diapositivas_tratagua_2007

5/16/2018 Diapositivas_tratagua_2007 - slidepdf.com

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TERMOBARRANCATERMOBARRANCA

Tratamiento de aguaTratamiento de agua para Calderas para Calderas

Víctor Cristancho PinzónIngeniero Químico



IMPUREZAS EN EL AGUAIMPUREZAS EN EL AGUA

1. SÓLIDOS SUSPENDIDOS2. SÓLIDOS DISUELTOS

3. ALCALINIDAD4. DUREZA5. SÍLICE6. pH7. HIERRO8. GASES DISUELTOS9. GRASAS Y ACEITES

Tratamiento de aguas Víctor Cristancho Pinzón.



1. TRATAMIENTO EXTERNOo Pretratamiento

1.1 CLARIFICACIÓN:

• Coagulación• Floculación• Sedimentación• Filtración

1.2 INTERCAMBIO IÓNICO

• Suavización• Desmineralización

2. TRATAMIENTO INTERNO

2.1 DESAIREACIÓN• Mecánica• Química

2.2 CONTROL DE INCRUSTACIONES• Fosfato residual• Fosfato pH coordinado

2.3 CONTROL DE CORROSIÓN EN CALDERA• Por pH• Por O2

• Por ataque cáustico

2.4 CONTROL CORROSIÓN EN CONDENSADOS• Por CO2

• Por O2

• Por amoníaco

2.5 CONTROL DE ARRASTRE SOLIDOS EN EL VAPOR• Mecánico• Operacional• Químico




4

Tratamiento ExternoTratamiento Externoo Pretratamientoo Pretratamiento

TERMOBARRANCA




5

COAGULACIÓN COAGULACIÓN 1. MECANISMOS DE DESESTABILIZACIÓN

1.1 PRECIPITACIÓN Y ATRAPAMIENTO POR HIDRÓXIDOS METÁLICOS

(Al+++) + 3 (OH-) Al(OH)3

(Fe+++)

+FLOC METÁLICO COLOIDES FLOC RESULTANTE

1.2 DESESTABILIZACIÓN CON POLÍMEROS

POLÍMERO COLOIDES FLOC RESULTANTE

1.3 NEUTRALIZACIÓN DE IONES QUE POSEEN CARGA OPUESTA

2. FACTORES QUE AFECTAN LA COAGULACIÓN2.1 NATURALEZA DEL COLOIDE2.2 EL pH DEL AGUA

2.3 GRADIENTE DE VELOCIDAD

Al(OH)3




6

FLOCULACIÓN FLOCULACIÓN

1. MECANISMOS RESPONSABLES DE LA FLOCULACIÓN

1.1 PUENTE QUÍMICO. (CUANDO SE UTILIZAN POLÍMEROS)

1.2 ATRAPAMIENTO. (PARTÍCULAS ATRAPADAS EN LA RED DEL FLOC METÁLICO)

Al(OH)3

FLOC METÁLICO COLOIDES AGITACIÓN FLOC RESULTANTE

AGITACIÓN

MICROFLOCS MACROFLOC

2. FACTORES QUE AFECTAN LA FLOCULACIÓN2.1 GRADIENTE DE VELOCIDAD

2.2 TIEMPO DE AGITACIÓN

2.3 COMPOSICIÓN QUÍMICA DEL FLOC




7

SEDIMENTACIÓN SEDIMENTACIÓN

1. FACTORES QUE AFECTAN LA SEDIMENTACIÓN:

1.1 OPERAR CON FLUJO POR ENCIMA DEL DISEÑO1.2 TAMAÑO DEL FLOC

2. CLASIFICACIÓN DE LOS SEDIMENTADORES:2.1 DE FLUJO HORIZONTAL (RECTANGULARES)2.2 DE FLUJO VERTICAL (CIRCULARES)2.2.1 RECIRCULACIÓN DE LODOS

2.2.2 CON MANTO O CLCHON DE LODOS

FILTRACIÓN FILTRACIÓN

1. FACTORES QUE INFLUYEN EN LA FILTRACIÓN1.1 MEDIO FILTRANTE

1.2 VELOCIDAD DE FILTRACIÓN1.3 TIPO DE SUSPENSIÓN

2. CLASES DE FILTROS:2.1 A PRESIÓN2.2 DE GRAVEDAD




8

CLARIFICADOR VERTICALCLARIFICADOR VERTICAL

COAGULANTE

EFLUENTE AGUA CLARA

DESCARGADE LODOS AUTOMÁTICA

DESCARGA DE LODOSDE FONDO

ZONA DE REACCIÓN PRIMARIA

ROTOR IMPULSOR

ZONA DE REACCIÓNSECUNDARIA

AGUA CRUDA

MOTOR

REDUCTOR

ZONA DE RETORNODE LODOS

CONCENTRADOR

AGUACLARIFICADA

AGUACLARIFICADA

C O M P U

E R T A




9

EQUIPO PARA PRUEBA DE FLOCULACIÓN EQUIPO PARA PRUEBA DE FLOCULACIÓN (PRUEBA DE JARRAS)

RPM

AGITADORES

ILUMINADOR DE FLÓCULOS

VASOS DE PRECIPITADOSDE 100 ML




10

TANQUE DE

ALMACENAMIENTO

RIO MAGDALENA

Turbiedad: 550 NTUpH : 7.3Hierro tot.: 1.3 ppmSílice : 18 ppmDureza tot.: 90 ppm

LINEA AGUACIRCULACIÓN

B O M B A D E

S U P L E N C I A 1

B O M B

A D E

S U P L E

N C I A 2

CLARIFICADOR

T A N Q U E D E

E Q U I L I B R I O FILTRO DE ARENAY ANTRACITA

TOMA DE MUESTRA

COAGULANTE:(Alumbre o Polímero)

