Un recurso indispensable para el proceso de la planta extractora es el agua. Este se usa en las prensas para diluir aceite y lodos, en las centrfugas, como refrigerante de la turbina, para la limpieza en la planta y principalmente para la generacin de vapor en la caldera.Para el agua que se usa para la generacin de vapor se tienen que aplicar criterios de calidad ms estrictos que para el agua que se usa en el proceso general. La planta de tratamiento de agua en las primeras etapas convierte agua cruda en agua para el proceso cual despus con mtodos ms refinados se convierte en agua de alimentacin de la caldera.Fuentes de aguaLa planta extractora de CIBA, S.A. dispone de tres fuentes de agua: Agua del pozo Agua del acueducto (IDAAN) Agua del rioEl agua de cada fuente tiene calidades diferentes que se tienen que tomar en cuenta para decidir cul ser la mejor opcin. Afuera de los costos para la adquisicin del agua la calidad qumica es el criterio ms importante. En la planta extractora CIBA, S.A. se usa el agua del rio para el proceso de extraccin. Este tiene la mejor calidad qumica y su uso causa los menores costos.Camino del aguaEl agua del rio se bombea por una tubera subterrnea a una laguna de sedimentacin. De all se bombea al floculador de donde se pasa a una pila intermediaria. Enseguida pasa por filtros de arena alimentando un tanque elevado. De este tanque sale de forma directa el agua de proceso (refrigerante de turbina, centrfugas etc.). Para el uso en la caldera tiene que pasar a continuacin por un ablandador al tanque de la caldera y de all al degasificador. Antes de que se bombee a la caldera se dosifica con reactivos qumicos para condicionarle.Extraccin del rioEl punto de extraccin se encuentra aproximadamente a 700 metros de la salida trasera de la planta extractora. Se llega siguiendo el camino recto al lado de la primera laguna de efluente. Cerca de la orilla del rio hay una base de concreto donde se monta la bomba. Aqu tambin se encuentra el acople de la tubera cual conecta la bomba con la laguna de sedimentacin y la planta. Para extraer el agua del rio se conecta una manguera de 6 pulgada de dimetro a la bomba.Para evitar daos en la instalacin por ejemplo por crecimiento del nivel del rio la bomba se instala en la maana y terminando el proceso se regresa al permetro de la planta. Bomba y manguera se transportan con la retroexcavadora. El electricista del turno y un ayudante estn responsables de la instalacin. La bomba se enciende con el cortacircuito WORKSHOP DB en el panel principal de la estacin de generacin.Laguna de sedimentacinEl agua del rio trae arena y otros contaminantes slidos. Por eso el agua llegando del rio se bombea primero a una laguna suficientemente grande para que tenga tiempo de clarificarse por sedimentacin. El agua entra en un extremo de la laguna, en el otro se extrae. As se garantiza un tiempo de retencin adecuado. En el caso de que la turbidez del agua sube, por ejemplo por lluvias fuertes, se puede dosificar Sulfato de Aluminio Al2(SO4)3 a la laguna. Esta medida tiene que estar autorizado por el supervisor encargado. El tambin decide sobre la dosis adecuada.La bomba que extrae el agua de la laguna hacia la planta est conectada con una manguera de 6 pulgadas. El extremo de la manguera que se encuentra dentro de la laguna flota justo bajo de la superficie del agua con la ayuda de una boya. As se puede extraer agua clara, el sedimento se retiene en el fondo de la laguna.El operador de la planta de tratamiento de agua debe encender la bomba cuando el nivel de la pila intermediaria tiene ms que 60cm libre. El botn de arranque de la bomba se encuentra en un panel auxiliar al lado del panel de las tolvas de recepcin de fruta. Para que el panel est habilitado el cortacircuito FRUIT RECEPTION en el panel principal de la estacin de generacin tiene que estar activado. Tambin antes de encender la bomba se tiene que abrir la llave de paso en la entrada al floculador. Entonces el operador tiene que tomar los siguientes pasos. Abrir la llave de paso en la entrada al floculador Asegurarse que el cortacircuito FRUIT RECEPTION est activado Encender la bomba en el panel auxiliar en la estacin de las tolvas Asegurarse que agua cae al floculadorSi despus de un minuto no empieza a entrar agua al floculador el operador tiene que verificar si la bomba funcione correctamente. Lo ms probable es que la bomba perdi la ceba. En este caso el operador tiene que apagar la bomba, cerrar la vlvula y reestablecer el funcionamiento correcto de la bomba.Para terminar la operacin el operador tiene que: Apagar la bomba en el panel auxiliar Cerrar la llave de paso en la entrada al floculadorFloculadorEl floculador en el diseo original era designado como el lugar para aplicar el sulfato de aluminio para clarificar el agua. Este se prob ineficiente debido a que el flujo con que entra el agua es demasiado grande y el tiempo de retencin es demasiado corto para formar floculas y sedimentarlas. As en su funcionamiento actual el tanque funciona solo como un medio de sedimentacin adicional.Cada maana para evacuar el sedimento del fondo el operador debe drenar el tanque por unos segundos hasta que el agua sale claro.

