Art.culo tratamiento agua calderas - norese.com

1 ART CULO T CNICO tratamiento DE AGUA PARA calderas THERMAL ENGINEERING LTDA. Providencia 2133, Of. 207, Santiago, Chile Fono: 56 2 3347402 tratamiento de Agua para calderas En el presente art culo se analiza la importancia que el tratamiento de agua tiene en la vida til, eficiencia y seguridad en la operaci n de las calderas industriales; se entregan adem s recomendaciones para la definici n de programas de tratamiento de agua y se explica como detectar los problemas m s frecuentes. 1. Introducci n El tratamiento del agua de una caldera de vapor o agua caliente es fundamental para asegurar una larga vida til libre de problemas operacionales, reparaciones de importancia y accidentes. El objetivo principal del tratamiento de agua es evitar problemas de corrosi n e incrustaciones, asegurando la calidad del agua de alimentaci n y del agua contenida en la caldera.

2 El aseguramiento de la calidad del agua de alimentaci n y agua de la caldera se consigue cumpliendo con los requerimientos de las normas, que definen los l mites recomendados para los par metros involucrados en el tratamiento del agua. 2. Fuentes de Agua Las fuentes de agua corresponden a toda aquella agua (r os, lagos, oc anos, etc.), que no ha recibido ning n tipo de tratamiento y por lo tanto contienen impurezas, adquiridas durante el ciclo al que han sido sometidas, que impiden su utilizaci n directa en una caldera. El ciclo del agua, mostrado en la figura n 1, indica que la humedad atmosf rica resulta de la evaporaci n de las fuentes de agua, la que luego al condensarse precipita en forma de lluvia, granizo o nieve, absorbiendo gases y otras substancias descargadas por el hombre a la atm sfera.

3 Esta situaci n es la causa de que la lluvia contenga una gran cantidad de impurezas al momento de entrar en contacto con la tierra. A medida que el agua fluye por sobre la superficie de la tierra o se filtra a trav s de las capas de sta, continua atrapando o disolviendo impurezas del suelo o minerales por los que atraviesa. As es como agua aparentemente cristalina, ART CULO T CNICO tratamiento DE AGUA PARA calderas THERMAL ENGINEERING LTDA. Providencia 2133, Of. 207, Santiago, Chile Fono: 56 2 3347402 proveniente de lagos, r os y vertientes, puede tener un elevado contenido de s lidos disueltos. Las impurezas encontradas con mayor frecuencia en las fuentes de agua, figuran las siguientes los s lidos en suspensi n, l quidos no mezclables con agua (ej. aceite), colorantes, bacterias y otros microorganismos, sustancias semi-coloidales, gases disueltos, sales minerales disueltas (cationes, aniones y s lice).

4 Figura n 1: Ciclo del agua. 3. Par metros tratamiento de Agua Los principales par metros involucrados en el tratamiento del agua de una caldera, son los siguientes: pH. El pH representa las caracter sticas cidas o alcalinas del agua, por lo que su control es esencial para prevenir problemas de corrosi n (bajo pH) y dep sitos (alto pH). Dureza. La dureza del agua cuantifica principalmente la cantidad de iones de calcio y magnesio presentes en el agua, los que favorecen la formaci n de dep sitos e incrustaciones dif ciles de remover sobre las superficies de transferencia de calor de una caldera. Ox geno. El ox geno presente en el agua favorece la corrosi n de los componentes met licos de una caldera. La presi n y temperatura aumentan la velocidad con que se produce la corrosi n.

5 ART CULO T CNICO tratamiento DE AGUA PARA calderas THERMAL ENGINEERING LTDA. Providencia 2133, Of. 207, Santiago, Chile Fono: 56 2 3347402 Hierro y cobre. El hierro y el cobre forman dep sitos que deterioran la transferencia de calor. Se pueden utilizar filtros para remover estas sustancias. Di xido de carbono. El di xido de carbono, al igual que el ox geno, favorecen la corrosi n. Este tipo de corrosi n se manifiesta en forma de ranuras y no de tub rculos como los resultantes de la corrosi n por ox geno. La corrosi n en las l neas de retorno de condensado generalmente es causada por el di xido de carbono. El CO2 se disuelve en agua (condensado), produciendo cido carb nico. La corrosi n causada por el cido carb nico ocurrir bajo el nivel del agua y puede ser identificada por las ranuras o canales que se forman en el metal.

