Messung der Kationenleitfähigkeit und Kationenleitfähigkeits-Panels
Messung der Kationenleitfähigkeit in Kesselwasser und Dampf in Kraftwerken: Harzsäulen, Panels für entgaste Kationenleitfähigkeit und SWAS-Integration.
Messverfahren: Konduktometrische Leitfähigkeit
Was ist Kationenleitfähigkeit und warum wird sie gemessen?
Die Kationenleitfähigkeit ist die Leitfähigkeit, die gemessen wird, nachdem die Probe ein stark saures Kationenharz durchlaufen hat. Das Harz tauscht die positiven Ionen von Basen wie Ammoniak und Aminen gegen Wasserstoff aus und lässt die Säureformen von Anionen wie Chlorid, Sulfat und Acetat zurück. So lassen sich korrosionsverursachende anionische Verunreinigungen im Speisewasser getrennt überwachen, ohne von der hohen direkten Leitfähigkeit der Chemikaliendosierung überdeckt zu werden. Da auch Kohlendioxid diesen Messwert erhöht, wird bei der entgasten Kationenleitfähigkeit CO₂ aus der Probe entfernt.
In Kraftwerken wird die Kationenleitfähigkeit in Kesselwasser, Dampf und Kondensat als Frühindikator für Kondensatorleckagen und anionische Verunreinigung kontinuierlich überwacht.
Wo wird Kationenleitfähigkeit gemessen?
- Wärme- und GuD-Kraftwerke: In Speisewasser, Kesselwasser, Frischdampf und Kondensat.
- Anlagen mit Dampfkesseln: Bei der Chemiekontrolle des Wasser-Dampf-Kreislaufs.
Wie wird Kationenleitfähigkeit gemessen?
Das System besteht aus drei Abschnitten. Zuerst durchläuft die Probe eine Kationenharzsäule; ist das Harz erschöpft, wird die Säule regeneriert oder das Harz ersetzt. Dann wird die Probe für die entgaste Messung erhitzt oder gekocht, um gelöstes CO₂ zu entfernen. Schließlich misst ein konduktometrischer Sensor die Leitfähigkeit und wendet die Temperaturkompensation an. Panellösungen bieten diese drei Schritte auf einer einzigen Rückwand zusammen mit Temperatur- und Durchflussüberwachung.
Kationenleitfähigkeits-Panel auswählen
- Harzkapazität und Regenerationsintervall
- Probendurchfluss und -temperatur; Bedarf an Probenkühler
- Ob das Panel eigenständig oder innerhalb eines SWAS eingesetzt wird
- Versorgungsspannung und Ausgangssignale
Messung der Kationenleitfähigkeit mit Tetra
Tetra liefert das Panel für entgaste Kationenleitfähigkeit SENTRY DCCP und Harzsäulen der Serie RC. Das Unternehmen bietet Probenvorbereitung, Kühlung und Integration in Multiparameter-SWAS-Systeme, Inbetriebnahme, Kalibrierung und Ersatzteilversorgung.
Häufig gestellte Fragen
Was ist der Unterschied zwischen direkter Leitfähigkeit, Kationenleitfähigkeit und entgaster Kationenleitfähigkeit?
Die direkte (spezifische) Leitfähigkeit zeigt alle Ionen der Probe zusammen mit den dosierten Alkalisierungsmitteln. Die Kationenleitfähigkeit wird an einer durch Kationenharz geleiteten Probe gemessen und hebt anionische Verunreinigungen hervor. Bei der entgasten Kationenleitfähigkeit wird zusätzlich CO₂ entfernt, sodass CO₂ aus Lufteintritt von korrosiven Anionen unterschieden werden kann.
In welcher Einheit wird die Kationenleitfähigkeit überwacht, und wie werden Zielwerte festgelegt?
Die Kationenleitfähigkeit wird in µS/cm, kompensiert auf 25 °C, überwacht. Ziel- und Alarmwerte richten sich nach Kesseldruck, Wasserchemieprogramm und den Anforderungen des Turbinenherstellers. Technische Leitfäden von Organisationen wie IAPWS werden dafür häufig als Referenz herangezogen.
Wann sollte eine Kationenharzsäule ersetzt werden?
Das Harz ist erschöpft, wenn es mit Ammoniak oder Aminen aus der Probe gesättigt ist; die Kationenleitfähigkeit wird dann falsch gemessen. Bei Säulen mit farbumschlagendem Indikatorharz ist die erschöpfte Zone mit bloßem Auge erkennbar. Das Wechselintervall ergibt sich aus der Konzentration des Alkalisierungsmittels in der Probe, dem Probendurchfluss und dem Säulenvolumen.
Warum ist die Kationenleitfähigkeit nach dem Einsetzen von neuem Harz erhöht?
In den ersten Stunden können lösliche Bestandteile und Rückstände aus neuem Harz in die Probe gelangen und vorübergehend hohe Werte verursachen. Nach einem Harzwechsel sollte eine Spülzeit eingeplant werden, bis sich der Wert stabilisiert. Auch beim Öffnen der Leitung eingetretene Luftblasen können vorübergehende Abweichungen verursachen.
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