kan göras, t.ex. ASME, VGB, IAPWS, Värmeforsk m.fl. När installationen görs på rätt sätt från början underlättar det för alla parter. Vet du hur det ser ut på din anläggning? Referenser [1] ASME PTC19.11, " Steam and Water Sampling, Cooling, and Analysis in the Power Cycle", August 6, [2] VGB-S EN, Sampling and Physico-Chemical Monitoring of Water and Steam Cycles", Dec 5, [3] Värmeforsk Rapport 1120, Provtagningssystem för vatten och ånga, oktober [4] IAPWS TGD Corrosion Product Sampling and Analysis for Fossil and Combined Cycle Plants, July 2014.

3 Konsekvenser av en felaktig provtagning Mats Hellman Matarvattenkonferensen Varför tar vi prov på vatten och ånga? 1

4 Vilket är värst? Felaktigt för höga analysvärden? Felaktigt för låga analysvärden? Vanliga fel Felaktig dimension på provtagningsledningar Felaktig placering av provuttag Provuttag på ånga utan sond 2

5 Höga analysvärden Koppar i pannvatten 0,300 Kopparhalter, µg/l Cu 0,250 0,200 0,150 0,100 0,050 0,000 Fel dimension - fel flöde höga flöden ger en vertikal påbyggnad sedimentering låga flöden medför en horisontal påbyggnad 3

6 Korrosion K i i kondensatsystemet Ökad järnhalt i matarvattnet Resultat - tjocka beläggningar i panntuberna Överhettning och läckage Järnhalt i pannvattnet? Felplacerat provuttag Analysprotokoll Datum ph Ledningsförmåga Restsyre Fosfat Kisel Natrium Järn µs/cm µg/kg O 2 mg/l PO 4 µg/kg SiO 2 µg/kg Na µg/kg Fe Spädvatten 0,6 <3 riktvärde <1 <20 Matarvatten 9,27 7,4 < 5 1 0,7 15 riktvärde 8,8-9, < 5 <20 <20 <20 Pannvatten 9,17 13,9 1, riktvärde 9,0-9,7 < < 300 <8000 <50 Mättad Ånga 9,29 7,6 < 3 0,5 riktvärde 9,2-9, <20 <10 Överhettad Ånga 9,29 7,5 < 3 0,5 riktvärde 9,2-9, <20 <10 Huvudkondensat 9,28 7, riktvärde 9,2-9, < 10 <20 <20 4

7 Felaktig placering Representativ placering 5

8 Beläggningar i överhettaren Orsak - felaktigt utformat provuttag på mättad ånga Övervakning av mättad ånga Avvikande analysvärden vid laständringar Orsak - felaktigt provuttag 6

9 Prov på mättad ånga Svårt att ta ut ett representativt prov Två-fasflöde Isokinetisk s provtagning ng med sond Påverkar alla mätparametrar t.ex. Na, SiO 2, sur konduktivitet m.m. Tvåfas-flöde Na i överhettad ånga Na i pannvatten 1 ppb Na 1000 ppb Na Na i mättad ånga??? 7

10 Representativ provtagning Förutsättning för kontroll av vattenkemin Minska risken för haverier Undvika onödiga driftstopp Korrekt utformat provtagningssystem Vad gäller vid ett haveri? Garantier? Vem tar kostnaden? Analysvärden kan ifrågasättas 8

11 Ansvar Vem tar ansvar för att provtagningssystemet g utformas enligt gällande riktlinjer? pannleverantören turbinleverantören rörinstallatören konsulten projektledaren anläggningsägaren Representativ provtagning Förutsättning för kontroll av vattenkemin Minska risken för haverier Undvika onödiga driftstopp Korrekt utformat provtagningssystem 9