توسعه روش اندازه گیری مقادیر بسیار ناچیز آنیون ها و کاتیون ها در آب فوق العاده خالص چرخه آب و بخار نیروگاه های حرارتی

صاحب اثر: پژوهشگاه نیرو
نوع محتوی: گزارش
زبان: فارسی
DOI: 10.30503/nripress.2020.029
شناسه ملی سند علمی: R-1180692
تاریخ درج در سایت: 30 فروردین 1400
دسته بندی علمی: شیمی و تکنولوزی فرایند
مشاهده: 1,574
تعداد صفحات: 107
سال انتشار: 1399

فایل این گزارش در 107 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

  • من نویسنده این مقاله هستم

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این گزارش:

دریافت فایلهای پیوست گزارش

جهت دریافت فایل های پیوست این گزارش بایستی عضو سیویلیکا شوید. چنانچه عضو سیویلیکا هستید لطفا ابتدا وارد حساب کاربری خود شوید تا بتوانید فایل ها را مشاهده و دریافت نمایید.

چکیده گزارش:

یکی از مهم ترین مسائل در تمام نیروگاه های حرارتی اطمینان از خلوص آب چرخه آب و بخار نیروگاه است. برای این منظور می بایست بصورت پیوسته و منظم آمین ها و سیلیکای چرخه آب و بخار نیروگاه در قسمت های مختلف (ورودی آب به ستون تبادل یونی، خروجی آب ستون تبادل یونی، آب ورودی ، کاتیون ها، محتوای آنیون ها بویلر، آب خروجی کندانسور) کنترل شود. شناسایی و اندازه گیری ناخالصی های یونی در چرخه آب و بخار نیروگاه ها نقش اساسی و کلیدی در کنترل خوردگی تجهیزات نیروگاهی به ویژه توربین ها را دارد. اندازه گیری آنیون ها و کاتیون ها منشا اصلی آلودگی سیکل را معین میکند. کروماتوگرافی یونی مهم ترین و معمول ترین روش اندازه گیری آنیون ها و کاتیون ها می باشد که با استفاده از این روش و بدون استفاده از تجهیزات اضافی می توان با حد تشخیصی در حدود mg/lit آنیون ها و کاتیون ها را شناسایی و اندازه گیری کرد. از ویژگی های اصلی سیستم کروماتوگرافی یونی این است که با یک آنالیز در مود کاتیونی قادر است تمام انواع آمین ها و یون های فلزات خاکی، قلیائی خاکی، واسطه را اندازه گیری کند که این امر با روش های دیگر امکان پذیر نیست.از طرف دیگر با یک آنالیز در مود آنیونی قادر است  نیترات، سولفات، نیتریت و فسفات را اندازه گیری کند.

پیش گفتار گزارش

سالانه خسارات ناشی از خوردگی موجب صرف هزینه زیادی جهت تعویض و تعمیر تجهیزات و تأسیسات فلزی اکثر صنایع، بخصوص صنایع نفتی و نیروگاه های کشور می گردد. خوردگی در تجهیزات نیروگاه ها، نظیر بویلرها، کندانسورها و توربین ها، ازجمله مهمترین مواردی است که موجب توقف نیروگاه می شود. در این مورد خوردگی در لوله های کندانسور از مشکلات عمده یک نیروگاه می باشد، زیرا سوراخ شدن این لوله ها به دلیل خوردگی موجب نشت آب خنک کن از داخل لوله ها به درون سیکل بخار می شود، در این صورت به دلیل آلوده شدن آب مقطر و بخار درون سیکل، خسارات شدیدی به بویلر و توربین های نیروگاه وارد خواهد شد. به همین دلیل کنترل خوردگی در تجهیزات نیروگاهی نقش مهمی را در بهره برداری از نیروگاه ها خواهد داشت. برای این منظور می بایست به صورت پیوسته و منظم محتوای آنیون ها، کاتیون ها، آمین ها و سیلیکای چرخه آب و بخار نیروگاه در قسمت های مختلف (ورودی آب به ستون تبادل یونی، خروجی آب ستون تبادل یونی، آب ورودی بویلر، آب خروجی کندانسور) کنترل شود. هدف از انجام این پروژه سنجش گونه های یونی موجود در دو بخش آب بویلر و برج خنک کن نیروگاه ها به روش یون کروماتوگرافی است. کروماتوگرافی یونی مهم ترین و معمول ترین روش اندازه گیری آنیون ها و کاتیون ها می باشد که با استفاده از این روش و بدون استفاده از تجهیزات اضافی می توان با حد تشخیصی در حدود mg/L آنیون ها و کاتیون ها را شناسایی و اندازه گیری کرد. حد تشخیص روش کروماتوگرافی یونی در مود فرونشانده برای اندازه گیری مقادیر بسیار ناچیز آنیون ها و کاتیون ها در نمونه آب چرخه آب و بخار کافی نیست، در نتیجه بهینه ساختن این روش و رسیدن به حد تشخیص بسیار پایین در حدود µg/L و حتی پایین تر برای این سنجش الزامی است. در مرحله اول این پروژه سنجش یون ها به روش معمول و بدون بهینه سازی یون کروماتوگرافی انجام و نتایج آن گزارش شده است.

