A última publicação nesta série do blogue foi voltada ao monitoramento dos produtos químicos para vapor e água em caldeiras de baixa pressão, com foco específico no retorno de condensado.
Esta parte examina os parâmetros de monitoramento recomendados para caldeiras em um sistema de geração de vapor. Fatores que influenciam o tratamento de água de caldeira incluem o design da caldeira, a pressão da caldeira/vapor, se o vapor é usado estritamente para o processo de aquecimento ou para acionar as turbinas e problemas relacionados ao retorno de condensado e à entrada de impurezas na água da caldeira.
A importância de medir o pH
Os geradores de vapor da usina de energia geralmente operam em circuito fechado, uma vez que o vapor somente aciona uma turbina e então retorna em sua totalidade à caldeira. Para quantidades normalmente pequenas de água/vapor que são perdidas, a reposição vem dos sistemas de tratamento com alta pureza, que normalmente garantem a água da caldeira limpa.
Então, o principal parâmetro de monitoramento para a água de caldeira de serviço é o pH. A faixa recomendada pode variar ligeiramente, dependendo do tipo de caldeira e da pressão de operação mas, em geral, a maioria das diretrizes recomenda uma faixa em torno de 9,2 e 9,8.
Para as diversas unidades com condensadores de vapor resfriados a água, a entrada de impurezas é sempre uma possibilidade que pode causar transtornos graves aos ambientes de caldeira de alta temperatura. Nesses casos, o pH se torna a medição mais crítica. Praticamente todas as diretrizes da indústria recomendam tirar a unidade de operação imediatamente se o pH cair para 8,0.
O fosfato trissódico (Na3PO4, TSP) em pequenas dosagens ainda é uma maneira comum de proteger (temporariamente) contra a entrada de contaminação até que a unidade seja desligada. Em alguns casos, concentrações pequenas de soda cáustica (NaOH) podem ser preferíveis ao TSP.
Observação: No tipo mais comum de gerador de vapor com recuperação de calor (heat recovery steam generator, HRSG), o design de baixa pressão com alimentação direta (feed forward low-pressure, FFLP), os alcalinos sólidos não podem ser usados para o tratamento do evaporador com pressão baixa. Em vez disso, o pH é controlado por meio do tratamento com amônia do condensado/água de alimentação.
Análise recomendada para aplicações de alta pressão
Para a maioria das aplicações com alta pressão, as seguintes análises são recomendadas.
- pH
- Fosfato (para as unidades tratadas com fosfato)
- Condutividade específica
- Condutividade depois da troca catiônica (CACE)
As medições de condutividade, especialmente CACE, combinadas a leituras de fosfato, podem ser valiosas para garantir que os produtos químicos sejam equilibrados, minimizando o potencial de corrosão. Quando coletados e analisados por um programa de software como o CTVista®+ da ChemTreat, esses dados podem fornecer análise precisa e tendências dos produtos químicos da água da caldeira.
Para caldeiras industriais, o monitoramento adicional pode ser necessário. Em muitos casos, o tratamento de água de reposição pode consistir apenas no abrandamento do sódio ou do abrandamento e da remoção da alcalinidade. Além disso, diversas plantas industriais possuem sistemas de retorno de condensado e vapor complexos que podem permitir a entrada extra de impurezas nas caldeiras. Frequentemente, impurezas primárias são produtos da corrosão por óxido de ferro da tubulação do retorno de condensado.
Programas de tratamento comuns para água de caldeira
Um programa de tratamento de água de caldeira comum para esses sistemas inclui fosfato e polímero, o último para manter as partículas em solução.
Se a entrada de dureza não for um problema, programas de somente polímero podem ser preferíveis. Em qualquer caso, a determinação das concentrações de polímero pode ser uma tarefa desafiadora. Um método é misturar uma quantidade rastreável de composto fluorescente com a fórmula do produto. A quantidade muito pequena de composto rastreador não interfere com as reações químicas, mas pode ser prontamente analisada para fornecer uma medição substituta da concentração química.
Outra possibilidade, que primeiro ganhou tração no setor de água de resfriamento há muitos anos, envolve polímeros marcados. Uma molécula não reativa é acrescentada aos polímeros primários para torná-los detectáveis por instrumentos. Nos casos em que os polímeros marcados são aplicáveis, o monitoramento é feito diretamente e não por métodos substitutos.
Como você sabe, cada sistema é diferente do outro. Os funcionários da ChemTreat têm conhecimento e podem fornecer os produtos e serviços para tratar qualquer caldeira, desde caldeiras para geração de energia muito grandes até unidades industriais pequenas. Entre em contato conosco para mais informações. Assim como todas as outras tecnologias, é necessário fazer uma investigação prévia para determinar a viabilidade da utilização dos métodos. Sempre consulte os manuais e guias dos seus equipamentos.
Detalhes adicionais referentes à coleta de amostra da caldeira de geração de energia podem ser obtidos no “Documento de Orientação Técnica, Revisão de 2015: Instrumentos para o monitoramento e controle de produtos químicos do ciclo para os circuitos de vapor-água das usinas de energia com ciclo combinado e alimentadas por combustível fóssil”, International Association for the Properties of Water and Steam (www.iapws.org).
