La última publicación en esta serie del blog se centra en el monitoreo de la química del agua y del vapor en calderas de baja presión, en particular los problemas con el retorno de condensado.
Esta parte examina los parámetros recomendados de monitoreo para las calderas en un sistema de generación de vapor. Los factores que influyen en el tratamiento de agua de calderas incluyen el diseño de la caldera, la presión de la caldera/vapor, si el vapor se utiliza estrictamente para el calentamiento del proceso o para impulsar turbinas y problemas relacionados con el retorno de condensado y el ingreso de impurezas en el agua de la caldera.
La importancia de medir el pH
Los generadores de vapor de las plantas de energía generalmente se centran en una operación de circuito cerrado, porque el vapor solo impulsa una turbina y, luego, regresa en su totalidad a la caldera. Para las pequeñas cantidades normales de agua/vapor que se pierden, el aporte proviene de sistemas de tratamiento de alta pureza, que generalmente garantizan agua limpia para la caldera.
Por lo tanto, el parámetro principal de monitoreo para el agua de la caldera de servicio público es el pH. El rango recomendado puede variar ligeramente según el tipo de caldera y la presión de funcionamiento, pero, en general, la mayoría de las pautas requieren un rango entre 9,2 y 9,8.
Para las numerosas unidades con condensadores de vapor enfriados con agua, siempre existe la posibilidad de ingreso de impurezas que pueden provocar inestabilidades graves en el entorno de calderas de alta temperatura. En estos casos, el pH se convierte en la medición más crítica. Prácticamente todas las pautas de la industria recomiendan desconectar una unidad inmediatamente si el pH cae a 8.0.
El fosfato trisódico (Na3PO4, TSP) en pequeñas dosis es una forma común de proteger (temporalmente) contra el ingreso de contaminantes hasta que la unidad pueda apagarse. En algunos casos, pequeñas concentraciones de cáusticos (NaOH) pueden ser preferibles al TSP.
Nota: En el tipo más común de generador de vapor con recuperación de calor (heat recovery steam generator, HRSG), el diseño de baja presión con alimentación directa (feed forward low-pressure, FFLP), los alcalinos sólidos no pueden utilizarse para el tratamiento del evaporador de baja presión. En cambio, el pH se controla mediante el tratamiento con amoníaco del agua de alimentación condensada.
Análisis recomendados para aplicaciones de alta presión
Para la mayoría de las aplicaciones de alta presión, se recomiendan los siguientes análisis.
- pH
- Fosfato (para las unidades tratadas con fosfato)
- Conductividad específica
- Conductividad después del intercambio catiónico (Conductivity after cation exchange, CACE)
Las mediciones de conductividad, en especial CACE combinada con lecturas de fosfatos, pueden evaluarse para garantizar el equilibrio químico y minimizar el potencial de corrosión. Estos datos, cuando se recopilan y analizan mediante un programa de software como CTVista®+ de ChemTreat, pueden ofrecer análisis precisos y tendencias de la química del agua de la caldera.
Es posible que se requiera monitoreo adicional para las calderas industriales. En muchos casos, el tratamiento de agua de aporte solo consta de ablandamiento con sodio o ablandamiento y eliminación de alcalinidad. Además, numerosas plantas industriales tienen sistemas complejos de vapor y retorno de condensado que permiten el ingreso de impurezas extra a las calderas. Frecuentemente, las impurezas principales son productos de corrosión de hierro de las tuberías de retorno de condensado.
Programas de tratamiento comunes para el agua de calderas
Un programa común de tratamiento de agua de caldera para estos sistemas incluye fosfatos y un polímero, este último para mantener las partículas en solución.
Si el ingreso de durezas no es un problema, pueden ser preferibles los programas de polímeros únicamente. En cualquier caso, la determinación de concentraciones de polímeros puede ser una tarea desafiante. Un método es mezclar una cantidad residual de un compuesto fluorescente con la formulación del producto. La cantidad muy pequeña de compuesto residual no interfiere con las reacciones químicas, pero puede analizarse rápidamente para ofrecer una medición sustituta de la concentración química.
Otra posibilidad, que ganó impulso por primera vez en la industria de agua refrigerante hace algunos años, implica polímeros etiquetados. Se agrega una molécula no reactiva a los polímeros principales para que puedan ser detectados mediante instrumentos. En los casos donde se aplican polímeros etiquetados, el monitoreo se realiza directamente y no mediante métodos sustitutos.
Como saben, todos los sistemas son diferentes. El personal de ChemTreat posee el conocimiento y puede suministrar los productos y servicios para tratar cualquier caldera, desde calderas de energía muy grandes hasta unidades industriales pequeñas. Para obtener más información, comuníquese con nosotros. 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.
Se pueden obtener detalles adicionales sobre el muestreo de calderas eléctricas en el “Documento de orientación técnica – Revisión de 2015: Instrumentation for monitoring and control of cycle chemistry for the steam-water circuits of fossil-fired and combined cycle power plants”; the International Association for the Properties of Water and Steam (www.iapws.org).