AGITADOR

BOMBA AGUACLARA No 2

BOMBA AGUACLARA No 1

ALCALINIZANTE(Carbonato o soda)

TURBIEDAD : 1 NTUpH : 7.2HIERRO TOTAL :< 0.1 ppmSÍLICE : 10 ppmDUREZA :50 ppm

AGUA DESMINERALIZADA

Conductividad : < 1 u mhopH : 7.5 - 8.5Hierro Total : 0.0 ppmCobre : 0.0 ppm

Aluminio : 0.0 ppmSílice : <0.03 ppmDureza Total : No detect.Oxígeno dis : 20-30 ppm

L E C H O D

E C A R B Ó

N

A C T I V A D O

D E S G A S

I F I C A D O R

A L T A N Q U E D E

C O N D E N S A D O

BOMBA DE AGUA

DESGASIFICADA

AGUA SUAVIZADADureza < 2 ppm

C A T I O N

S U A V I Z A D O R

AL EVAPORADOR

BOMBA ALEVAPORADOR

DOSIFICACIÓNDE CLORO

TANQUE DE ALMACENAMIENTODE AGUA POTABLE

Cloro Residual: 0.3ppm

F I L T R O

D E

C A R B Ó N

A C T I V A D O

AGUA PARA SISTEMADE ENFRIAMIENTO 2rio

AGUA PARA LA ESTACIÓNDE CONTRAINCENDIO

Dibujó: Ing. V. CRISTANCHO PINZON Dibujó: Ing. V. CRISTANCHO PINZON

PRETRATAMIENTO DE AGUASPRETRATAMIENTO DE AGUAS

BOMBA DE AGUA

FILTRADA

L E C H

O

M I X T O

A N I Ó N

C A T I Ó N

PLANTA DESMINERALIZADORA




11


I N T E R C A M B I O I Ó N I C O

C I C LO S Ó D I C O

INTERCAMBIO DE

HIDRÓGENO

CATIONES

INTERCAMBIO DE

HIDROXILOS

ANIONES



12

SUSTANCIAS INDESEABLES EN EL AGUASUSTANCIAS INDESEABLES EN EL AGUA

DE CALDERASDE CALDERASCATIONES

Ca ++ Fe +++

Mg ++ Cu ++Na + Zn ++

K + Ba ++

NH4+ H+

Li +

ANIONES

SO4 -- SO3 --

Cl - SiO2HCO3 - CO2

NO3 - CrO4 --

NO2 - Br -

HSiO3 - OH -

OTROS

O2

CO2




13

PROCESO DE SUAVIZACIÓN PROCESO DE SUAVIZACIÓN R - (Na) 2 + Ca(HCO3) 2 -------------- R - Ca + 2 NaHCO3R - (Na) 2 + Mg(HCO3) 2 -------------- R - Mg + 2 NaHCO3

R - (Na) 2 + CaSO4 -------------------- R - Ca + Na2SO4

PROCESO DE DESMINERALIZACIÓN PROCESO DE DESMINERALIZACIÓN CATION

R - H2 + Ca (HCO3)2 ---------------------- R - Ca + 2H2CO3R - H2 + Mg(HCO3)2 --------------------- R - Mg + 2H2CO3R - H2 + CaSO4 -------------------------- R - Ca + H2SO4R - H2 + NaCl -------------------------- R - Na + HClR - H2 + KCl -------------------------- R - K + HCl

ANION

R2 - OH + H2SO4 ------------------------ R2 - SO4 + H2OR - OH + HCl ------------------------- R - Cl + H2OR - OH + HNO3 ------------------------- R - NO3 + H2OR - OH + H2SiO3 ------------------------- R - HSiO3 + H2OO - OH + H2CO3 ------------------------- R - R - HCO3 + H2O




14

CICLOS DE REGENERACIÓN DE RESINASCICLOS DE REGENERACIÓN DE RESINAS

CICLO SÓDICO (SUAVIZADOR) 1. Retrolavado : 10 min.2. Regeneración : 30 min.

R - Mg + 2NaCl ---------- R - Na2 + MgCl2 3. Enjuague : 15 min.R - Ca + 2NaCl ---------- R - Na2 + CaCl2 4. Lavado : 10 min.

5. Servicio : 16 hr. apr.

CICLO DE HIDRÓGENO 1. Retrolavado : 10 min.(CATION) 2. Regeneración : 15 min.(3%)

R - Mg + H2SO4 ---------- R - H2 + MgSO4 : 11 min.(6%)R - Ca + H2SO4 ---------- R - H2 + CaSO4 3. Enjuague : 14 min.

4. Lavado : 20 min.

CICLO DE HIDRROXILO 1. Retrolavado : 10 min.(ANION) 2. Regeneración : 70 min.

R - Cl + NaOH ------ R - OH + NaCl Con NaOH 4%, 45°CR-HCO3 + NaOH ----- R - OH + NaHCO3 3. Enjuague : 14 min.

