1
ACONDICIONAMIENTO ACONDICIONAMIENTO DE AGU AGUA A PARA CALDERAS
MADRID 23 DE ABR ABRIL IL DE 2013 2013 Julio David Fernández Arias Area Manager de Nalco Española
[email protected] m. 607505146
2
PRESENTACION PRESENT ACION DE NALCO
• Nalco es una Compañía Compañía lider en el tratamien tratamiento to de aguas aguas Industriale Industriales. s. • Fun Fundad dada a en el año año 1928 1928 en Nap Naperv ervil ille le,, Illi Illinoi nois. s. • Es una una divisi división ón de ECOL ECOLAB, AB, Inc Inc.. Que oper opera a en 160 160 países países con más más de 42000 empleados y una facturación de 11.000 millones ( 2011). 2011). • Tiene su fábri fábrica ca en Celrá Celrá ( Gerona) Gerona) y sus ofic oficinas inas cent centrale rales s en Bar Barcelo celona na • Dispone de una red de ventas en España 42 delegados que atienden todo to do el te terr rrit itor orio io na nac cio iona nall y di dife fere rent ntes es us usos os de ag agua ua:: Ins nsti titu tuci cion onal al,, Proc oces esos os de Pap ape el, Pet etro rolleo, Indu dus stria Pesada da,, Alimentación y Bebi bid da asíí co as como mo di differ eren ente tes s pr proc oces esos os de tr tran ansf sfor orma mado do en lo los s qu que e in inte terv rvie iene ne el ag agua ua..
3
TIPOS DE CALDERA
• El diseño diseño de una una caldera caldera está está condi condicio cionada nada por por el combu combusti stible ble a utiliz utilizar ar y las características del agua/vapor a emplear. emplear. Ø
Ø
Así nos encontramos con: Calderas de sólidos : Carbón, pellets, biomasa. Calderas de líquidos: gasoil, fuel-oil Calderas de gases : butano, metano, gases procesos, cogeneración
Según carecterísti carecterísticas cas del agua/vapor agua/vapor a utiliz utilizar ar Calderas de calefacción Calderas de baja presión Calderas de media presión Calderas de alta presión
4
CALDERA
5
CALDERA Vapor 875,000 #/Día @ 0 ppm TDS
Agua Alimentación 1,000,000 #/Día @ 100 ppm TDS = 100 #/Día Solidos
Caldera 8 Ciclos = 800 ppm TDS
Purga de Caldera
12.5% de Alimentación 125,000 #/Día @ 800 ppm = 100 #/Día Solidos
6
DIAGRAMA GENERICO Agua de Aportación Descalcificación
Filtración
Retorno Condensado Línea de Vapor Desgasificador Caldera
Agua Alimentación Purga
Sistema Dosificación Productos
7
EL AGUA DE APORTE A CALDERA NORMATIVA Ø
Las características del agua de alimentación a caldera están limitadas por: - La aplicación del agua o vapor. - Las condiciones de operación de la caldera
Ø
Disponemos de diferentes normas que regulan las características del agua de aportación en función de uso y condiciones de operación tales como : UNE EN 12952-12 ; UNE EN 12953-10 ; ASME CRTD. Vol 34
Ø
Por razones de uso del vapor existen regulaciones como la NSF (National Sanitation Foundation) o la KOSHER ( Judía) que limitan los aditivos a utilizar.
8
EL AGUA DE APORTE A CALDERA PROBLEMATICA Ø
El agua en la Naturaleza ( ríos, embalses, pozos) contiene sales disueltas, gases y sólidos en suspensión que pueden deteriorar los equipos de caldera.
Ø
La presencia de Oxígeno en el agua de alimentación provoca corr osión en los economizadores y tubos de caldera por la reacción con e l Hierro Fe +1/2 O2 + H2O 2 Fe2+ + 1/2 O2 + H2O
Fe 2+ + 2 (OH)2 Fe(OH)3
9
EL AGUA DE APORTE A CALDERA PROBLEMATICA Ø
Corrosión por picadura o Pitting
10
EL AGUA DE APORTE A CALDERA PROBLEMATICA Ø
La presencia Calcio, Magnesio y Sílice originan depósitos aislantes en en las zonas más calientes.
