정확한 용존 산소 응축수/급수 모니터링의 중요성

이 기사의 목적은 유동 가속 부식과 관련된 문제와 용존 산소 모니터링이 모든 화학 프로그램에 중요한 도구라는 점을 상기시키는 것입니다.

브래드 뷰커(Brad Buecker), Buecker & Associates

작성자: Denton Slovacek 및 Jean Holz, Hach

저자 Buecker는 고압 유틸리티 증기 발생기의 급수 탈기에 대한 포괄적인 권장 사항을 제공하는 LinkedIn 게시물을 자주 봅니다. 이 논평의 다양한 저자들은 유동 가속 부식(FAC) 문제를 인식하지 못하는 것 같습니다. LinkedIn 게시물이 잠재적으로 대규모로 배포된다는 점을 고려하면 많은 사람들이 이와 관련하여 중요한 잘못된 정보에 노출될 수 있습니다. 나는 지난 가을 Power Engineering 시리즈에서 FAC 문제에 대해 썼고, 이어서 급수 부식 모니터링을 위한 미량 금속 분석에 관한 최근 기사를 썼습니다.2 현재 기사에서는 정확한 용존 분석의 중요성에 대한 Hach의 추가 논의와 함께 자세한 내용에 대한 개요를 제공합니다. 급수 화학물질 제어를 위한 산소(DO) 모니터링.

다음 글머리 기호는 지난 세기 중반부터 현재까지 고압 보일러 급수 화학 발전에 대한 요약된 대부분 연대순 검토를 제공합니다.

· 응축수/급수 배관 및 보일러 튜브의 일반적인 구성 재료는 항상 연탄소강이었습니다. 저렴한 비용으로 좋은 강도를 제공합니다.

· 보일러 효율을 향상시키기 위해 증기 발생기 압력과 온도는 1930년대부터 20세기 중반까지 꾸준히 증가했습니다. 재생 급수 가열의 채택은 응축기에서 손실될 수 있는 일부 에너지를 회수하는 데 큰 개선을 가져왔습니다. 구리 합금은 구리의 적당한 강도와 우수한 열 전달 특성으로 인해 히터 튜브 재료로 널리 선택되었습니다. 급수 히터에 탄소강 배관과 구리 합금을 사용한 급수 네트워크는 혼합 야금 시스템으로 알려져 있습니다.

그림 1. 대규모 석탄 화력 발전소의 기본 회로도. 탈기기를 포함한 다수의 급수 가열기에 주목하세요.3

· 철과 구리는 약알칼리성 pH에서 최소한의 일반 부식을 나타내며, 잘 알려진 Sturla 다이어그램에는 철에 대한 최적의 값이 아래에 나와 있습니다.

그림 2. pH와 온도에 따른 급수 탄소강 용해. 참고: pH 분석은 25oC.4에서 이루어졌습니다.

분명한 바와 같이, pH가 9 중상위 범위로 상승함에 따라 일반적인 부식은 크게 감소합니다.

그러나 8도 중반의 더 낮은 범위는 구리에 형성되는 보호 산화물에 더 좋습니다.5 혼합 야금 시스템의 경우 두 금속 간의 부식 제어 균형을 맞추기 위해 수년간 일반적인 지침은 8.8-9.1이었지만 이제 현대 지침에서는 다음을 제안합니다. 9.1-9.3.6 암모니아 또는 경우에 따라 중화 아민(새로운 용어는 알칼리화 아민)은 적절한 pH 범위를 설정하기 위한 처리 화학물질이었고 지금도 그렇습니다. 알칼리화 아민은 잠재적인 장점과 단점을 제공하므로 주의 깊게 평가해야 합니다.7

· 지난 세기에 동력 보일러의 크기와 정교함이 증가함에 따라 연구자들은 작동 중 미량의 용존 산소라도 암모니아수에 함유된 구리 합금의 경우 심각한 금속 부식을 일으킬 수 있다는 확신을 갖게 되었습니다. 거의 모든 장치에는 기계식 탈기기가 장착되어 있습니다. 일반적인 DA 배출수 보장은 7ppb DO입니다.

· 7ppb도 과도한 것으로 간주되어 화학적 산소 제거가 표준이 되었습니다. 원래 히드라진은 산소 제거제/환원제였지만 화학 물질 취급으로 인한 건강 문제로 인해 히드라진을 카르보히드라지드, 디에틸히드록실아민(DEHA) 등과 같은 화합물로 대체하게 되었습니다.

· pH 제어를 위한 암모니아 또는 아민과 산소 제거제 공급의 조합은 전휘발성 처리 환원(AVT(R))으로 알려졌습니다. 환원 화학은 탄소강에 익숙한 회흑색 산화철층 자철석(Fe3O4)을 생성하고, 구리 합금에 환원된 구리 산화물층인 산화제1동(Cu2O))을 유지합니다.