4. Lavado : 20 min.




15

RESINAS CATIÓNICASRESINAS CATIÓNICAS

CARACTERÍSTICAS GENERALES

* MATERIALES MUY ESTABLES

* TEMPERATURA MÁXIMA DE TRABAJO 150 ºF (65ºC)

* SUCEPTIBLES A:

OXIDACIÓN: CLOROCONTAMINACIÓN: HIERRO

PRECIPITADOS INORGÁNICOSMATERIAL INERTE

* REQUIEREN RETROLAVADO - 50% EXP. DEL LECHO




16

RESINAS ANIÓNICASRESINAS ANIÓNICAS

CARACTERÍSTICAS GENERALES

MATERIALES SUCEPTIBLES A:

* TEMPERATURA MÁXIMA 150 ºF

* OXIDACIÓN* SHOCK OSMÓTICO* CONTAMINACIÓN ORGÁNICA* POLIMERIZACIÓN DE SÍLICE

MATERIALES DE MEDIANA RESISTENCIA FÍSICA (ATRICIÓN)

* SE FRACTURAN POR RETROLAVADO* EXPANDIR EL LECHO MÁXIMO 70%

MATERIALES MUY COSTOSOS




17

PROBLEMAS MAS COMUNES EN SISTEMAS DE PROBLEMAS MAS COMUNES EN SISTEMAS DE INTERCAMBIO IÓNICOINTERCAMBIO IÓNICO

1. PÉRDIDA DE LA CAPACIDAD DE LA RESINA POR:

1.1 FRACTURA Y EXCESIVA FORMACIÓN DE FINOS1.2 ENSUCIAMIENTO O BLOQUEO POR BARRO , CIENO, FLOC, HIERRO, ETC1.3 POR USAR INSUFICIENTE REGENERANTE1.4 POR DETERIORO QUÍMICO DE LA RESINA (OXIDACIÓN CON CLORO)

2. PERDIDA DE CAPACIDAD DE LA RESINA CATIÓNICA POR ENSUCIAMIENTOCON CaSO4

3. PÉRDIDA DE RESINAS POR FLUJOS DE CONTRALAVADO EXCESIVOS OCOLECTOR ROTO

4. FUGA EN LOS LECHOS POR CANALIZACIÓN

5. CONTAMINACIÓN DEL ANIÓN POR BAJA TEMPERATURA DEL REGENERANTE.




18


VIENE DEL

TQ ACIDO

V I

E N E D E L

T Q

D E S O D A

EAS

EALSAS

SAA

EIA

VPCSAL

SVA

EAS

EALSAS

SAA

EIS

SVA

VPA

SAL

ARA

VA A LA

RESISTENCIA

EAS

EALSAS

EIS

EAT

EAP

SRD

SAA

EIA

SVA

VCA

VPLSAL

H A C I A L O S T Q

C O N D E N S A D O

ARL

CATIONANIONLECHO MIXTO

DESGASIFICADOR

AGUA

AIRE

SOLUCION DE H2SO

4

SOLUCION DE NaOH

ARA:

ARL:

CRA:

CRC:

CLA:

CLS:

DRA:

DRS:

DAD:

DAF:

EAL:

EAP:

Agua Regeneración Anión Agua Regeneración LechoCaudal Regeneración AniónCaudal Regeneración CatiónCaudal Lecho AcidoCaudal Lecho SodaDescarga Regenerante ÁcidoDescarga Regenerante SodaDescarga Agua DesgasificadaDescarga Agua FiltradaEntrada Agua de LavadoEntrada Aire Parcial

Entrada Agua de ServicioEntrada Aire TotalEntrada Inyección de ÁcidoEntrada Inyección de SodaSalida Agua a la AlcantarillaSucción Agua DesgasificadaSucción Agua FiltradaSalida Agua de LavadoSalida Agua de ServicioSucción Regenerante ÁcidoSalida Regenerante al drenajeSucción Regenerante Soda

EAS:

EAT:

EIA:

EIS:

SAA:

SAD:

SAF:

SAL:

SAS:

SRA:

SRD:

SRS:

SVA:

VBR:

MAC:

MAL:

MSA:

MSL:

VCA:

VPL:

VPC:

VPA:

Salida Venteo de AireVálvula By-pass de RegeneraciónMezcladora de Ácido al CatiónMezcladora de Acido al LechoMezcladora de Soda al AniónMezcladora de Soda al LechoValvula Común a la AlcantarilaVálvula de Paso al LechoVálvula de Paso al CatiónVálvula de Paso al Anión

VENTILADOR DEL

DESGASIFICADOR

V I E N E D

E L O S

F I L T E R O S D E C A R B O N

V I E

N E

D E L

A

L I N E A

D E A

I R E

V I E N E D E L

T

Q D

E S O D A

V I E N E D E L T Q

D E A C I D O

VIENE DEL

TQ ACIDO

V I

E N E D E L

T Q

D E S O D A

EAS

EALSAS

SAA

EIA

VPCSAL

SVA

EAS

EALSAS

SAA

EIS

SVA

VPA

SAL

ARA

VA A LA

RESISTENCIA

EAS

EALSAS

EIS

EAT

EAP

SRD

SAA

EIA

SVA

VCA

VPLSAL

H A C I A L O S T Q

C O N D E N S A D O

ARL

CATIONANIONLECHO MIXTO

DESGASIFICADOR

AGUA

AIRE

SOLUCION DE H2SO

4

SOLUCION DE NaOH

AGUA

AIRE

SOLUCION DE H2SO

4

SOLUCION DE NaOH

ARA:

ARL:

CRA:

CRC:

CLA:

CLS:

DRA:

DRS:

DAD:

DAF:

EAL:

EAP:



EAS:

EAT:

EIA:

EIS:

SAA:

SAD:

SAF:

SAL:

SAS:

SRA:

SRD:

SRS:

SVA:

VBR:

MAC:

MAL:

MSA:

MSL:

VCA:

VPL:

VPC:

VPA:


ARA:

ARL:

CRA:

CRC:

CLA:

CLS:

DRA:

DRS:

DAD:

DAF:

EAL:

EAP:


ARA:

ARL:

CRA:

CRC:

CLA:

CLS:

DRA:

DRS:

DAD:

DAF:

EAL:

EAP:



EAS:

EAT:

EIA:

EIS:

SAA:

SAD:

SAF:

SAL:

SAS:

SRA:

SRD:

SRS:


EAS:

EAT:

EIA:

EIS:

SAA:

SAD:

SAF:

SAL:

SAS:

SRA:

SRD:

SRS:

SVA:

VBR:

MAC:

MAL:

MSA:

MSL:

VCA:

VPL:

VPC:

VPA:


SVA:

VBR:

MAC:

MAL:

MSA:

MSL:

VCA:

VPL:

VPC:

VPA:


VENTILADOR DEL

DESGASIFICADOR

V I E N E D

E L O S

F I L T E R O S D E C A R B O N

V I E

N E

D E L

A

L I N E A

D E A

I R E

V I E N E D E L

T

Q D

E S O D A

V I E N E D E L T Q

D E A C I D O



19

S U A V I S A D O R

1

S U A V I S A D O R

2

EVAPORADOR

VA AL DESGASIFICADOR

VIENE DE LAEXTRACCIÓN 1 o 4

ELECTROBOMBAS DELEVAPORADOR VIENE DEL TANQUE

DE 500 m3

A LA ALCANTARILLA

VA AL TANQUE DEPURGAS INTERMITENTES

VA AL DESGASIFICADOR

VIENE DEL TANQUEDE SALMUERA

A LA ALCANTARILLA

ENFRIADOR DE PURGASEVAPORADOR

PURGACONTINUA

VAPOR DECALDEO

VIENE DE TANQUEDE EXPANSIÓN

DE PURGAS

VIENE DESIST. VAPOR AUXILIAR


VENTEO

Toma muestra

Toma muestra



20

Tratamiento InternoTratamiento Interno

de Agua de Calderasde Agua de Calderas

TERMOBARRANCA




22

DESAIREACIÓN MECÁNICADESAIREACIÓN MECÁNICA

REQUERIMIENTOS BÁSICOS1. LLEVAR EL AGUA A TEMPERATURA DE SATURACIÓN.2. ATOMIZAR EL AGUA EN PEQUEÑAS GOTAS O PRODUCIR PELÍCULAS DELGADAS

PARA TENER UN ÁREA SUPERFICIAL MÁXIMA EXPUESTA AL VAPOR.3. EL FLUJO DE VAPOR DEBE SER SUFICIENTE PARA ARRASTRAR LOS GASES

DISUELTOS EN EL AGUA.

RETORNO DE

CONDENSADO VENTEO

VAPOR

INYECCIÓN DEHIDRACINA

BOMBA DE ALIMENTARCALDERA

A LA CALDERA0.0 ppb de O2

DESAIREADOR

7 ppb de O2

TANQUE DE ALMACENAMIENTO

AGUA DE ALIMENTAR




23

SULFITO DE SODIO (Na2SO3)

REACCIÓN

Na2SO3 + 1/2 O2 --------- Na2SO4 (Soluble)

• Las reacciones de Sulfito con el oxígeno son afectadas por: temperatura ygeneralmente catalizadores tales como: Cu++, Co++, Mn++, que aumentan lavelocidad de reacción.• Se aplica en el tanque de almacenamiento del desaireador

LIMITACIONES• Contribuye con sólidos disueltos el el agua• Se descompone a altas temperaturas produciendo SO2 (corros. en cond)• y NaOH (Indeseable en calderas de alta presión)

DESAIREACIÓN QUÍMICADESAIREACIÓN QUÍMICA




24

HIDRAZINA (N2H4)

REACCIONES

N2H4 + O2 ----------- 2H2O + N2 (1)4Fe3O4 + O2 ----------- 6Fe2O3 (2)

6Fe2O3 + N2H4 -------- 4Fe3O4 + 2H2O + N2 (3)2Cu2O + O2 ------------ 4CuO (4)4CuO + N2H4 ---------- 2Cu2O + 2H2O + N2 (5)

La hidrazina se descompone a temperaturas superiores a 300 °C asi:

3N2H4 + CALOR -------- 4NH3 + N22N2H4 + CALOR -------- 2NH3 + N2 + H2

El residual a mantener en el agua de caldera es de 0.01 a 0. 2 ppm max.

DESAIREACIÓN QUÍMICADESAIREACIÓN QUÍMICA




25

FENÓMENO DE SOBRECALENTAMIENTO EN TUBOS DE FENÓMENO DE SOBRECALENTAMIENTO EN TUBOS DE CALDERAS CAUSADO POR INCRUSTACIONESCALDERAS CAUSADO POR INCRUSTACIONES

PAREDDEL TUBO

T2

T1

TEMP.METAL

TEMP.

AGUA

ILUSTRACIÓN A

T2

T1

To

PELÍCULA AISLANTE

TEMP.METAL

TEMP.

AGUA

ILUSTRACIÓN B

T4TEMP.METAL

TEMP.

