Esta série do nosso blog se concentra em diferentes aspectos do monitoramento químico do gerador de vapor. A parte 1 discutiu as recomendações de monitoramento do sistema de alta pressão e a parte 2 examinou o sistema de condensado.
Essa discussão sobre coleta de amostra da água de alimentação no monitoramento de produtos químicos de vapor e água no gerador de vapor está estreitamente relacionada à parte anterior, especialmente em relação aos instrumentos recomendados. O circuito em geradores de vapor de alta pressão, e especialmente em unidades de produção de energia, está quase estreitamente ligado (ou deveria estar) somente à adição de reposição moderada. Se os produtos químicos do condensado descritos na parte 2 estiverem em ordem, os produtos químicos da água de alimentação também deverão ser satisfatórios. Entretanto, a coleta de amostra da água de alimentação (de modo ideal na entrada do economizador [economizer inlet, EI] ou até melhor, na saída do economizador) é essencial, uma vez que ela geralmente representa o principal local para avaliação de corrosão acelerada por fluxo (FAC) no sistema de água de alimentação. Além disso, os produtos químicos de tratamento de condensado/água de alimentação são adicionados depois da descarga da bomba de condensado (condensate pump discharge, CPD), de modo que a amostra da água de alimentação é o local principal para monitorar as dosagens dos produtos químicos e seus efeitos.
Para os sistemas padrão, as análises contínuas da água de alimentação recomendadas são:
- Condutividade catIônica (CACE): ≤0,2 μS/cm
- Condutividade específica (SC): Consistente com pH
- Sódio: ≤2 ppb
- Oxigênio dissolvido (dissolved oxygen, DO): 5–10 ppb
- pH: 9,6–10,0 (Esta é a faixa de pH para o projeto HRSG mais comum, o tipo de baixa pressão de alimentação direta de pressão tripla. A faixa pode ser um pouco diferente para outros projetos de HRSG.)
- Ferro total: ≤2 ppb
As amostras de sódio e CACE frequentemente servem como excelentes backups para os mesmos instrumentos no CPD. A detecção e a resposta à entrada de contaminantes geralmente é a principal prioridade nas unidades de alta pressão, e as leituras redundantes dos instrumentos da água de alimentação podem ser benéficas para confirmar se um transtorno é real ou resultado de falha do analisador. Embora sejam eventos raros, às vezes sabe-se que impurezas entram no gerador de vapor por meio de produtos químicos de tratamento da água de alimentação contaminados, que tais instrumentos normalmente iriam detectar. Finalmente, na maioria das unidades de alta pressão, um pequeno turbilhonamento é usado para a atemperação da água de alimentação. Esse arranjo pode introduzir impurezas diretamente no superaquecedor/reaquecedor e turbina. O hidróxido, cloreto e sulfato de sódio em especial podem ser muito prejudiciais a esses componentes.
Conforme mencionado na Parte 2, a amônia (ou algumas vezes uma amina ou uma mistura de amônia/amina) é o agente condicionante de pH normal para condensado/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/amina do que o pH.
Praticamente nenhum gerador de vapor moderno, especialmente os HRSGs, possuem ligas de cobre no sistema da água de alimentação. Assim, sequestrantes/agentes redutores de oxigênio não são recomendados para essas unidades, mas uma pequena quantidade de DO (5–10 ppb) é necessária para estabelecer a camada de óxido de ferro mais protetora na tubulação de aço carbono. Para tal, pode ser necessário fechar as ventilações do desaerador (para sistemas equipados), mas não sem antes fazer uma avaliação antecipada adequada.
Nos últimos anos, o monitoramento do ferro se tornou uma função muito importante em vários sistemas. Ele fornece indicação direta da FAC e da eficiência do programa de produtos químicos em mitigar esse mecanismo de corrosão. A maioria do ferro no condensado e na água de alimentação existe na forma de partículas, então os métodos de análise para somente ferro dissolvido grosseiramente subestimam a concentração total. A amostragem de produto de corrosão é um método que filtra uma amostra ao longo do tempo e determina sua concentração pela digestão do filtro, com análise subsequente do ferro dissolvido. A Hach oferece um método barato de análise de amostras que inclui uma etapa de digestão para monitoramento do ferro. A análise pode ser realizada diariamente, semanalmente ou em qualquer frequência desejada pelos funcionários da planta, e em qualquer um dos diversos fluxos importantes, incluindo condensado, água de alimentação e água de caldeira.
Figura 1. Reagente de combinação, frascos de digestão e aquecedor de bloco (esquerda), célula de amostra de 1 polegada (centro) e espectrofotômetro (direita). Fotos por cortesia da Hach.
A ChemTreat pode ajudá-lo a lidar com os desafios do monitoramento de produtos químicos do gerador de vapor. Entre em contato conosco para obter assistência no desenvolvimento de um programa de monitoramento sob medida para sua aplicação.
Assim como todas as outras tecnologias, é necessário fazer uma investigação prévia para determinar a viabilidade da utilização dos métodos. Consulte sempre seus manuais e guias de equipamentos e busque orientação junto à ChemTreat para lidar com as necessidades específicas do seu sistema.