Pila intermediariaAqu cae el agua pasando por el desborde del floculador. Como descrito en la seccin de la laguna de sedimentacin se debe llenar cuando tiene como 60cm libre. De esta pila se alimentan las dos bombas que mueven el agua haca los filtros de arena. Tambin entra el agua de enfriamiento de la turbina y los desbordes de sobrenivel del degasificador, del tanque elevado y del tanque de la caldera.

Filtros de arenaLos dos filtros de arena remueven los sedimentos del agua. Se alimentan de dos bombas cuales extraen el agua de la pila intermediaria. Con las llaves de paso se ajusta la funcin de cada filtro.Durante la operacin normal se abren las llaves 1 y 5 (como en foto).Para limpiar el filtro cada maana se debe hacer un retro lavado por 15 minutos. Para esto se abren las llaves 3 y 2. As el agua entra por debajo y lleva contaminantes por fuera.Para llenar y lavar el filtro despus de cambiar la arena se abren las llaves 1 y 4 por 5 a 10 minutos.El tubo de que sale del tope tiene una llave de paso. Esta se abre para sacar aire que se acumula en el domo.

El panel para activar las dos bombas est ubicado en la seccin de generacin de energa en la columna ms cercana a la pila intermediaria. Para activar el panel se tiene que subir el cortacircuito WATER TREATMENT PLANT en el panel central.

Tanque elevadoEl agua filtrado sube al tanque elevado. Aqu se guarda el agua de proceso que necesita la planta. Por su altura no se necesita una bomba para mantener la presin en la tubera. Las dos bombas cuales alimentan los filtros deben estar activos siempre durante el proceso para mantener el tanque lleno. El desborde del tanque regresa a la pila intermediaria.

El agua del tanque elevado alimenta todo el proceso. Para usar esta agua en la caldera se tiene que tratar para producir agua de alimentacin cual tiene que cumplir con otros criterios.

Planta de Tratamiento de Agua IIPreparando agua para el uso de la caldera requiere ms cuidado ya que bajo las condiciones dentro de la caldera (alta presin y temperatura) el comportamiento de sus componentes es un poco diferente. En el caso de la caldera de CIBA, S.A. estamos hablando de una presin de operacin de ~360psi (25bar) y una temperatura de ~224C.El agua de proceso ya est sin turbidez, color y olor. Parece ser limpio, pero el ojo no puede medir la concentracin de sales y gases o parmetros como conductividad y pH. Los principales problemas que se pueden presentar en una caldera a razn de mal tratamiento de agua son: Encrustamiento Corrosin Contaminacin del vapor con agua de la calderaEncrustamiento de la superficie interna de la tubera baja la eficiencia de la caldera y puede destruir el material por sobrecalentamiento. La capa de minerales precipitados funciona como insolacin que no deja pasar el calor del hogar al agua dentro de la tubera. En caso extremo se pueden formar Risse en la tubera. Una capa menor de un milmetro ya puede ser crtico.La razn para este encrustamiento son carbonatos y sulfatos de Calcio y Magnesio. Estos bajo las condiciones dentro de la caldera se precipitan y forman una capa en las superficies. Estas sales se denominan normalmente como dureza. Entre ms alto la concentracin, ms duro el agua.Por eso se busca disminuir la dureza del agua antes de que entra a la caldera usando un ablandador. Este intercambiador de ionos no extrae las sales; el cambia los ionos de Calcio y Magnesio por ionos de Sodio. Las sales de Sodio no se precipitan lo que evita el encrustamiento. Es importante notar que la conductividad de la salida del ablandador se mantiene ms o menos igual en comparacin con la entrada, ya que la cantidad total de ionos no baja (en verdad sube un Ca2+/Mg2+ se intercambia por 2 Na+). Adems la concentracin de Hydrogencarbonatos (HCO3) sigue igual. Este dentro de la caldera es fuente de Dixido de Carbn cual es un agente de corrosin en las lneas de vapor y condensado.Para manejar dureza que pasa por el ablandador, al agua que alimenta la caldera se dosifica fosfato lo que mantiene las sales precipitadas en forma de lodo cual se evacua por medio de purgas.

