Introduction
To defray energy costs, many industrial plants have their own boilers to generate steam in order to produce a portion of their energy needs. In addition to generating power, the steam may also be used directly in plant processes or indirectly via heat exchangers or steam jacketed vessels.
Problems
The raw water used to feed the boilers contains varying levels of impurities that must be removed to protect the boiler and associated equipment. Pre-treatment processes such as reverse osmosis, ion exchange, filtration, softening, and demineralization may be used to reduce the level of impurities, but even the best pretreatment processes will not remove them all and will continuously carry some dissolved mineral impurities into the boiler.
These dissolved impurities accumulate in the boiler water when steam is made; only pure water leaves the boiler. The increasing concentration of dissolved solids leads to carryover of boiler water into the steam, damaging piping, steam traps, and other process equipment. The concentration of dissolved solids increases until the boiler water can no longer hold all of them in solution and a saturation point is reached. They then begin to drop out becoming suspended solids and forming a sludge or scale on the boiler walls and piping.
Boiler problems are avoided by periodically discharging or “blowing down” water from the boiler to reduce the concentrations of suspended and total dissolved solids. Surface water blowdown is often done continuously to reduce the level of dissolved solids, and bottom blowdown is performed periodically to remove sludge or suspended solids from the bottom of the boiler. The frequency and level of blowdown required each day depends upon the concentration of impurities and the rate at which they build up in the boiler water.
Boilers operating on soft water will require more top or skimmer blowdown to remove dissolved solids, whereas boilers operating on hard water will require more bottom blowdown to remove the settled solids. While control of suspended and dissolved solids in the boiler is critical, care must be taken to avoid excessive blowdown, as this would increase the demand for make-up (feed) water, treatment chemicals, and fuel.
Benefits/Solutions
The benefits for proper boiler blowdown control include the following:
- Reduced operating costs (less feedwaterconsumption, chemical treatment, and higher heating efficiency).
- Reduced maintenance and repair costs (minimized carryover and deposits).
- Cleaner and more efficient steam.
- Minimized energy loss from boiler blowdown can save about 2% of a facility’s total energy use with an average simple payback of less than one year.
The most common methodologies used for boiler blowdown control include: (1) continuous, (2) manual and (3) automatic.
Continuous blowdown utilizes a calibrated valve and a blowdown tap near the boiler water surface. As the name implies, it continuously takes water from the top of the boiler at a predetermined rate to reduce the level of dissolved solids. The rate is usually set slightly greater than necessary to maintain safety protocols.
Manual blowdown is accomplished at most plants by taking boiler water samples once a shift and adjusting the blowdown accordingly. This grab sample approach means that operators cannot immediately respond to changes in feedwater conditions or variations in steam demand and scaling conditions can occur and go undetected until the next sample check.
Automatic blowdown control is achieved by constantly monitoring the conductivity value of the boiler water, adjusting the blowdown rate, and the duration based on a specific conductivity set point. This provides control of the water chemistry.
Manual blowdown control cannot maintain this level of control more than 20% of the time. Upgrading from manual blowdown control to automatic control can reduce a boiler’s energy use by 2 – 5 percent and blowdown water losses by up to 20 percent.
Feed water usually contains one limiting component such as chloride, sulfate, carbonate, or silica. Even if the component is not conductive, as is the case with silica, its concentration is usually proportional to a component that can be measured by conductivity. Therefore, conductivity is a viable measurement for monitoring the overall total dissolved solids present in the boiler. A rise in conductivity indicates a rise in the “contamination” of the boiler water.
Summary
The frequency and duration required for boiler blowdown is significantly affected by the water quality. Improving feedwater quality through makeup water, chemical treatment and proper blowdown control can significantly reduce treatment and operational costs including:
- Reduced operating costs
- Reduced maintenance and repair costs
- Cleaner and more efficient steam
- Energy savings
Increased efficiency and reduced operating costs can be achieved by using the Yokogawa Conductivity Series line of products. Control configurations will carry with the application and the customer’s requirements.