فهرست مطالب گزارش

فهرست مطالب

فصل ۱- مقدمه

۱ - ۱- نیروگاه حرارتی

۱ - ۲- نیروگاه سیکل ترکیبی

۱ - ۳- کنترل شیمیایی

۱ - ۴- خوردگی

۱ - ۵- برج خنک کن

۱ - ۶- کیفیت آب دیگ بخار یا بویلر

۱ - ۷- خوردگی در نیروگاه‌های حرارتی

۱ - ۷ - ۱ - طبقه بندی انواع خوردگی در نیروگاه‌های حرارتی

۱ - ۷ - ۲ - مکانیزم حفره دار شدن

۱ - ۷ - ۳ - بازدارنده خوردگی برای سیستم های کندانس بخار

۱ - ۷ - ۴ - مکانیسم خوردگی

۱ - ۷ - ۵ - اثرات ناشی از محصولات خوردگی در سیکل نیروگاه

۱ - ۸- روش های اندازه گیری یون ها

۱ - ۹- کروماتوگرافی پونی

۱ - ۹ - ۱ - فاز ساکن در کروماتوگرافی یونی

۱ - ۹ - ۲ - جریان

۱ - ۹ - ۳ - سیستم فرونشاننده

۱ - ۹ - ۴ - فاز متحرک

۱ - ۹ - ۵ - زمان بازداری ۱

۱ - ۱۰ - روش افزایش استاندارد

۱ - ۱۱ - نمونه برداری

فصل ۲- اندازه گیری آنیون‌ها Error! Bookmark not defined

۲ - ۱- مواد و تجهیزات مورد نیاز

۲ - ۲- دستگاهوری

۲ - ۳- تعیین ارقام شایستگی روش

۲ - ۴- آنالیز نمونه های حقیقی

۲ - ۵- نتیجه گیری

فصل ۳- اندازه گیری کاتیون‌ها

۳ - ۱- اندازه گیری کاتیون‌های سدیم

۳ - ۲- دستگاهوری

۳ - ۳- تعیین ارقام شایستگی روش

۳ - ۴- آنالیز نمونه های حقیقی

۳ - ۵- نتیجه گیری


فهرست شکل ها

شکل ۱-۱ شمایی از یک نیروگاه حرارتی

شکل ۱-۲ شمانیک نیروگاه سیکل ترکیبی

شکل ۱-۳ واکنش خوردگی فلزات

شکل ۱-۴ فرآیندهای اتوکاتالیتیک در داخل یک حفره

شکل ۱-۵ نمایی از دستگاهوری کروماتوگرافی یونی شامل تمام اجزا شامل: ظرف حلال، سیستم اختلاط حلال، محل تزریق،پمپ، ستون تجزیه‌ای و آون،دکتور

شکل ۱-۶ نمودار سیگنال برحسب غلظت استاندارد افزوده شده

شکل ۲-۱ منحنی کالیبراسیون یون فلوئورید

شکل ۲-۲ منحنی کالیبراسیون یون کلراید

شکل ۲-۳ منحنی کالیبراسیون یون برمید

شکل ۲-۴ منحنی کالیبراسیون بون نیتریت

شکل ۲-۵ منحنی کالیبراسیون بون نیترات

شکل ۲-۶ منحنی کالیبراسیون یون فسفات

شکل ۲-۷ منحنی کالیبراسیون یون سولفات

شکل ۲-۸ منحنی کالیبراسیون یون فلوئورید

شکل ۲-۹ منحنی کالیبراسیون یون کلراید

شکل ۲-۱۰ منحنی کالیبراسیون یون برمید

شکل ۲-۱۱ منحنی کالیبراسیون بون نیتریت

شکل ۲-۱۲ منحنی کالیبراسیون بون نیترات

شکل ۲-۱۳ منحنی کالیبراسیون یون فسفات

شکل ۲-۱۴ منحنی کالیبراسیون یون سولفات

شکل ۲-۱۵ منحنی کالیبراسیون افزایش استاندارد حاصل از اندازه گیری آنیون ها در نمونه ی آب بویلر نیروگاه بعثت