AGUA

T1

T3

ILUSTRACIÓN C

ESPESOR INCRUSTACIÓN

PÉRDIDA DE CALOR

1/64” (0.396 mm)

2 %

1/32” (0.793 mm)

4 %

1/16” (1.58 mm)

6 %


Ca(HCO3)2 + calor CaCO3 + H2O + CO2



26

CONTROL DE INCRUSTACIONESCONTROL DE INCRUSTACIONES

1. TRATAMIENTO EXTERNO DE AGUA DE ALIMENTACIÓN

2. TRATAMIENTO INTERNO DEL AGUA DE CALDERA

• Fosfato residual• Fosfato pH coordinado

3. CONCENTRACIÓN DE SÓLIDOS EN EL AGUA DE CALDERAS

4. PROCEDIMIENTOS ADECUADOS DE ENFRIAMIENTO DE CALDERAS

5. PROCEDIMIENTOS ADECUADOS DE MANTTO. EN PARADA DE CALDERA

• Conservar con N2H4 de acuerdo al tiempo de parada• Mantener Ph > 10• Calentamiento semanal de caldera• Controlar semanalmente nivel caldera máximo• Al retornar caldera al servicio, eliminar por purga el exceso de N2H4




27

PROGRAMA FOSFATO RESIDUALPROGRAMA FOSFATO RESIDUAL

1. GENERALIDADES• Es el programa mas común para controlar incrustaciones• El fosfato precipita el calcio como fosfato tricálcico, evitando incrustaciones de: Sulfatos,Carbonatos y/o Silicato de calcio• Los fosfatos mas empleados son: disódico, trisódico y polifosfato• Solo el ion ortofosfato (PO4=), puede precipitar fosfato tricálcico• El residual de fosfato en la caldera es función de la presión

2. MECANISMOS DE PRECIPITACIÓN• Dureza de calcio precipita como fosfato básico de calcio (Ca10PO4)6(OH)2) en presencia dealcalinidad OH-• El Magnesio precipita precipita como Mg(OH)2

• Altos residuales de fosfato y bajo contenido de OH- forma depósitos muy adherentes deMg3(PO4)2

3. VENTAJAS

• Fácil de controlar • Puede usarse a altas presiones• Tolera fluctuaciones de dureza en el agua d alimentación

4. DESVENTAJAS• Si la alcalinidad es excesiva puede producir espuma y/o corrosión cáustica


Na3PO4 + H2O < > NaOH + Na2HPO4



28

CORROSIÓN EN CALDERASCORROSIÓN EN CALDERAS

1. CORROSIÓN POR OXÍGENO

GENERALIDADES

• El oxigeno disuelto en el agua de alimentación ataca tuberías de condensado economizadores

y la caldera misma.• Pequeñas cantidades de O2 disuelto (ppb), son altamente corrosivas por la alta temperatura delagua.• La corrosión por oxígeno se presenta en forma de picadura o “PITTING”.• Los economizadores son los mas propensos a ataque por oxígeno

CONTROL

El control de corrosión se hace eliminando el oxígeno por desaireación:•Mecánica•Química, manteniendo un residual de secuestrante de Oxígeno




29


2. CORROSIÓN POR pH GENERALIDADES

• La corrosión del hierro es función del pH del agua, aumentando cuandodisminuye.• En calderas de alta presión con agua de alta pureza, el pH es una variablecontrolada• Otra forma de corrosión ácida es la hidrólisis del MgCl2 donde no existe OH-

libre

CONTROL

• Manteniendo el pH en el agua de caldera de acuerdo a lo recomendado:

Presión caldera (psi) 700-900 1200 1500

pH 9.8 - 11 9.8 - 10.2 9.4 - 9.7




30


3. CORROSIÓN POR ATAQUE CÁUSTICO

GENERALIDADES

• Ocasionada por concentraciones localizadas de soda cáustica

• Se presenta en calderas de altas ratas de transferencia de calor y corrosión en sistema decondensados• La soda se deposita debajo de una acumulación de óxido poroso de hierro en tubos de altocalentamiento.

Fe3O4 + 2 NaOH ------- 2 Na2FeO2 Na2FeO + H2O

3 Fe + 2 NaOH + H2O ------- Na2FeO3 (cráter localizado)

CONTROL

• Mantener superficies por el lado agua límpias• Limitando o eliminando la soda cáustica en el tratamiento interno.




31


4. CORROSIÓN POR FRAGILIZACIÓN CÁUSTICA

GENERALIDADES

• Es una forma de rotura intergranular por ataque de NaOH, sobre estructurasometidas a altos esfuerzos

• Para que ocurra este ataque deben existir 3 condiciones simultaneas:

• El metal debe estar sometido a esfuerzos cerca al punto de falla• El agua de caldera debe contener soda cáustica• Debe existir un mecanismo que permita que los sólidos del agua de calderase concentren en la parte del metal bajo esfuerzos.




32

CORROSIÓN EN CONDENSADOSCORROSIÓN EN CONDENSADOS

1. CORROSIÓN POR CO2

GENERALIDADES

• Producto de descomposición de carbonatos y bicarbonatos o adición de soda• El CO2 libre con el agua forma H2CO3

• Concentraciones bajas de CO2 bajan pH• Concentraciones atas de CO2 (> 5 ppm) producen corrosión severa.

Fe + 2H2CO3 --------- Fe(HCO3)2 + H2

• Si el pH está por debajo de 6, el O2 acelera el ataque ácido.

2Fe(HCO3)2 + 1/2 O2 ------ Fe2O3 + 4 CO2 + 2 H2O

• La corrosión por CO2 se manifiesta por:• Canales en tuberías horizontales en la línea de agua• Agujeros en roscas de uniones• Rugosidades




33


2. CORROSIÓN POR OXÍGENO

GENERALIDADES

• El oxígeno está presente a través del agua de reposición y/o entradas de aire• La corrosión por oxígeno es del tipo picadura• Las reacciones de corrosión por oxígeno se expresan:

4 Fe + H2O + 3O2 ------- 4 Fe (OH)3

2 Fe (OH)3 ------- Fe2O3 + 3 H2O

• La rata de corrosión por O2 depende de: pH, Temp. y cantidad de O2 disuelto

• Si el pH está entre 6 y 8, y el O2 entre 0.2 y 2 ppm, se presenta picadura• Concentraciones por encima de 2 ppm producen muchas picaduras




34


3. CORROSIÓN POR AMONÍACO3. CORROSIÓN POR AMONÍACO

GENERALIDADES

• El NH3 esta presente por descomposición de productos de tratamiento• El NH3 es corrosivo al cobre y sus aleaciones en presencia de O2

Cu + 4 NH3 + 1/2 O2 + H2O ------- Cu (NH3)4++ + 2 OH-

• El ataque es severo con concentraciones de NH3 por encima de 0.5 ppm




35


CONTROL DE CORROSIÓN EN CONDENSADOSCONTROL DE CORROSIÓN EN CONDENSADOS

1. Tratamiento externo del agua de alimentación de calderas paraeliminar o reducir:

• Alcalinidad

• Oxígeno• Amoníaco

La desmineralización del agua remueve casi por completo elCO2 Libre y combinado.

