La generación de vapor y su uso para la producción de energía y el calentamiento de procesos es una operación vital en muchas plantas de energía y en miles de plantas industriales de todo el mundo. Las alteraciones en la química pueden causar daños significativos al equipo de los sistemas generadores de vapor, incluso en períodos muy breves.
Por lo general se recomienda el monitoreo continuo de la química del agua y vapor en puntos críticos de la red generadora de vapor para detectar alteraciones químicas y garantizar que los programas de tratamiento químico sean controlados dentro de los rangos apropiados. Esta serie de publicaciones examinará los principales puntos de muestreo y su relación con la química del agua o vapor. Esta publicación examina las unidades de alta presión para la generación de energía; analizaremos los generadores de vapor industriales de baja presión en la siguiente parte de la serie.
Con la disminución de la generación de energía a carbón y la tendencia ascendente de la energía renovable, un punto medio entre ambas ha sido y continúa siendo una generación de energía de ciclo simple y, en especial, combinada, con el gas natural como combustible primario. En las siguientes publicaciones examinaremos los principales parámetros de monitoreo para el tipo más común de generador de vapor por recuperación de calor (heat recovery steam generator, HRSG) de la industria de ciclo combinado: el HRSG de triple presión, incluido el de tipo de baja presión con alimentación directa (feed-forward low-pressure, FFLP) y el de baja presión independiente (stand-alone low-pressure, SALP).
Nota: El término “baja presión” se refiere solo al primer circuito en estas unidades de múltiple presión. El vapor para impulsar las turbinas se obtiene de los circuitos de presión intermedia y, en especial, alta presión, comúnmente llamados evaporadores, y por lo tanto la pureza del agua de aporte y del agua de alimentación debe diseñarse para altas presiones y temperaturas.
Las muestras de importancia primordial en ambos diseños son:
- Sistema de tratamiento de aporte
- Descarga de la bomba de condensado
- Entrada de agua de alimentación o economizador
- Agua de caldera
- Vapor saturado
- Vapor principal y recalentado
Las discusiones abarcarán el límite superior normal, o rango, de la mayoría de los parámetros de monitoreo. Estos datos y muchos detalles más pueden encontrarse en los documentos publicados por el Instituto de Investigación de Energía Eléctrica (Electric Power Research Institute, EPRI), aunque solo están disponibles para miembros del EPRI. La Asociación Internacional para las Propiedades del Agua y del Vapor (International Association for the Properties of Water and Steam, IAPWS) ofrece documentos técnicos con información similar, aunque más condensada, que pueden descargarse de manera gratuita en su sitio web: www.iapws.org.
Sistema de tratamiento de aporte
Incluso en los generadores de vapor más cerrados, una pequeña cantidad de agua o vapor de proceso escapa de manera continua. Estas pérdidas deben compensarse con agua de alta pureza. El proceso central más común de los sistemas de aporte es la ósmosis inversa (reverse osmosis, RO) seguida por intercambio iónico de lecho mixto (mixed-bed ion exchange, MBIX) o electrodesionización (electrodeionization , EDI) para “pulir” el efluente de ósmosis inversa. Por lo general, las unidades de ósmosis inversa incluyen una serie de instrumentos para monitorear el rendimiento del sistema, incluyendo presión, temperatura, flujo, pH y conductividad específica, que son objeto de un análisis por separado. La siguiente lista describe el límite superior recomendado para los tres parámetros de muestreo recomendados del efluente del sistema de aporte.
- Conductividad específica (SC): ≤0,1 μS/cm
- Sílice: ≤10 partes por mil millones (ppb)
- Sodio: ≤2 ppb
Un analizador de sodio en línea. Fotografía cortesía de Hach.
Estas mediciones garantizan que se distribuya agua de alta pureza de modo continuo a los generadores de vapor. Un aumento en cualquiera de los valores indica que la resina de MBIX ha alcanzado el agotamiento o que ha ocurrido un problema en la unidad de EDI. Es necesario tomar medidas correctivas inmediatas.
Busque publicaciones subsiguientes a medida que avancemos por la red de generación de vapor y evaluemos los puntos y parámetros de muestreo críticos.
Comuníquese con ChemTreat si requiere asistencia para diseñar un programa de tratamiento personalizado para su aplicación. Al igual que con otras tecnologías, se requiere un análisis detallado para determinar la factibilidad para utilizar los métodos. Siempre consulte los manuales y las guías de su equipo.
