As partes anteriores descreviam os critérios de monitoramento para proteger os sistemas de condensado/água de alimentação do gerador de vapor e caldeiras contra corrosão e deposições. O monitoramento de produtos químicos do vapor também é importante, especialmente em usinas de energia e instalações de cogeração onde vapor aciona turbinas.
Principais parâmetros do monitoramento
A deposição de contaminantes nas pás da turbina pode levar à corrosão e a possíveis falhas na lâmina, o que representa uma situação possivelmente catastrófica, pois a turbina gira a vários milhares de rpm.
Os principais parâmetros de monitoramento incluem os seguintes:
- Sódio: ≤2 partes por bilhão (ppb)
- Condutividade depois da troca catiônica (conductivity after cation exchange, CACE): ≤0,2 μS/cm
- Sílica: ≤10 ppb
O sódio fornece uma indicação direta do transporte de sal ou de hidróxido de sódio para o vapor. O transporte de hidróxido de sódio (soda cáustica) é uma impureza especialmente prejudicial, uma vez que pode rapidamente causar rachaduras de corrosão por esforço (stress corrosion cracking, SCC) dos componentes da turbina. Outros sais, principalmente o cloreto de sódio, se concentrarão nas últimas linhas da turbina de baixa pressão (LP), onde podem causar corrosão e subsequente SCC e fadiga por corrosão (corrosion fatigue, CF) nas pás e nos rotores da turbina. A corrosão se inicia durante os desligamentos da unidade, especialmente se o ar ambiente úmido entrar no condensador e umedecer os depósitos.
A CACE fornece uma medição indireta das concentrações de cloreto e sulfato, e o valor limite de ≤0,2 µS/cm tem sido uma diretriz de longo prazo para fabricantes de turbinas. No entanto, a precisão da CACE é suspeita, pois o vapor pode ter níveis de cloreto e sulfato maiores do que os limites típicos de 2 ppb, mesmo enquanto a CACE permanece abaixo do parâmetro de 0,2 μS/cm. Alguns instrumentos podem analisar as duas impurezas em um poço abaixo da concentração de 1 ppb
A sílica precipitará nas pás da turbina. Embora o composto não seja corrosivo, os depósitos podem influenciar na aerodinâmica da turbina e reduzir a eficiência, por isso o limite recomendado observado acima.
Pontos comuns de coleta de vapor
Vários pontos de coleta de vapor são comuns em unidades de geração de energia. Eles incluem amostras de vapor saturadas, principais e de reaquecimento.
A amostra de vapor saturado fornece análise das impurezas vindas diretamente do tambor da caldeira e pode servir como uma medição para resolução de problemas para detectar o transporte mecânico. O transporte mecânico pode ser causado por danos ou falhas de um dispositivo de separação de vapor no tambor.
Danos ou desgaste dos dispositivos de separação permitem que umidade excessiva contendo impurezas da água da caldeira entre no vapor.
Outros fatores que podem influenciar o transporte mecânico incluem taxas de acendimento rápidas ou trocas de carga frequentes, que podem causar surtos no nível de água do tambor; tamanho inadequado do tambor e contaminação da água da caldeira que pode gerar espuma.
São necessários procedimentos especiais para coletar vapor saturado e garantir a integridade da amostra. Isso inclui instalar um bocal de amostragem isocinética Os principais fabricantes de painel de amostras podem fornecer informações sobre os métodos adequados para garantir a integridade de todas as amostras do sistema de vapor.
A análise do vapor principal e de reaquecimento fornece dados diretos das impurezas que entram na turbina. É claro, a entrada de impurezas pode vir do transporte mecânico do tambor, mas as impurezas também podem vir da água de atemperação contaminada. Tal contaminação deve aparecer nas amostras da água de alimentação, e sendo assim, são detectáveis naquele ponto. A detecção e a correção de qualquer mecanismo que contamina a água de alimentação são de grande importância, tanto para proteger a água da caldeira como para eliminar a entrada direta de impurezas no vapor.
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É claro, todos os sistemas são diferentes e uma devida diligência é necessária para determinar a viabilidade de uso dos métodos. Sempre consulte os manuais e guias de equipamento e busque orientação junto a um profissional de tratamento de água.
