science >> Wetenschap >  >> Energie

De effecten van silica op stoomturbines

Stoomturbines zijn machines die de warmte-energie van stoom van een waterboiler omzetten in een roterende beweging. Hun interieur bestaat uit een reeks bladen die de stoom opvangen en zorgen voor een rotatiekracht. Terwijl het roteert in een magnetisch veld, genereert de turbine elektrisch vermogen. Dit principe vormt 80 procent van de middelen voor elektriciteitsopwekking wereldwijd. De zuiverheid van stoom die door de turbine stroomt, is cruciaal voor zijn functie en efficiëntie. Minerale en organische verontreinigingen zijn aanwezig in het reservoir en in het rivierwater dat de stoombron levert. Dit kunnen silica zijn, detergenten uit stedelijk afval of zouten zoals natriumchloride en natriumsulfaat.

Siliciumdioxide

Silicium is 's werelds meest voorkomende element na zuurstof. Het komt niet voor als enig element, maar in verbindingen met zuurstof, waarbij siliciumdioxide of siliciumdioxide wordt gevormd, en ijzer, kalium, aluminium, magnesium en calcium. Het natuurlijke water dat wordt gebruikt in krachtcentrales bevat grote hoeveelheden opgeloste silicaten.

Carryover

Carryover is elke verontreiniging die de ketel van de krachtcentrale verlaat in de stoom die in de turbine stroomt. Silica is de meest voorkomende contaminant. Het vervliegt - wordt een gas - bij de hoge drukken en temperaturen in de ketel. Het vormt ook een colloïdale oplossing - een stabiele suspensie van siliciumdioxidedeeltjes - met water.

Stortplaatsen

Stoom koelt terwijl het door de turbine beweegt. Bij deze lagere temperaturen precipiteert silica op de turbinebladen, waar het zich ophoopt als een glasachtige afzetting. Het verwijderen ervan vereist chemische behandeling.

Drukverlaging

Naarmate de afzettingen van silica zich ophopen op de turbinebladen, veroorzaken ze een drukval in de turbine zelf. De afzettingen hebben een willekeurige dikte en veroorzaken evenwichts- en trillingsproblemen in de turbine.

Corrosie

Corrosie is een chemische aanval die metaalverlies in het turbineblad veroorzaakt. De meeste turbinebladen zijn van staal. Zelfs hoogwaardig staal oxideert gedeeltelijk bij de turbinetemperatuur en reageert met silica. Indien onbehandeld, zal dergelijke corrosie de turbine scheuren.

Capaciteitsvermindering

Silica-afzettingen op de bladen en andere elementen van de turbine beperken de stoomtoevoer naar de turbine. Dit resulteert in een verlies van de output van de turbine en een vermindering van de elektriciteitsproductiecapaciteit van de turbine.