蒸汽冷凝水的水質監測怎麼做?

有些蒸汽用戶礙於對於蒸汽冷凝水的水質疑慮，只能投入更多成本將其冷卻後排入汙水處理系統。究竟什麼樣的冷凝水水質是能回收，又該如何取樣跟分析蒸汽冷凝水呢? 本文幫您整理出幾個重點，希望對於設置冷凝水回收的評估能有所幫助。

• 蒸汽冷凝水的正常水質範圍

• 蒸汽冷凝水的取樣方式

• 如何避免受汙染的蒸汽冷凝水進入蒸汽鍋爐

1. 蒸汽冷凝水的正常水質範圍

   蒸汽冷凝水的水質要求旨在保護鍋爐、管線和其他設備免受腐蝕、結垢或污染影響，以下為常見的水質參數範圍：

   1. pH 值：

      • 範圍：6.5–9.0

      • 意義：過低會引發酸性腐蝕，過高則可能導致鹼性腐蝕。

   2. 溶解氧：

      • 範圍：< 0.05 ppm

      • 意義：氧氣是腐蝕的主要原因，應盡量去除。

   3. 電導率：

      • 範圍：< 50 µS/cm（視應用需求可能更低）

      • 意義：反映溶解鹽類和雜質濃度，過高可能導致結垢。

   4. 硬度（Ca和Mg）：

      • 範圍：< 0.1 ppm

      • 意義：硬度過高會導致結垢。

   5. 含油量：

      • 範圍：< 5 ppm

      • 意義：冷凝水中不應含有油脂，否則可能損害鍋爐內部和熱交換效率。

   6. 鐵和銅含量：

      • 範圍：

        • 鐵：< 0.1 ppm

        • 銅：< 0.05 ppm

      • 意義：防止金屬腐蝕產物對系統造成積累和堵塞​​。

   相關國際規範

   以下為常見的國際標準和指引，用於確保蒸汽和冷凝水系統的水質控制：

   1. ASME（美國機械工程師協會）標準：

      • ASME Section VI: 鍋爐給水和冷凝水的質量要求，針對水的導電率、溶解氧和其他化學成分。

      • ASME B31.1: 動力管道標準，對蒸汽冷凝水系統的設計和運行進行指導。

   2. EN 12952/12953（歐洲鍋爐標準）：

      • 為水管鍋爐和殼式鍋爐提供規範，明確冷凝水質量標準。

   3. ISO 5667-3（水質取樣）：

      • 規範冷凝水取樣和分析的程序，以保證測試結果的準確性。

   4. VGB 指南（德國發電廠技術協會）：

      • VGB-S-010-T-00: 對鍋爐和冷凝水的水質進行詳細指導，特別適用於發電廠應用。

   5. FDA 和 USP 標準（潔淨蒸汽應用）：

      • 用於製藥、食品和生物技術行業的蒸汽和冷凝水系統，確保無菌要求。

2. 蒸汽冷凝水的取樣方式

使用取樣冷卻器採集蒸汽冷凝水樣本以進行水質測試是一個標準且有效的操作方式，能確保樣本從較高壓的管線到大氣環境中，不會因閃發而造成樣品參數因濃縮而改變，更能保護取樣人員與檢測設備不會因高溫而受傷或受損。以下是具體的操作介紹：

取樣冷卻器的功能

取樣冷卻器是一種專門設計的設備，用於從高溫高壓的蒸汽冷凝水管道中採集樣本，通過冷卻過程降低樣本溫度，避免樣本變質或對測試設備與人員造成損壞或危險。

取樣過程

1. 準備工作：

   • 確認取樣冷卻器處於正常工作狀態，並且冷卻水供應充足。

   • 使用不銹鋼或玻璃取樣瓶，確保清潔無污染。

   • 穿戴適當的防護設備（如手套、防護眼鏡）。

2. 啟動冷卻系統：

   • 打開冷卻水進口閥，確保冷卻水在取樣冷卻器內部流動。

3. 進行取樣：

   • 緩慢打開冷凝水進口閥，讓蒸汽冷凝水進入取樣冷卻器。

   • 確保取樣冷卻器內的冷卻水有效運行，使流出的樣本溫度降至環境安全範圍（通常小於40°C）。

   • 排放初始的幾秒鐘樣本，避免殘留在管道中的沉積物或污染物進入最終樣本。

4. 收集樣本：

   • 使用取樣瓶收集經過冷卻的冷凝水樣本。

   • 瓶蓋應立即密封，並標記取樣時間與位置。

5. 關閉系統：

   • 按順序關閉冷凝水進口閥和冷卻水閥。

   • 檢查取樣冷卻器及管道是否有漏水情況。

注意事項

1. 安全：

   • 蒸汽冷凝水通常處於高溫高壓狀態，操作時需避免直接接觸。

   • 確保所有閥門操作緩慢，以防止壓力波動或熱液噴出。

2. 樣本有效性：

   • 样本必须冷却到规定温度范围内才能确保分析的准确性。

   • 避免样本被环境污染物污染，如油脂或其他外来物质。

3. 設備維護：

   • 定期清洗取樣冷卻器內部，確保冷卻效率和樣本品質。

   • 冷卻水系統應無結垢和堵塞。

取樣冷卻器的配置建議

1. 冷卻水供應：

   • 冷卻水的流量應能充分吸收樣本的熱量，通常建議設定適當流量監測。

2. 安裝位置：

   • 取樣冷卻器應安裝在冷凝水主管線上，靠近分析設備或檢測點。

3. 連接設備：

   • 配置導電率表、pH 測試儀和硬度分析儀等，進行即時測量​​。

   
   

   3. 如何避免受汙染的蒸汽冷凝水進入蒸汽鍋爐

   在了解蒸汽冷凝水的水質規範並取樣檢測後，就可以針對您廠內的冷凝水做特定的檢測規劃。在這階段，檢測建議採取在線方式取代人工檢測，如此可即時的在水質超出允許範圍時，由系統自行排除，不予回收。

冷凝水汙染偵測系統 (Condensate Contaminate Detection System) 又稱為 CCDS，在配置上由

• 水質分析器: 可耐高溫的水質分析儀，常見量測參數為 導電值。可加裝酸鹼與濁度等分析儀。由於水質分析儀往往不耐高溫，因此可能需要冷卻取樣器與冷卻水先做降溫，若無法安裝冷卻水，可能只能量測電導值。

• 控制器: 控制器的功能除了做溫度補償以確保量測值的準確性以外，還具有紀錄，警示，跟控制切換閥的功用。

• 切換閥: 可於水質有異常時，將水流切換至污水處理系統以避免污染的冷凝水回到鍋爐。控制閥為開關控制，可為氣動或電動，可為兩個兩通閥或一個三通閥的配置。

• 取樣冷卻器: 除了可以保護對溫度敏感的水質分析儀以外，還兼做取樣跟控制器校正用。

以上說明希望對您有幫助，若您對系統的規劃有任何問題，歡迎與我們聯繫。