CorrosinLas razones ms comunes de la corrosin son gases disueltos (oxgeno y dixido de carbn), pH muy bajo, ataques debajo de depsitos y ataques en reas bajo estrs mecnico. Para controlar y evitar la corrosin se deben implementar los siguientes procedimientos: Mantener pH y alcalinidad dentro de los lmites adecuados Control del oxgeno y de la contaminacin del agua de alimentacin de la caldera Reduccin de estrs mecnico Operacin dentro de los especificaciones del diseo, especialmente presin y temperatura Seguimiento de los procedimientos para arranque y cierre Monitoreo y control efectivoCon la dosificacin correcta de qumicos se puede mantener el pH y la alcalinidad dentro de los lmites establecidos. Solo en un medio alcalnico de cierto rango acero y agua pueden coexistir sin la ocurrencia de corrosin. La concentracin de gases disuelto en el agua se reduce por medio de un degasificador y la dosificacin de un arrastrador de oxgeno.La contaminacin del vapor viene principalmente a razn de la composicin del agua dentro de la caldera. Si la concentracin de sales (p.e. fosfatos) es demasiada alta se forma una espuma que el vapor puede arrastrar. Se pueden aadir reactivos antiespumantes pero mejor es controlar las concentraciones para evitar la formacin de espuma. Otra razn por cual se puede contaminar el vapor con agua de la caldera es un nivel demasiado alto en el domo donde se forma el vapor. Aqu se tiene que consultar y respetar los niveles establecidos en el diseo de la caldera.Vapor contaminada causa corrosin en las lneas de vapor y condensado. Un contaminante especial es el Slice (SiO2) cual es voltil arriba de 20 bares (290 psi) de presin. No causa corrosin pero forma capas en la tubera de vapor y especialmente en las alas de turbinas donde puede causar daos graves.

El AblandadorAntes de poner el ablandador en lnea se tiene que lavarlo para sacar contaminacin cual se acumul en el fondo. Para eso el operador toma los siguientes pasos:- Asegurar que el tanque elevado tenga suficiente agua- Abrir vlvula #1- Abrir vlvula #4Cuando el agua ya sale claro y sin color (normalmente ca. 1min) se toma una muestra del agua saliendo para verificar si la salida del ablandador est libre de dureza. Se cierran las vlvulas y en cooperacin con el laboratorio se hace el anlisis. Si la dureza est arriba de 2 ppm CaCO3 se tiene que regenerar la resina dentro del ablandador. Para tomar muestras durante la operacin se usa la vlvula #7 que sirve como tomamuestra.

Para poner el ablandador en lnea el operador toma los siguientes pasos: Asegurar que el tanque de la caldera no est llena y que hay suficiente vapor para calentar el agua Abrir vlvula #1 Abrir vlvula #5Cuando el tanque de la caldera ya est lleno o si la temperatura en este tanque baja demasiado (Tmin = 70C) y el nivel de llenado lo permita se cierran las vlvulas hasta que las condiciones cambian otra vez.