Product Recommendations
Conductivity Measurement System:
Process Liquid Analyzer:
2-wire FLXA202 Conductivity Analyzer
4-wire FLXA402 Conductivity Analyzer
Sensor Selection:
Analog and Digital SMART sensors are available. Analog options allow users to interface with a system that has been used historically. SENCOM™ technology, which allows sensors to transmit and receive data when connected to a transmitter/analyzer or a PC. The SMART digital sensors maintain specific measurement and calibration data on an integrated chip along that is an integral part of the sensor providing easy plug and play solutions. The data management software optimizes the performance of sensors for enhanced reliability and process safety.
Option #1:
SC42-S*34 Large-Bore Conductivity Sensor
(fittings available for Flow-Thru, Insertion, or Immersion installations)
Option #2:
SC4A Conductivity Sensor
(fittings available for Insertion, Sanitary, or Retractable installations.)
Another alternative would be Toroidal or Inductive Conductivity Sensor:
ISC40 Inductive Conductivity Sensor (fittings available for Flow-thru, Insertion, or Immersion installations)
Отрасли
-
Нефтегазопереработка
В последние годы отрасль нефтегазопереработки сталкивается с возрастающим числом проблем. К таким проблемам относятся изменение характеристик перерабатываемого сырья, старение технологических установок и оборудования, рост стоимости энергоресурсов, нехватка квалифицированных операторов, способных безопасно и эффективно управлять НПЗ, а также постоянно меняющиеся требования рынка и потребителей.
На протяжении долгого времени компания Yokogawa сотрудничает со многими компаниями из перерабатывающей отрасли промышленности, предоставляя промышленные решения, направленные на решение таких вызовов и проблем. Решения VigilantPlant компании Yokogawa помогли владельцам предприятий добиться максимальной прибыльности и устойчивой безопасности на их предприятиях.
-
Нефть и газ
Компания Yokogawa обладает богатым опытом во всех сферах нефтегазового бизнеса: от морских и сухопутных сооружений до трубопроводов, терминалов и глубоководных операций. Мы предлагаем решения, которые повышают безопасность, обеспечивают точную и надёжную эксплуатацию и увеличивают эффективность предприятия.
-
Пищевая промышленность и производство напитков
В пищевой промышленности, в дополнение к традиционным задачам, таким как «обеспечение продовольственной безопасности» и «снижение издержек», производители работают также и над решением проблем инфекционных заболеваний, оптимизации и улучшения условий труда на предприятии.
YOKOGAWA поддерживает производителей в создании комфортных рабочих мест, благодаря партнерству и тесному сотрудничеству, совместному решению проблем и предлагая идеальные заводы, подходящие для эффективной эксплуатации и работы.
-
Химическая промышленность
Химические производства применяют периодические и непрерывные технологические процессы производства, каждый из которых имеет свои особые требования для систем управления. Непрерывному технологическому процессу требуется надёжная и стабильно работающая система управления, защищающая от внеплановых остановов, в то время как для периодических процессов более важна гибкость организации партий, возможности внесения корректировок в рецепты и формулы. Для обоих типов процессов одинаково важно вести управление с поддержанием требуемого качества и способность управлять не рутинными операциями. Имея в наличии обширный послужной список и богатое портфолио проектов, а также опытных системных инженеров и обширную сеть поддержки по всему миру, у компании Yokogawa имеются решения для всех видов таких систем.
-
Целлюлозно-бумажная промышленность
Целлюлозно-бумажная отрасль имеет высокую степень конкуренции и должна соответствовать постоянно изменяющимся требованиям рынка. Компания Yokogawa помогает создать энергоэффективные объекты, с возможностью их эксплуатации и поддержи в любой точке мира.