شکل ۲-۱۶ منحنی کالیبراسیون افزایش استاندارد حاصل از اندازه گیری آنیون ها در نمونه ی آب بویلر نیروگاه طرشت

شکل ۲-۱۷ منحنی کالیبراسیون افزایش استاندارد حاصل از اندازه گیری آنیونها در نمونه ی آب بویلر نیروگاه منتظر قائم

شکل ۲-۱۸ منحنی کالیبراسیون افزایش استاندارد حاصل از اندازه گیری آنیون‌ها در نمونه ی آب برج خنک کن نیروگاه بعثت

شکل ۲-۱۹ منحنی کالیبراسیون افزایش استاندارد حاصل از اندازه گیری آنیون ها در نمونه ی آب برج خنک کن نیروگاه طرشت

شکل ۲-۲۰ منحنی کالیبراسیون افزایش استاندارد حاصل از اندازه گیری آنیون‌ها در نمونه ی آب برج خنک کن نیروگاه منتظر قائم

شکل ۲-۲۱ کروماتوگرام حاصل از آنالیز نمونه آب بویلر نیروگاه طرشت بدون افزایش استاندارد

شکل ۲-۲۲ کروماتوگرام حاصل از آنالیز نمونه آب بویلر نیروگاه طرشت پس از افزایش محلول استاندارد با غلظت ۱۰ میلی گرم بر لیتر از هر یک از کاتیون‌ها

شکل ۲-۲۳ کروماتوگرام حاصل از آنالیز نمونه آب بویلر نیروگاه بعثت بدون افزایش استاندارد

شکل ۲-۲۴ کروماتوگرام حاصل از آنالیز نمونه آب بویلر نیروگاه بعثت پس از افزایش محلول استاندارد با غلظت ۱۰ میلی گرم بر لیتر از هر یک از کاتیون‌ها

شکل ۲-۲۵ کروماتوگرام حاصل از آنالیز نمونه آب بویلر نیروگاه منتظر قائم بدون افزایش استاندارد

شکل ۲-۲۶ کروماتوگرام حاصل از آنالیز نمونه آب بویلر نیروگاه منتظر قائم پس از افزایش محلول استاندارد با غلظت ۱۰ میلی گرم بر لیتر از هر یک از کاتیون‌ها

شکل ۲-۲۷ کروماتوگرام حاصل از آنالیز نمونه آب برج خنک کن نیروگاه طرشت بدون افزایش استاندارد

شکل ۲-۲۸ کروماتوگرام حاصل از آنالیز نمونه آب برج خنک کن نیروگاه طرشت پس از افزایش محلول استاندارد با غلظت میلی گرم بر لیتر از هر یک از کاتیون‌ها

شکل ۲-۲۹ کروماتوگرام حاصل از آنالیز نمونه آب برج خنک کن نیروگاه بعثت بدون افزایش استاندارد

شکل ۲-۳۰ کروماتوگرام حاصل از آنالیز نمونه آب برج خنک کن نیروگاه بعثت پس از افزایش محلول استاندارد با غلظت ۱۰ میلی گرم بر لیتر از هر یک از کاتیون‌ها

شکل ۲-۳۱ کروماتوگرام حاصل از آنالیز نمونه آب برج خنک کن نیروگاه منتظر قائم بدون افزایش استاندارد

شکل ۲-۳۲ کروماتوگرام حاصل از آنالیز نمونه آب برج خنک کن نیروگاه منتظر قائم پس از افزایش محلول استاندارد با غلظت ۱۰ میلی گرم بر لیتر از هر یک از کاتیون ها

شکل ۳-۱ منحنی افزایش استاندارد مربوط به بویلر نیروگاه طرشت

شکل ۳-۲ منحنی افزایش استاندارد مربوط به برج خنک کن نیروگاه طرشت

شکل ۳-۳ منحنی افزایش استاندارد مربوط به بویلر نیروگاه بعثت

شکل ۳-۴ منحنی افزایش استاندارد مربوط به برج خنک کن نیروگاه بعثت

شکل ۳-۵ منحنی افزایش استاندارد مربوط به بویلر نیروگاه منتظر قائم

شکل ۳-۶ منحنی افزایش استاندارد مربوط به برج خنک کن نیروگاه منتظر قائم

شکل ۳-۷ کروماتوگرام حاصل از اندازه گیری کاتیون‌ها در نمونه ی آب بویلر نیروگاه طرشت قبل از افزایش استاندارد

شکل ۳-۸ کروماتوگرام حاصل از اندازه گیری کاتیون‌ها در نمونه ی آب بویلر نیروگاه طرشت پس از افزایش محلول استاندارد با غلظت ۲ میلی گرم بر لیتر از کاتیون‌ها