2. Tratamiento interno:

• Aplicación de productos químicos a los condensados• Desaireación mecánica




36

PURGA DE AGUA DE CALDERASPURGA DE AGUA DE CALDERAS

GENERALIDADES

• Todas las aguas de alimentación de calderas contienen impurezas• Cuando el agua se evapora los sólidos disueltos quedan en el agua y van aumentandosu concentración.

• En la purga se debe remover la misma cantidad de sólidos disueltos que entran en elagua de alimentación.• Insuficiente purga puede conducir a la formación de depósitos o arrastre• La purga excesiva desperdicia agua, calor y químicos.• La purga se ajusta de acuerdo a análisis de Sílice o Cloruros.• Los 2 métodos de purgar son: Continuo y manual o intermitente• La purga se define por la expresión:

Conc. de Si en agua de alimentación% PURGA = X 100 = % del agua de alimentac.

Conc. de Sí en agua de caldera


Cantidad de agua purgada% PURGA = X 100 = % agua de aliment.

Cantidad de agua de alimentación



37

ARRASTRE DE SOLIDOS EN EL VAPOR ARRASTRE DE SOLIDOS EN EL VAPOR

1.1. EFECTOS MAS CRÍTICOS POR ARRASTRE:EFECTOS MAS CRÍTICOS POR ARRASTRE:

• Sobrecalentamiento y falla de tubos del sobrecalentador • Depósitos en turbinas de vapor • Choque térmico con buches de agua arrastrada en el vapor • Erosión en válvulas y álabes de turbina, causada por óxidos o lodos de caldera

• Bajo ciertas condiciones corrosión y rotura del rotor

2.2. TIPOS DE ARRASTRE TIPOS DE ARRASTRE

2.1 Barboteo o “priming”: Son bocanadas de agua causado por:• Operar a nivel alto• Variaciones de presión

2.2 Niebla o “misting”. Es el resultado de la rotura de las burbujas de vapor al salir a la superficie

2.3 Espumeo




38

ARRASTRE DE SOLIDOS EN EL VAPOR ARRASTRE DE SOLIDOS EN EL VAPOR

3.3. CAUSAS DEL ARRASTRE:CAUSAS DEL ARRASTRE:

3.1 MECÁNICAS

• Debidas al estado del equipo purificador de vapor

3.2 OPERACIONALES• Operar con alto nivel en el tambor de vapor • Operación por encima de la rata de evaporación• Cambios bruscos en la carga

3.3 DE TIPO QUÍMICO

• Alto contenido de sólidos suspendidos y disueltos• Una purga continua insuficiente• Contaminación con aceites y materiales orgánicos• Alta alcalinidad al OH




39

PROCEDIMIENTOS DE ENFRIAMIENTO DE CALDERASPROCEDIMIENTOS DE ENFRIAMIENTO DE CALDERASEN PARADAEN PARADA

1. Aumentar la concentración de acondicionadores de lodos

2. Purgar por el fondo (Calderas de baja y media presión)

3. Enfriar a una rata de 38 °C por hora (100 °F / hr.)




40

PROTECCIÓN DE UNA CALDERA CUANDO ESTAPROTECCIÓN DE UNA CALDERA CUANDO ESTAFUERA DE SERVICIOFUERA DE SERVICIO

1. Agregar hidracina de acuerdo al tiempo de parada

2. Mantener un pH aproximado de 10

3. Controlar el nivel de caldera semanal al máximo. Venteos cerrados

4. Si se pierde nivel, agregar agua con solución de hidracina

5. Cuando entre la caldera en servicio, eliminar el exceso de N2H4 por la purga

hasta valores normales de operación

6. De no hacer lo anterior, se producirá corrosión por O2 manifestada en pérdidade metal justo por debajo de la línea de agua.




41

CALIDAD AGUA DE ALIMENTACIÓN DE CALDERASCALIDAD AGUA DE ALIMENTACIÓN DE CALDERAS

LÍMITES SUGERIDOS POR LA ASME RESEARCH COMITTE ON THERMAL POWER SYSTEMS

PRESIÓN TAMBOR(PSIG)

751 - 900901 - 000

1001 - 1500

HIERRO(PPM Fe)

0.020.020.01

COBRE(PPM Cu)

0.0150.0150.010

DUREZA TOTAL(PPM CaCO3)

0.1000.050

NO DETECTABLE

LÍMITES SUGERIDOS POR BABCOCK & WILCOX PUBLICATIONS *

PRESIÓN CALDERA(PSIG)

751 - 900

901 - 10001001 - 1500

HIERRO(PPM Fe)

0.050

0.0500.010

COBRE(PPM Cu)

0.030

0.0300.005

DUREZA(PPM CaCO3)

0 - 1 MAX.

