Esta serie de blogs se centra en distintos aspectos del monitoreo de la química de los generadores de vapor. En la parte 1 se presentaron las recomendaciones de monitoreo para sistemas de alta presión, y en la parte 2 se examinó el sistema de condensado.
Este debate sobre el muestreo del agua de alimentación en el monitoreo de la química del agua y del vapor de los generadores de vapor está estrechamente vinculado con la parte anterior de la serie, en particular lo referente a la instrumentación recomendada. El circuito de los generadores de vapor de alta presión, en particular las unidades productoras de energía, es casi cerrado (o debería serlo), con solo una adición moderada de aporte. Si la química del condensado descrita en la parte 2 está en orden, la química del agua de alimentación también debería ser satisfactoria. Sin embargo, es crítica la muestra del agua de alimentación (idealmente en la entrada del economizador [EI] o, aún mejor, la salida del economizador), ya que típicamente representa el lugar principal para evaluar la corrosión acelerada por el flujo (FAC) en el sistema de agua de alimentación. Además, se agregan productos químicos para tratamiento de condensado y agua de alimentación después de la descarga de bomba de condensado (CPD), de modo que la muestra de agua de alimentación es el mejor lugar para monitorear las dosis químicas y sus efectos.
Para sistemas estándar, los análisis continuos de agua de alimentación que se recomiendan son:
- Conductividad catiónica (CACE): ≤0,2 μS/cm
- Conductividad específica (SC): Consistente con el pH
- Sodio: ≤2 ppb
- Oxígeno disuelto (DO): 5–10 ppb
- pH: 9,6 a 10,0 (este es el rango de pH para el diseño más común de generador de vapor por recuperación de calor (HRSG), el de triple presión, baja presión con alimentación directa. El rango podría ser un poco diferente para otros diseños de HRSG).
- Hierro total: ≤2 ppb
Las muestras de sodio y conductividad después del intercambio catiónico (CACE) con frecuencia sirven como excelentes respaldos de la misma instrumentación en la descarga de bomba de condensado. La detección del ingreso de contaminantes y la respuesta correspondiente por lo general tienen la más alta prioridad en las unidades de alta presión, y las lecturas redundantes de los instrumentos de agua de alimentación pueden ser muy beneficiosas para confirmar si una irregularidad es real o el resultado de un analizador averiado. Aunque es poco usual, en ocasiones han ingresado impurezas en el generador de vapor a través de productos químicos contaminados de tratamiento del agua de alimentación, algo que estos instrumentos normalmente detectarían. Por último, en la mayoría de las unidades de alta presión, se utiliza un pequeño rebufo de agua de alimentación para atemperar el vapor. Esta disposición puede introducir impurezas directamente en el supercalentador o recalentador y la turbina. En particular, el hidróxido de sodio, el cloruro y el sulfato pueden ser muy perjudiciales para estos componentes.
Como se mencionó en la parte 2, el amoníaco (o en ocasiones una amina o una mezcla de amoníaco y amina) es el agente acondicionador de pH que normalmente se utiliza para el condensado y el agua de alimentación. Sin embargo, la medición directa del pH de agua de alta pureza puede ser complicada y se han desarrollado algoritmos para calcular el pH con base en las mediciones de conductividad específica (SC) y CACE para proporcionar resultados más precisos. La conductividad específica en agua de alta pureza está directamente correlacionada con la concentración de amoníaco y, por lo tanto, las mediciones de conductividad específica ofrecen un mejor control de la alimentación de amoníaco o amina que el pH.
Casi ningún generador de vapor moderno, en particular los generadores de vapor por recuperación de calor (HRSG), tiene aleaciones de cobre en el sistema de agua de alimentación. Por lo tanto, no se recomiendan los agentes secuestrantes y reductores de oxígeno para estas unidades, pero es necesaria una pequeña cantidad de oxígeno disuelto (5 a 10 ppb) para establecer la capa de óxido de hierro más protectora en la tubería de acero al carbono. Para hacerlo, quizá sea necesario cerrar los orificios de ventilación del desaireador (en los sistemas donde están presentes), pero no sin antes realizar una evaluación apropiada.
En años recientes, el monitoreo del hierro ha sido una función muy importante en muchos sistemas. Ofrece una indicación directa de la corrosión acelerada por el flujo y de la eficacia del programa químico para mitigar este mecanismo de corrosión. La mayor parte del hierro en el condensado y el agua de alimentación existe en forma particulada, de modo que los métodos analíticos que solo consideran el hierro disuelto presentan una gran subestimación de la concentración total. El muestreo del producto de la corrosión es un método que filtra una muestra a lo largo de un período, para luego determinar la concentración mediante la digestión del filtro y un análisis subsiguiente del hierro disuelto. Hach ofrece un método económico de extracción de muestras, que comprende un paso de digestión, para el muestreo del hierro. Los análisis pueden realizarse todos los días, cada semana o con la frecuencia deseada por el personal de la planta, y pueden efectuarse en cualquiera de varios flujos importantes, como los de condensado, agua de alimentación y agua de la caldera.
Figura 1. Reactivo combinado, viales de digestión y bloque calentador (izquierda); celda de muestra de 1 pulgada (centro) y espectrofotómetro (derecha). Fotografía cortesía de Hach.
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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 del equipo y obtenga asesoría de ChemTreat para resolver las necesidades específicas de su sistema.
