A parte 2 continua a série sobre as diretrizes de monitoramento de química de vapor/água recomendadas para geradores de vapor de alta pressão. Dessa vez, o foco é o sistema de condensado. O monitoramento da água de alimentação está diretamente relacionado e será examinado no próximo artigo dessa série.
Em unidades de energia geradoras de vapor, o principal local para a possível entrada de contaminantes é o condensador, e especialmente condensadores resfriados a água onde um vazamento nos tubos permite que a água de resfriamento se infiltre no condensado de alta pureza. O vazamento da água de resfriamento introduzirá muitas impurezas no gerador de vapor, que, ao ser submetido ao ambiente agressivo nas caldeiras (o termo comum para HRSGs é evaporadores), pode causar sérios problemas.
As análises contínuas da descarga da bomba de condensado (condensate pump discharge, CPD) são:
- Condutividade catIônica (CACE): ≤0,2 μS/cm
- Condutividade específica (SC): consistente com o pH
- Sódio: ≤2 ppb
- Oxigênio dissolvido: ≤20 ppb
- pH: de 9,6 a 10,0 (essa é a faixa de pH para o projeto de HRSG mais comum, o tipo de baixa pressão, com alimentação para a frente de pressão tripla. A faixa pode ser um pouco diferente para outros projetos de HRSG.)
O monitoramento de sódio é muito eficaz para detectar vazamentos no tubo do condensador. Com um condensador compacto, os níveis de sódio no condensado são normalmente muito baixos (<2 ppb) e, em muitos casos, abaixo de 1 ppb. Um aumento no sódio fornece uma indicação precoce de vazamento no tubo do condensador.
A condutividade caiônica foi redesignada por algumas organizações de pesquisa como “condutividade após troca de cátions (conductivity after cation exhange, CACE)” para ilustrar o fato de que a amostra é direcionada através de uma coluna de troca catiônica para substituir os cátions, por exemplo, amônio, sódio, cálcio etc, por íons de hidrogênio. Isso cria uma solução de ácido muito diluída, basicamente com vestígios de íons de cloreto e de sulfato, cuja condutividade é, então, medida. Como ocorre com o monitoramento de sódio, um aumento na CACE indica vazamento de impurezas. A CACE pode ser influenciada pela entrada de dióxido de carbono, normalmente proveniente de vazamento de ar no condensador. O que tem se tornado cada vez mais popular é a CACE degaseificada, que utiliza um refervedor ou um compartimento de aspersão de nitrogênio para remover aproximadamente 90% do dióxido de carbono.
As análises de oxigênio dissolvido (OD) são importantes para monitorar o vazamento de ar para o condensador. Um aumento repentino no oxigênio dissolvido pode indicar uma falha mecânica no condensador ou próxima a ele, o que permite que ar em excesso entre no sistema. Como os programas de química da água de alimentação/condensado exigem controle rigoroso da concentração de OD, esse parâmetro de monitoramento é muito importante.
Um conjunto de analisador de oxigênio dissolvido. Foto por cortesia da Hach.
Em termos da relação entre a condutividade e o pH específicos, a amônia (ou, às vezes, uma amina ou uma mistura de amônia/amina) é o agente condicionador de pH normal para o condensado/a água de alimentação. No entanto, a medição direta de pH da água de alta pureza pode ser complicada e algoritmos foram desenvolvidos para calcular o pH com base nas medições de SC e de CACE para fornecer resultados mais precisos. A SC. em água de alta pureza está diretamente correlacionada à concentração de amônia, portanto, as medições de SC. oferecem melhor controle da alimentação de amônia do que o pH.
Um parâmetro que, em geral, não é monitorado continuamente, mas que pode ter alguma importância é o carbono orgânico total (total organic carbon, TOC). Para geradores de vapor utilitários, o limite de TOC recomendado no CPD é de 100 ppb.
Por fim, um número cada vez maior de novas plantas estão sendo equipadas com condensador resfriado a ar (air-cooled condenser, ACC) como medida de conservação de água, reduzindo problemas com a entrada da água de resfriamento no condensado. No entanto, como o ar é muito mais denso do que a água, um ACC deve ser proporcionalmente muito maior, o que literalmente requer milhares de metros de tubulação de aço carbono. O principal contaminante de condensado em unidades equipadas dessa forma é a partícula de óxido de ferro. Algum tipo de filtro de partículas é recomendado para evitar que os óxidos de ferro cheguem ao gerador de vapor. Fique atento a uma publicação à parte com uma discussão sobre esse assunto.
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Como em todas as outras tecnologias, é necessária uma investigação prévia para determinar a viabilidade da utilização dos métodos. Sempre consulte os manuais e guias do seu equipamento.