0 - 1 MAX.O

OXÍGENO(PPM O2)

0.007

0.0070.007

* CONTENIDO DE MATERIA ORGÁNICA DEBE SER CERO Y EL pH EN EL RANGO DE 8.0 - 9.5

TABLA No 1


T t i t d



42

CALIDAD AGUA DE CALDERASCALIDAD AGUA DE CALDERAS

LÍMITES SUGERIDOS POR LA ASME RESEARCH COMITTE ON THERMAL POWER SYSTEMS

PRESIÓN TAMBOR(PSIG)

751 - 900901 - 000

1001 - 1500

SILICE(PPM SiO2)

2082

ALCALINIDAD T.(PPM CaCO3)

150100

NO DETECT.

CONDUCT. ESP.(umho/cm)

15001000150

LÍMITES SUGERIDOS PORAMERICAN BOILER MANUFACTURER’S ASSOCIATION, ABMA

PRESIÓN CALDERA(PSIG)

751 - 900

901 - 10001001 - 1500

SOLID. TOT.(PPM )

1500

12501000

SILICE *(PPM SiO2)

20

82.5

ALCALINID. T.(PPM CaCO3)

300

250200

SOLID. SUSP.(PPM )

60

4020

* LÍMITES DE SÍLICE BASADOS PARA TENER SÍLICE EN EL VAPOR ENTRE 0.002 - 0.003 PPM.

TABLA No 2


T t i t d



43

PROC VARIABLE A CONTROLAR CRITERIO DE ACEPTACIÓN

EQUIPO Y/OMETODO

FREC. RESP. REGISTRO PLAN DE REACCIÓN

CLARIFICADOR RECIRCULACIÓN DE LODOS (10 - 15) % Visual(graduación de la

probeta)

Eventual OM LAB RTER001 Si es menor: Abrir las compuertas de los concentradores.Si es mayor: Aumentar la frecuencia de las purgas.

PLANTA DESMI-

NERALIZADORA CONDUCTIVIDAD A LA SALIDA DEL ANION

≤ 5 µS/cm Conductivímetro Eventual OM LAB RTER001 Regenerar las res inas.

pH (9,8 - 11)Unidades de pH

pHmetro Cada 4horas

OM LAB RTER001 Si es menor: Inyectar fosfato trisódico, en caso extremoinyectar soda (NaOH) pero bajo la supervisión del Profesionalen medio ambiente o en su ausencia del Asistente operativo yde mantenimiento.Si es mayor: Disminuir la concentración de fosfato trisódico.

CONDUCTIVIDAD (150 - 400) µS/cm Conductivímetro Cada 4horas

OM LAB RTER001 Si es menor: Aumentar la concentración de fosfato.Si es mayor: Purgar la caldera.

SILICE ≤ 8 mg/L Espectrofotómetro Cada 4horas

OM LAB RTER001 Purgar la caldera, manteniendo la concentración de fosfato ehidracina.

FOSFATO (15 - 30) mg/L Espectrofotómetro Cada 4horas

OM LAB RTER001 Si es menor: Inyectar fosfato trisódico.Si es mayor: Reducir la inyección de fosfato trisódico y/opurgar.

HIDRACINA (0,02 – 0,2) mg/LEspectrofotómetro

Cada 4horas OM LAB RTER001 Si es menor: Inyectar hidracina.Si es mayor: Reducir la inyección de hidracina y/o purgar.

TURBIEDAD ≤ 10 NTU Turbidímetro Cada 4horas

OM LAB RTER001 Revisar pH, residual de hidracina, residual de fosfato y realizar las acciones definidas en este plan de control para dichasvariables. De ser necesario purgar caldera.

HIERRO ≤ 0,3 mg/L Espectrofotómetro Diario OM LAB RTER001 Revisar pH, residual de hidracina, residual de fosfato y realizar las acciones definidas en este plan de control para dichasvariables. De ser necesario purgar caldera.

DUREZA TOTAL NO DETECTABLEmg/L CaCO3

Titulométrico Diario OM LAB RTER001 Revisar funcionamiento del evaporador y la calidad del aguade reserva del tanque de condensado.

A G U

A D E C A L D E R A

( P u r g a c o n t i n u a )


T t i t d



44


EQUIPO Y/OMETODO


PARCIAL DE ALCALINIDAD ≥ 50%mg/L CaCO3

de la alcalinidad total

Titulométrico Cada 4horas

OM LAB RTER001 Revisar el funcionamiento del desgasificador.

ALCALINIDAD TOTAL (25 – 250)mg/L CaCO3


OM LAB RTER001 Si es menor: Inyectar fosfato trisódico.Si es mayor: Disminuir la inyección de fosfato trisódico y/opurgar.

HIDROXIDOS ≤ 80mg/L CaCO3


OM LAB RTER001 Purgar, y/o revisar cadena, y/o ajustar fosfato.

APERTURA PURGA CALDERA (1/32 - 1/4) Vueltas Manual Cada 4horas

OM LAB RTER001 La apertura de la purga continua depende de la concentraciónde impurezas en el agua de caldera, especialmente Sílice.

pH ≥ 7,8Unidades de pH

pHmetro Cada 4

horas

OM LAB RTER001 Si es menor: Verificar funcionamiento del desgasificador y en

caso extremo inyectar soda (NaOH) pero bajo la supervisióndel Profesional en medio ambiente o en su ausencia del Asistente operativo y de mantenimiento.

CONDUCTIVIDAD ≤ 10 µS/cm Conductivímetro Cada 4horas

OM LAB RTER001 Revisar posible contaminación del ciclo de agua.

HIDRACINA (0,01 - 0,2) mg/L Espectrofotómetro Cada 4horas

OM LAB RTER001 Si es menor: Inyectar hidracina.Si es mayor: Reducir la inyección de hidracina.