La resina dentro del ablandador tiene solo cierta capacidad. Cuando en la salida se pueden detectar ms que 2ppm de Dureza se tiene regenerar la resina. Para esto se lava la resina con una solucin de sal (NaCl) saturada. Esta se prepara en un tanque de 200 galones. Se disuelven 200kg de sal en 800litros de agua. Parte de la sal queda sin disolverse en el fondo del tanque. En el momento de regeneracin se tiene que garantizar que la solucin est bien revuelto.La regeneracin del ablandador consiste de tres pasos: Retrolavado Lavar con solucin salada LavadoRetrolavadoPara auflockern la resina y para sacar Schwebstoffe se lava el ablandador en direccin contraria. Para esto el operador debe: Abrir la vlvula #3 (agua entra por debajo) Abril la vlvula #2 (agua sale por arriba) Controlar el agua saliendo hasta que est libre de sedimentosEl retrolavado dura normalmente entre 10 a 15 minutos. Al final se cierran todas las vlvulas.Lavar con solucin saladaPara regenerar la resina el operador tiene que: Conectar el tanque de la salmuera por medio de una manguera a la vlvula #6 Abrir la vlvula #1 un mnimo (segunda posicin) Abrir la vlvula #4 un mnimo (segunda posicin)Ahora pasa un flujo bajo por el ablandador. Ahora el operador tiene que: Abrir la vlvula #6 Ajustar la vlvula #1 de tal forma que la succin hala salmuera adentro del ablandador.La direccin del flujo dentro de la manguera se observa con la ayuda de burbujas y del nivel del tanque de la salmuera. Este debe estar bajando. La resina se debe lavar a menos 45 minutos con la solucin de sal. Esto equivale casi el tanque completo. Terminando el lavado con la salmuera el operador tiene que: Cerrar la vlvula #6 Abrir las vlvulas # 1 y 4 a permitir un flujo medianoAs se lava el exigente de la salmuera por fuera. Esto se continua hasta que el agua saliendo ya tiene una conductividad que corresponde con la entrada y hasta que la dureza est abajo del nivel de deteccin. El tanque de salmuera se rellena con agua ablandado y se reemplaza la sal usada.DegasificadorLa razn principal para corrosin dentro de la caldera es oxgeno. Agua con una temperatura de 25C puede disolver hasta 8.26mg/l de oxgeno. Agua con una temperatura de 99C puede disolver hasta 0.18mg/l de oxgeno. Entre ms alto la temperatura del agua menos gases puede contener como se puede observar en el siguiente grfico.

Otra caracterstica es que agua solo puede disolver cierta cantidad de gases. Esto puede ser un gas o una mezcla de varios gases como el aire. Si se desea disminuir la concentracin del gas A se puede introducir un exceso del gas B para desplazar A de la solucin.Estos principios el degasificador usa para eliminar gases del agua de alimentacin de la caldera. El agua que sale del ablandador va al tanque de la caldera donde se calienta por medio de vapor a ~70C. Este agua precalentado se bombea al degasificador.

Operacin del degasificadorEl agua que entra al degasisficador tiene que tener al mnimo 70C. La presin de operacin son 5 psi. El vapor viene del distribuidor de la estacin de generacin de energa y tiene que estar regulado por una vlvula (foto) que se calibra para que la presin saliente es de alrededor 5psi. Hay dos manmetros instalados en la lnea de vapor, uno antes, el otro despus de la vlvula reguladora.

El degasificador debe tener un nivel alrededor de 50% durante la operacin. Esto se mide por medio de un visor, tambin estn instalado dos sensores que indican nivel bajo o nivel alto dentro del degasificador. Se llena por medio de dos bombas situadas al lado del tanque de la caldera. Estos se activan por el personal de la caldera a iniciar la operacin del mismo.La lnea de entrada de agua al degasificador est equipado con un manmetro que mide la presin del agua y una vlvula cual est conectado con una boya dentro del tanque. As la vlvula reguladora se abre automticamente cuando el nivel de agua baja demasiado. Arriba del degasificador est instalado una vlvula de puerta, que est perforada. As aunque est cerrada permita la evacuacin de vapor saturado con los gases eliminados del agua. Al iniciar la operacin est se abre para eliminar aire y agua hasta que sale un flujo estable de vapor. Tambin se tiene que drenar la lnea de vapor por medio de una llave de paso de cual est situada abajo del manmetro que mide la presin entrando el degasificador.A cerrar la operacin el personal de la caldera o generacin cierre la vlvula que suministra vapor al degasificador. El nivel debe permanecer en 50%.Entonces, para iniciar el operador debe seguir los siguientes pasos: Verificar si las vlvulas de vapor estn abiertos Verificar si el degasificador tiene el nivel de agua suficiente Verificar el funcionamiento de la vlvula reguladora en la entrada del agua Verificar si los brazos de la boya se mueven correctamente Verificar si las bombas que suministran agua al degasificador estn encendidos Drenar la lnea de vapor por medio de la llave de paso Verificar si la vlvula de salida (abajo, al lado del ablandador) est abierto Evacuar aire y agua condensada por medio de la vlvula en la parte superior del degasificador (sol cuando ya haya presin de vapor suficiente)Trabajos durante la operacin son: Controlar el nivel de agua en el degasificador (cada hora) Drenar la lnea de vapor (cada hora) Controlar la presin de vapor (cada hora)De esa manera se puede garantizar un suministro de agua para la caldera de buena calidad.