-
Электроэнергетика
В середине 1970-х годов компания Yokogawa вошла в энергетический бизнес, выпустив электросистему управления EBS. С тех пор компания Yokogawa неуклонно продолжает развивать свои технологии и возможности для предоставления лучших услуг и решений нашим заказчикам по всему миру.
Компания Yokogawa создала глобальную сеть решений в области электроэнергетики, чтобы играть более активную роль на динамично развивающемся мировом рынке электроэнергии. Это позволило наладить более тесную командную работу внутри компании Yokogawa, объединив наши глобальные ресурсы и отраслевые ноу-хау. Эксперты компании Yokogawa в области электроэнергетики работают вместе, чтобы предоставить каждому заказчику решение, которое наилучшим образом соответствует его сложным требованиям.
Related Products & Solutions
-
2-проводной преобразователь-анализатор FLXA202
Преобразователи серии FLEXA™ используются для непрерывных измерений в режиме реального времени на промышленных установках. Благодаря возможности подключения одного или двух датчиков они являются наиболее универсальными двухпроводными анализаторами.
-
2-проводной преобразователь/анализатор FLXA21
Анализаторы серии FLEXA™ используются для непрерывных измерений в режиме реального времени на промышленных установках. Благодаря возможности измерения с помощью одного или двух датчиков они являются наиболее универсальными двухпроводными анализаторами.
-
Датчики электропроводности для чистой воды SC4A(J)SC42
Компактные датчики SC4A(J)SC42 используются в средах с низкой электропроводностью и широко применяются в таких отраслях промышленности, как полупроводниковая, энергетическая, фармацевтическая и процессах водоподготовки.
-
Индуктивный (тороидальный, безэлектродный) датчик электропроводности ISC40
Датчик модели ISC40 предназначен для использования с анализаторами FLEXA ISC. Такое сочетание гарантирует надежные, точные измерения во всем заявленном диапазоне и обеспечивает оптимальное соотношение цены и качества
-
Контактные датчики электропроводности SC42SC4A (J)
Измерение удельной электропроводности воды и водных растворов с целью определения примесей становится все более востребованным. Yokogawa предлагает полный спектр прецизионных датчиков и преобразователей для выполнения надежных измерений даже в экстремальных условиях
-
Многоканальный 4-х проводной преобразователь FLXA402
Преобразователи серии FLEXA™ используются для непрерывных измерений в режиме реального времени на промышленных установках. Благодаря своей модульной конструкции они могут работать одновременно с несколькими датчиками.
-
Цифровой преобразователь SMART SENCOM™, SA11
При использовании многоразового цифрового SMART-преобразователя требуется утилизация только аналогового датчика по истечении его срока службы. С помощью платформы SENCOM 4.0 Yokogawa сокращает затраты и количество отходов, а также способствует достижению долгосрочных бизнес-целей по обеспечению экологически устойчивого будущего для всех.
-
Анализаторы электропроводности
Кондуктометры используются для непрерывного измерения и контроля электропроводности (контактным или индуктивным методом), удельного сопротивления, процентной концентрации и общего содержания растворенных веществ в водах деминерализаторов, обратного осмоса и для определения необходимости продувки котла
-
Датчики электропроводности
Датчики электропроводности используются для непрерывного измерения и контроля электропроводности (контактным или индуктивным методом), удельного сопротивления, процентной концентрации и общего содержания растворенных веществ в водах деминерализатора, обратного осмоса и для определения необходимости продувки котла. Доступен широкий выбор фитингов для установки датчика в процесс, включая выдвижной, проточный, погружной держатели и адаптер для установки непосредственно в процесс. Правильный выбор датчика имеет решающее значение для получения точных и надежных результатов измерения.
-
Цифровые датчики SENCOM™ SMART
Цифровая платформа SENCOM SMART от Yokogawa объединяет в себе новое поколение жидкостных анализаторов, применение которых позволяет сократить время настройки, а также максимально оптимизировать и упростить техническое обслуживание и калибровку в полевых условиях