11
LINEA DE CONDENSADOS PROBLEMATICA Ø
La presencia de Oxígeno y/o CO2 en la línea de condensado s provoca severa corrosión de la línea y aportación de Hierro a la alimentación.
12
EL AGUA DE APORTE A CALDERA PRETRATAMIENTO AGUA CALDERA Ø
Eliminación de Sólidos en Suspensión Filtración sobre arena y/o carbón.
13
EL AGUA DE APORTE A CALDERA PRETRATAMIENTO AGUA CALDERA Ø
Eliminación de iones Calcio y Magnesio Descalcificación: Se sustituye los iones Calcio y Magnesio por Sodio
14
EL AGUA DE APORTE A CALDERA PRETRATAMIENTO AGUA CALDERA Ø
Desmineralización : Eliminación total de sales
Resina tipo gel Son translúcidas, parecen de cristal cuando son nuevas El color oscila entre marrón y blanquecino en función del tipo y el fabricante
Resina macroporosa Son opacas El color puede ser blanco o marrón
15
EL AGUA DE APORTE A CALDERA PRETRATAMIENTO AGUA CALDERA Ø
Osmosis Inversa : Eliminación mayoritaria de sales ( 98 %)
P2
Osmosis Inversa H2O H2O
Solución H2O Concentrada
Agua
16
EL AGUA DE APORTE A CALDERA PRETRATAMIENTO AGUA CALDERA Ø
Osmosis Inversa : Eliminación mayoritaria de sales ( 98 %)
Modulo de una Osmosis
Planta de ósmosis
17
EL AGUA DE APORTE A CALDERA PRETRATAMIENTO AGUA CALDERA Ø
Eliminación térmica de gases. : Desgasificación
18
EL AGUA DE APORTE A CALDERA PRETRATAMIENTO AGUA CALDERA Ø
Eliminación térmica de gases. : Desgasificación
19
TRATAMIENTO AGUA CALDERA Propósito Los tratamientos del agua de caldera están orientados a : Ø Ø Ø
Evitar las corrosiones de los metales presentes en el sistema Evitar incrustaciones sobre las superficies de transferencia Mantener limpio el sistema
Beneficio Ø Ø Ø Ø Ø
Alargar la vida del equipo Evitar pérdidas de rendimiento Minimizar las operaciones de mantenimiento y limpieza Fiabilidad en los controles ( sondas de nivel, presión, temperatura). Evitar paradas no programadas. Fiabilidad de la caldera.
20
TRATAMIENTO AGUA CALDERA Cómo hacerlo ?: 1) Limpieza y pasivado Inicial de la Caldera 2) Tratamiento químico que evite la corrosión, incrustación y lodos 3) Monitorización de los parámetros críticos de operación. 4) Conservación de la caldera fuera de servicio.
21
LIMPIEZA Y PASIVADO DE CALDERA Ø
Las calderas tanto de calefacción como de vapor que se construyen en acero al carbono, contienen restos de los aceites de laminación y posibles virutas del mecanizado, soldadura o mandrinado.
Ø
La limpieza se puede realizar mediante la circulación de agua d e alimentación a caldera convenientemente tratada.
Ø
El pasivado consiste en un hervido alcalino a base de compuestos de fosfato que saponifican los aceites y grasas a la vez que realiza un fosfatado de las superficies metálicas. De esta forma se eliminan contaminantes del generador y se pasiva la superficie del acero, evitando la corrosión «flash».
22
TRATAMIENTO QUIMICO Ø
En la etapa de pretratamiento hemos eliminado la mayor parte de los gases y sales que son perjudiciales para la caldera.