6 Aceite. El aceite favorece la formaci n de espuma y como consecuencia el arrastre al vapor. Fosfato. El fosfato se utiliza para controlar el pH y dar protecci n contra la dureza. S lidos disueltos. Los s lidos diosueltos la cantidad de s lidos (impurezas) disueltas en al agua. S lidos en suspensi n. Los s lidos en suspensi n representan la cantidad de s lidos (impurezas) presentes en suspensi n (no disueltas) en el agua. Secuestrantes de ox geno. Los secuestrantes de ox geno corresponden a productos qu micos (sulfitos, hidrazina, hidroquinona, etc.) utilizados para remover el ox geno residual del agua. S lice. La s lice presente en el agua de alimentaci n puede formar incrustaciones duras (silicatos) o de muy baja conductividad t rmica (silicatos de calcio y magnesio).

7 Alcalinidad. Representa la cantidad de carbonatos, bicarbonatos, hidr xidos y silicatos o fosfatos en el agua. La alcalinidad del agua de alimentaci n es importante, ya que, representa una fuente potencial de dep sitos. Conductividad. La conductividad del agua permite controlar la cantidad de sales (iones) disueltas en el agua. 4. Requerimientos Agua Alimentaci n y Caldera Sobre al base de las recomendaciones de la Norma Brit nica BS 2486, la ABMA (American Boiler Manufacturing Association) y el T V, se han preparado las ART CULO T CNICO tratamiento DE AGUA PARA calderas THERMAL ENGINEERING LTDA. Providencia 2133, Of. 207, Santiago, Chile Fono: 56 2 3347402 siguientes tablas que muestran los requerimientos que deber satisfacer el agua de alimentaci n y el agua de una caldera para prevenir incrustaciones y corrosi n en calderas de baja presi n (hasta 10 bar).

8 PAR METRO VALOR REQUERIDO Dureza total < 2 ppm Contenido de ox geno < 8 ppb Di xido de carbono < 25 mg/l Contenido total de hierro < 0,05 mg/l Contenido total de cobre < 0,01 mg/l Alcalinidad total < 25 ppm Contenido de aceite < 1 mg/l pH a 25 C Condici n general Incoloro, claro y libre de agentes indisolubles. Tabla n 1: Requerimientos agua alimentaci n calderas vapor seg n BS 2486. PAR METRO VALOR RECOMEDADO pH a 25 C - 11,8 Alcalinidad Total CaCO3 < 700 ppm Alcalinidad C ustica > 350 ppm Secuestrantes de Ox geno: Sulfito de Sodio Hidrazina Taninos Dietilhidroxilamina 30 70 ppm 10 ppm 120 180 ppm ppm (en agua alimentaci n) Fosfato Na3PO4 30 - 60 mg/l Hierro < ppm S lice 150 ppm S lidos disueltos < 3500 ppm S lidos en suspensi n < 200 ppm Conductividad < 7000 uS/cm Condici n general Incoloro, claro y libre de agentes indisolubles.

9 Tabla n 2: Requerimientos agua caldera seg n BS 2486. 5. Problemas m s Frecuentes A continuaci n se describen los problemas, asociados al tratamiento de agua, encontrados con mayor frecuencia en las calderas . ART CULO T CNICO tratamiento DE AGUA PARA calderas THERMAL ENGINEERING LTDA. Providencia 2133, Of. 207, Santiago, Chile Fono: 56 2 3347402 CORROSI N. Las principales fuentes de corrosi n en calderas son la Corrosi n por Ox geno o Pitting y la Corrosi n C ustica. A continuaci n se describe en que consiste cada uno de estos tipos de corrosi n, cu les son los factores que la favorecen, que aspecto tiene y de que manera pueden ser prevenidas Corrosi n por Ox geno o Pitting . La corrosi n por ox geno consiste en la reacci n del ox geno disuelto en el agua con los componentes met licos de la caldera (en contacto con el agua), provocando su disoluci n o conversi n en xidos insolubles.

10 Los resultados de este tipo de corrosi n son tub rculos de color negro, los que se forman sobre la zona de corrosi n, tal como lo muestra la figura n 2. Figura n 2: Corrosi n por ox geno o pitting . Dado que la corrosi n por ox geno se produce por la acci n del ox geno disuelto en el agua, esta puede producirse tambi n cuando la caldera se encuentra fuera de servicio e ingresa aire (ox geno). La prevenci n de la corrosi n por ox geno se consigue mediante una adecuada desgasificaci n del agua de alimentaci n y la mantenci n de un exceso de secuestrantes de ox geno en el agua de la caldera. ART CULO T CNICO tratamiento DE AGUA PARA calderas THERMAL ENGINEERING LTDA. Providencia 2133, Of. 207, Santiago, Chile Fono: 56 2 3347402 Corrosi n C ustica. La corrosi n c ustica se produce por una sobreconcentraci n local en zonas de elevadas cargas t rmicas (fog n, c mara trasera, etc.)