OM LAB RTER001 Revisar posible contaminación del agua del ciclo.

SILICE ≤ 0,01 mg/L Espectrofotómetro Eventual OM LAB RTER001 Corregir contaminación del ciclo.

HIERRO ≤ 0,02 mg/L Espectrofotómetro Eventual OM LAB RTER001 Si es mayor: Aumentar la inyección de hidracina.

APERTURA VENTEO DELDESGASIFICADOR

(1 - 2) Vueltas Válvula de venteoMedición del OM

CAL

Cada 4horas

OM LAB RTER001 A criterio del laboratorio químico, abrir o cerrar la válvula deventeo del desgasificador de acuerdo al comportamiento delpH del agua desgasificada y residual de hidracina.

A G U A D E A L

I M E N T Y A R

C A L D E R A

( D e

s g a s i f i c a d o r )

A G U A D E C A L D E R A

( P u r g a c o n t i n u a )


T t i t d



45


EQUIPO Y/OMETODO


PH ≥ 7,0Unidades de pH

pHmetro Cada 4horas

OM LAB RTER001 Revisar posible contaminación en la planta desmineralizadoray ejecutar correctivos necesarios, igualmente revisar lostanques de condensado y de ser necesario ajustar el pH

inyectando NaOH pero bajo supervisión del Profesional enmedio ambiente o en su ausencia del Asistente operativo y demantenimiento.Revisar posible contaminación en el agua del condensador ysi es necesario detener el proceso y hacer prueba deestanqueidad.


OM LAB RTER001 Revisar posible contaminación en el agua del condensador ysi es necesario detener el proceso y hacer prueba deestanqueidad.

SILICE ≤ 0,01 mg/L Espectrofotómetro Eventual OM LAB RTER001 Revisar las características del agua desmineralizada y realizar los correctivos según la causa de la contaminación (es posibleque su causa sea la saturación de resinas aniónicas, en estecaso es necesario regenerar las resinas).Revisar posible contaminación en el agua del condensador ysi es necesario detener el proceso y hacer prueba deestanqueidad.


OM LAB RTER001 Revisar posible contaminación en el agua del condensador ysi es necesario detener el proceso y hacer prueba deestanqueidad. Revisar también el agua de los tanques decondensado y de la planta desmineralizadora.

pH (6,0 – 9,0)Unidades de pH

pHmetro Cada 4horas

OM LAB RTER001 Revisar el funcionamiento de la planta desmineralizadora ycorregir la causa detectada del problema.


OM LAB RTER001 Revisar las características del agua desmineralizada y realizar los correctivos según la causa de la contaminación (es posibleque su causa sea la saturación de resinas, en este caso esnecesario regenerar las resinas).


OM LAB RTER001 Revisar las características del agua desmineralizada y realizar los correctivos según la causa de la contaminación (es posibleque su causa sea la saturación de resinas, en este caso esnecesario regenerar las resinas).Revisar posible contaminación del ciclo, detectar el punto ycorregir.

T A N Q U E D E C O N D E N S A D O

A G

U A C O N D E N S A D O R

( D e s c a r g a b o m b a s d e c o n d e n s a d o )


T t i t d



46


EQUIPO Y/OMETODO


PH VAPOR SALIDA (6,0 – 8,5)Unidades de pH

pHmetro Cada 4horas

OM LAB RTER001 Revisar el funcionamiento del evaporador para verificar unposible nivel alto, en este caso, regular el nivel con el lazo decontrol de nivel.

CONDUCTIVIDAD VAPOR SALIDA ≤ 6 µS/cm Conductivímetro Cada 4horas


CONDUCTIVIDAD CUERPO (1000 - 1500) uS/cm Conductivímetro Cada 4horas

OM LAB RTER001 Controlar la purga del evaporador.Cada 8 días lavar evaporador haciendo choques térmicos.

TURBIEDAD VAPOR SALIDA ≤ 1 NTU Turbidímetro Cada 4horas


DIÓXIDO DE CARBONO ≥ 9,8 %CO2

Orsat Diario OM LAB RTER001 Ajustar el exceso de oxígeno o revisar el sistema decombustión.

EXCESO DE OXIGENO (0,5 – 2,0) %O2Orsat Diario OM LAB RTER001 Si es menor: Aumentar la entrada de aire de combustión.

Si es mayor: Disminuir la entrada de aire de combustión.

pH (6,5 - 9)Unidades de pH

pHmetro Cada 4horas

OM LAB RTER001 Revisar el sistema de clarificación y aumentar la inyección dealcalinizante.Si es mayor: Disminuir la dosificación de alcalinizante.


OM LAB RTER001 Revisar filtros de arena y antracita y de ser necesario lavarlos.

RESIDUAL DE CLORO (0,1 – 1) mg/L Disco comparador decolores

Cada 4horas

OM LAB RTER001 Si es mayor: Disminuir la dosificación de hipoclorita.Si es menor: Aumentar la dosificación de hipoclorita.

A G U A P O T A B L E

G A S E S D E

C O M B U S T I Ó N

E V A P O R A D O R


T t i t d



47


EQUIPO Y/OMETODO


pH * ≥ 9,5Unidades de pH

pHmetro Semanal OM LAB RTER001 Inyectar fosfato tr isódico.

FOSFATO * ≥ 15 mg/LEspectrofotómetro Semanal OM LAB RTER001 Inyectar fosfato tr isódico.

RESIDUAL DE HIDRACINA * ≥ 0,3 mg/LEspectrofotómetro Semanal OM LAB RTER001 Inyectar hidracina.

A G U A D E

C A L D E R A E N

C O N S E R V A

C I Ó N

( P a r a d a ) *


T t i t d




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