Les articles précédents décrivaient les critères de surveillance visant à protéger les systèmes d’eau d’alimentation et de condensation des générateurs de vapeur et les chaudières contre la corrosion et les dépôts. La surveillance de la chimie de la vapeur est tout aussi importante, notamment dans les centrales électriques et les installations de cogénération où la vapeur entraîne les turbines.
Paramètres de surveillance primaires
Le dépôt de contaminants sur les aubes de turbine peut entraîner de la corrosion et une éventuelle rupture des aubes, ce qui représente une situation potentiellement catastrophique lorsque la turbine tourne à plusieurs milliers de tours par minute.
Les principaux paramètres de surveillance sont les suivants :
- Sodium: ≤2 parties par milliard (ppb)
- Conductivité après échange de cations (CACE) : ≤ 0,2 µS/cm
- Silica : ≤10 ppb
Le sodium fournit une indication directe de l’entraînement de sel ou d’hydroxyde de sodium dans la vapeur. L’entraînement d’hydroxyde de sodium (caustique) est une impureté particulièrement nocive, car elle peut rapidement provoquer la fissuration par corrosion sous contrainte (FCC) des composants de la turbine. D’autres sels, notamment le chlorure de sodium, se déposent dans les derniers rangs de la turbine basse pression (BP), où ils peuvent provoquer des piqûres, puis la fissuration par corrosion sous tension (FCC) et la fatigue par corrosion (FC) des aubes et des rotors de la turbine. Les piqûres se forment pendant les arrêts de l’unité, en particulier si l’air ambiant humide pénètre dans le condenseur et humidifie les dépôts.
La CACE fournit une mesure de substitution des concentrations de chlorure et de sulfate, et la limite ≤0,2 µS/cm est une directive de longue date pour les fabricants de turbines. Cependant, la précision de CACE est suspecte, car la vapeur pourrait avoir des niveaux de chlorure et de sulfate supérieurs aux limites typiques de 2 ppb, même si CACE reste en dessous du paramètre 0,2 µS/cm. Certains appareils peuvent analyser ces deux impuretés à une concentration bien inférieure à 1 ppb.
La silice se précipite sur les aubes de la turbine. Bien que le composé ne soit pas corrosif, les dépôts peuvent influencer l’aérodynamisme de la turbine et réduire son efficacité, d’où la limite recommandée mentionnée ci-dessus.
Points courants d’échantillonnage de la vapeur
Plusieurs points d’échantillonnage de la vapeur sont courants dans les unités de production d’énergie. Il s’agit d’échantillons de vapeur saturée, principale et de réchauffage.
L’échantillon de vapeur saturée permet d’analyser les impuretés provenant directement du tambour de la chaudière et peut servir de mesure de dépannage pour détecter un entraînement mécanique. Le report mécanique peut être causé par l’endommagement ou la défaillance d’un dispositif de séparation de la vapeur dans le tambour.
L’endommagement ou l’usure des dispositifs de séparation permet à une humidité excessive contenant des impuretés de l’eau de la chaudière de pénétrer dans la vapeur.
Parmi les autres facteurs qui peuvent influencer l’entraînement mécanique, citons les taux d’allumage rapides ou les changements de charge fréquents qui provoquent des hausses du niveau d’eau dans le tambour, la taille inadéquate du tambour et la contamination de l’eau de la chaudière qui peut générer de la mousse.
Des procédures spéciales sont nécessaires pour collecter la vapeur saturée afin de garantir l’intégrité de l’échantillon. Cela comprend l’installation d’une buse d’échantillonnage isocinétique. Les principaux fabricants de panneaux d’échantillonnage peuvent fournir des renseignements sur les méthodes appropriées pour assurer l’intégrité de tous les échantillons de systèmes de vapeur.
Les analyses de la vapeur principale et de la vapeur de réchauffage fournissent des données directes sur les impuretés qui entrent dans la turbine. Bien entendu, la pénétration d’impuretés peut provenir de l’entraînement mécanique du tambour, mais les impuretés peuvent également provenir de l’eau d’atténuation de la vapeur contaminée. Cette contamination devrait également apparaître dans les échantillons d’eau d’alimentation et donc être détectable à ce moment-là. La détection et la correction de tout mécanisme qui contamine l’eau d’alimentation sont d’une grande importance, tant pour protéger l’eau de la chaudière que pour éliminer l’introduction directe d’impuretés dans la vapeur.
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Certes, tous les systèmes sont différents, et une diligence raisonnable est nécessaire pour déterminer la faisabilité de l’utilisation des méthodes. Consultez toujours les manuels et guides de votre équipement et demandez conseil à un professionnel du traitement de l’eau.
