Por Brad Buecker, publicista técnico sénior
La producción de agua de reposición de alta pureza y el control químico preciso del agua y vapor son cruciales para los generadores de vapor de alta presión en la industria de generación de energía. Sin embargo, muchas plantas industriales utilizan calderas de baja presión para producir vapor para diversas aplicaciones, incluyendo calor para reactores químicos, evaporadores, áreas de edificios, etc. Aunque los programas de tratamiento para estas unidades muchas veces se consideran menos rigurosos que para las calderas de alta presión, el personal de la planta con frecuencia subestima las dificultades de corrosión y de formación de incrustaciones que resultan al no seleccionar y operar de manera correcta los sistemas de tratamiento de agua de reposición y retorno de condensado.
Agua de reposición para calderas de vapor de baja presión
Para calderas de vapor de baja presión (unidades de hasta aproximadamente 600 psi que no impulsan turbinas), el tratamiento del agua de aporte a menudo no es extraordinariamente riguroso. Usualmente, la principal preocupación es el potencial de incrustación de carbonato de calcio (CaCO3), como se ilustra en la siguiente reacción de iones de calcio (Ca2+) y alcalinidad de bicarbonato (HCO3–) que puede ocurrir en sistemas de agua caliente y calderas.
CaCO3 es el material beige blancuzco que aparece en las tuberías de agua caliente y los cabezales de ducha del hogar, y con frecuencia se le denomina incorrectamente “incrustación caliza”.
Durante décadas, un método típico de tratamiento primario para la reposición de calderas industriales era el ablandamiento con zeolita de sodio. En este proceso, el agua pasa por lechos de resina de intercambio de iones, donde los iones de dureza de calcio y magnesio se intercambian por sodio. Este flujo ablandado, con las impurezas restantes, como alcalinidad, iones de cloruro (Cl–), iones de sulfato (SO42-), sílice (SiO2), etc., se alimenta a la caldera.
Ventajas y desventajas del ablandamiento de zeolita sódica
Este método sencillo tiene ventajas y desventajas. Por ejemplo, un solo proceso de suavización con sodio, en comparación con las técnicas de reposición necesarias para generadores de vapor de alta presión (por ejemplo: ultrafiltración, ósmosis inversa y pulido de efluente de ósmosis inversa), le ahorra dinero a la planta en la forma de costos de equipo y operativos. Sin embargo, el ablandamiento con sodio no toca muchos de los otros iones, varios de los cuales pueden ser problemáticos. La alcalinidad puede convertirse en dióxido de carbono (CO2) en la caldera, para luego ser arrastrado con el vapor. El CO2 puede reducir el pH del retorno de condensado, quizá induciendo problemas de corrosión en estos sistemas. El cloruro y, en menor grado, el sulfato, pueden ser impurezas muy perjudiciales, sobre todo en combinación con oxígeno en la caldera. Otros compuestos también pueden concentrarse debajo de los depósitos porosos en los tubos de la caldera, usualmente productos de la corrosión como óxidos de hierro transportados desde otros lugares, por ejemplo, los sistemas de retorno de condensado, para inducir corrosión bajo depósito (under-deposit corrosion, UDC).
Un punto final que debe tenerse en cuenta: a lo largo de los años, el personal de ChemTreat ha visto muchos casos de formación de incrustaciones y corrosión en sistemas generadores de vapor, donde el problema principal fue rastreado hasta inestabilidad en la operación o mantenimiento deficiente de los ablandadores de sodio y otros equipos de tratamiento de la reposición, que permitieron el ingreso de un exceso de impurezas en el sistema. La planta de agua o vapor parece no requerir cuidado hasta que surgen problemas, y lo mismo por lo general sucede con el control de la química de retorno de condensado. Esté atento a más detalles en futuras publicaciones.
La parte 2 de esta serie examinará las tecnologías modernas que pueden eliminar la mayoría de las impurezas de la alimentación de agua de aporte, lo que, a su vez, puede mejorar significativamente la confiabilidad de la caldera.
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Comuníquese con ChemTreat para obtener ayuda en el diseño de un programa de tratamiento personalizado para su aplicación. Al igual que con otras tecnologías, se requiere debida diligencia para determinar la viabilidad de utilización de los métodos. Siempre consulte los manuales y las guías de su equipo.