شکل ۳-۹ کروماتوگرام حاصل از اندازه گیری کاتیون ها در نمونه ی آب برج خنک کن نیروگاه طرشت قبل از افزایش استاندارد

شکل ۳-۱۰ کروماتوگرام حاصل از اندازه گیری کاتیون‌ها در نمونه ی آب خنک کن نیروگاه طرشت پس از افزایش محلول استاندارد با غلظت ۵ میلی گرم بر لیتر از کاتیون‌ها

شکل ۳-۱۱ کروماتوگرام حاصل از اندازه گیری کاتیون‌ها در نمونه ی آب بویلر نیروگاه بعثت قبل از افزایش استاندارد

شکل ۳-۱۲ کروماتوگرام حاصل از اندازه گیری کاتیون‌ها در نمونه ی آب بویلر نیروگاه بعثت پس از افزایش محلول استاندارد با غلظت ۵ میلی گرم بر لیتر از کاتیون‌ها

شکل ۳-۱۳ کروماتوگرام حاصل از اندازه گیری کاتیون‌ها در نمونه ی آب برج خنک کن نیروگاه بعثت قبل از افزایش محلول استاندارد

شکل ۳-۱۴ کروماتوگرام حاصل از اندازه گیری کاتیون‌ها در نمونه ی آب برج خنک کن نیروگاه بعثت پس از افزایش محلول استاندارد با غلظت ۱۰ میلی گرم بر لیتر از کاتیون‌ها

شکل ۳-۱۵ کروماتوگرام حاصل از اندازه گیری کاتیون‌ها در نمونه ی آب بویلر نیروگاه منتظر قائم قبل از افزایش استاندارد

شکل ۳-۱۶ کروماتوگرام حاصل از اندازه گیری کاتیون‌ها در نمونه ی آب بویلر نیروگاه منتظر قائم پس از افزایش محلول استاندارد با غلظت ۲ میلی گرم بر لیتر از کاتیون‌ها

شکل ۳-۱۷ کروماتوگرام حاصل از اندازه گیری کاتیون‌ها در نمونه ی آب برج خنک کن نیروگاه منتظر قائم قبل از افزایش استاندارد

شکل ۳-۱۸ کروماتوگرام حاصل از اندازه گیری کاتیون‌ها در نمونه ی آب برج خنک کن نیروگاه منتظر قائم پس از افزایش محلول استاندارد با غلظت ۱۰ میلی گرم بر لیتر از کاتیون‌ها


فهرست جداول

جدول ۱-۱ هدایت الکتروشیمیایی برخی یون ها

جدول ۲-۱ ارقام شایستگی مربوط به تزریق هر یک از آنیون ها به تنهایی

جدول ۲-۲ ارقام شایستگی مربوط به تزریق مخلوط آنیون‌ها

جدول ۲-۳ اندازه گیری آنیون‌های مورد نظر در نمونه های آب نیروگاه طرشت با روش added- found

جدول ۲-۴ اندازه گیری آنیون‌های مورد نظر در نمونه‌های آب نیروگاه طرشت با روش افزایش استاندارد

جدول ۲-۵ اندازه گیری آنیون‌های مورد نظر در نمونه های آب نیروگاه بعثت با روش added- found

جدول ۲-۶ اندازه گیری آنیون‌های مورد نظر در نمونه‌های آب نیروگاه بعثت با روش افزایش استاندارد

جدول ۲-۷ اندازه گیری آنیون‌های مورد نظر در نمونه های آب نیروگاه منتظر قائم با روش added- found

جدول ۲-۸ اندازه گیری آنیون‌های مورد نظر در نمونه های آب نیروگاه منتظر قائم با روش افزایش استاندارد

جدول ۳-۱ ارقام شایستگی کاتیون های مورد مطالعه

جدول ۳-۲ اندازه گیری کاتیون های مورد نظر در نمونه های آب نیروگاه طرشت با روش Added- found

جدول ۳-۳ اندازه گیری کاتیون های مورد نظر در نمونه‌های آب نیروگاه طرشت با روش افزایش استاندارد

جدول ۳-۴ اندازه گیری کاتیون های مورد نظر در نمونه‌های آب نیروگاه بعثت با روش Added- found

جدول ۳-۵ اندازه گیری کاتیون های مورد نظر در نمونه‌های آب نیروگاه بعثت با روش افزایش استاندارد

جدول ۳-۶ اندازه گیری کاتیون های مورد نظر در نمونه های آب نیروگاه منتظر قائم با روش Added- found

جدول ۳-۷ اندازه گیری کاتیون های مورد نظر در نمونه های آب نیروگاه منتظر قائم با روش افزایش استاندارد

نمایش کامل متن

کلیدواژه ها:

گروه پژوهشی شیمی و فرآیند