Ø
En la etapa de tratamiento eliminaremos los restos de Oxígeno y Dureza mediante productos químicos. Al mismo tiempo generaremos condiciones favorables al pasivado del acero o de otros metales presentes.,
Ø
Eliminación del Oxigeno : En Calderas de uso Alimentario : Sulfito Sódico; Surgard En Calderas de uso Industrial : Hidracina, Precursores de Hidracina, DEHA. En Calderas de Calefacción : Taninos, evitar el uso de Sulfito Sódico
23
TRATAMIENTO QUIMICO
Ø Eliminación
del Oxigeno :
En Calderas de uso Alimentario : Sulfito Sódico; Surgar 2 SO=3 + O2
2 SO=4
En Calderas de uso Industrial : Precursores de Hidracina, DEHA , etc. N2 H4 + O2
2 H2O + N2
En Calderas de Calefacción : Taninos. Evitar el uso de Sulfito Sódico
24
TRATAMIENTO QUIMICO
Control de Incrustaciones: Desde la aplicación de la fécula de patata como antiincrustante de calderas de vapor de ferrocarril, hasta nuestros días se han desarrollado diferentes productos que reaccionan con las sales de Calcio y Magnesio evitando su cristalización ( o incrustación). Agentes quelantes como el AEDT, Polifosfatos y polímeros carboxílicos han sido utilizados durante los últimos treinta años para combatir las incrustaciones. Ø Las tendencias de los últimos años se basan en la utilización combinada de polímeros carboxílicos de alta estabilidad térmica y que interfieren en la red de cristalización de las sales de Calcio, Magnesio y Hierro. Ø También nos podremos encontrar con formulados multifuncionales que incorporan secuestrantes de oxígeno y neutralizantes de CO2 para la línea de condensados. Nalco dispone de una familia de productos denominados NEXGUARDTM que incorpora una molécula trazadora para el seguimiento continuo de la dosificación. Ø
25
TRATAMIENTO QUIMICO
ØNEXGUARD Formulación avanzada § Tiene un mejor comportamiento ante incrementos puntuales de dureza y mayor capacidad de dispersión § Mayor estabilidad térmica § Mayor estabilidad frente a Oxígeno § Desarrollado bajo tecnología TRASAR® § El trazador cumple con la FDA
26
Monitorización de parámetros Ø
Manual Para verificar el cumplimiento de los standards de trabajo ( pH, SiO2, etc) se tiene que tomar una muestra representativa del agua o vapor. Es un requisito un equipo de muestreo. El seguimiento es discontinuo y se toman acciones correctivas tras el análisis de los datos analíticos por parte del responsable de planta. Las acciones correctivas tienen un desfase respecto a la variable de control.
27
Monitorización de parámetros Ø Automática La unidad 3DTrasar Boiler: Detecta los parámetros críticos del agua de alimentación o de interior de caldera. Dosifica los productos en cantidad adecuada a la necesidad puntual. Registra e Informa de las variaciones en la calidad de agua de alimentación o de caldera.
28
CONSERVACION EN PARADA Para evitar corrosiones en la caldera durante las paradas se recomiendan dos Métodos.
Ø En seco. Se recomienda en paradas prolongadas. El objetivo es mantener los metales libres de humedad y Oxígeno. Con Nitrogeno: Mantener presurizada la caldera con Nitrógeno tras secar y ventear el oxígeno. Con Secantes : Utilizando Silica Gel o Cloruro Cálcico en bandejas Se debe vigilar el estado del secante.
29
CONSERVACION EN PARADA Para evitar corrosiones en la caldera durante las paradas se recomiendan dos Métodos.
Ø Por Vía Humeda. Se recomienda en paradas cortas. Consiste en inundar la caldera con agua tratada con: Secuestrantes de Oxígeno. Alcalinizantes : de fase acuosa (fosfatos) y fase vapor ( aminas) Antiincrustantes/dispersantes: Polímeros carboxílicos.
ACONDICIONAMIENTO AGUA DE CALDERAS
30
