charla calderas
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04/19/23HIDROQUIMICA INDUSTRIAL S.A.1
Tratamiento del Agua para Calderas
Hidroquimica Industrial S.A.
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Sistema de Generacion de Vapor
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Ciclos de concentracion
100 ml
Agua de alimentacion
20ppm Cl-
50 ml25 ml
Agua de Caldero
40ppm Cl-Agua de Caldero
80ppm Cl-
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Los factores químicos que limitan los ciclos de concentración en las calderas son:Sólidos suspendidosAlcalinidad TotalpHSilice
Principios Básicos de la caldera
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Cómo determinamos los límites químicos de control para aplicarlos a las calderas?.
British Standard BS2486:1997ASME 1994
Principios Básicos de la caldera
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(1) Representa la pureza de vapor que se espera si los valores de la tabla son son mantenidos.
(2) Diseño conservativo, tratamiento interno con polimero, antiespumante, puede tolerar hasta 0.5ppm Fe, 0.2ppm Cu, 10ppm de dureza).
(3) Se considera la existencia de deareador
(4) Se considera la aplicacion de dearedor quimico.
(5) TOC, es materia organica que ingresa a la caldera en forma no intencional
(6) La alcalinidad y la conductividad estan relacionadas a la pureza del vapor.
(7) El valor de OH- minimo debe ser individualmente establecido de acuerdo a la solubilidad de la silice y el tratamiento interno de la caldera.
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Parametros de control
Parametro ControlFosfatos, ppm PO4 40 – 60
Sulfitos, ppm SO3 30 – 60
Alcalinidad, ppm CaCO3 700
Silice, ppm 120
pH 10.5 – 11.5
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Parametros de control
Para mantener TDS en el condensado maximo 25ppm la alcalinidad M debe ser no mayor de 1500ppm.
Los TDS en el condensado pueden mejorar con el uso de antiespumantes. Si las condiciones operativas son correctas.
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Problemas relacionados con el agua
CorrosiónAtaque químico del metal, origina pérdida
de material.Generalmente ocurre por presencia de
oxígeno
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Problemas relacionados con el agua
CorrosionUn adecuado tratamiento promueve la
formacion de una capa de pasivacion
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Problemas relacionados con el agua Corrosion
Fallas originas por presencia de
oxigeno Ataque Caustico
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Problemas relacionados con el agua
IncrustacionesDepositos duros dificiles de removerReducen el area de fluyenDisminuyen la eficiencia de la
transferencia de calor.Asociada con componentes de solubilidad
inversa
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Problemas relacionados con el agua
Problemas en el condensado primarioEl gas asociado a la corrosion en el
condensado es el CO2
Se genera durante la descomposicion termica del bicarbonato en la caldera
El CO2 liberado se disuelve en el condensado generando acido carbonico
CO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO3-
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Problemas relacionados con el agua
Problemas en el condensado Primario
Corrosion de una linea de condensado por acido carbonico y oxigeno
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Control del arrastre
Efectiva separación mecánica del vapor Apropiado control de la química del agua
de la caldera Antiespumantes si fuera necesario Evitar el ingreso de contaminantes Prácticas de operación apropiadas
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Problemas encontrados en Calderas
ArrastreOrigen Químico
• Altos niveles de alcalinidad• Presencia de sólidos suspendidos• Alto contenido de sólidos disueltos• Presencia de aceite o grasas en la caldera
• Se pueden controlar con el uso de antiespumantes.
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Problemas encontrados en calderas
ArrastreCausas Quimicas
Arrastre de agua de la caldera debido a la tension superficial.
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Problemas encontrados en calderas
ArratreOrigen Mecánico
• Altos niveles de agua• Demandas brucas de vapor• Falla en los quemadores• Sobre carga en una caldera• Mala alineacion de calderas en paralelo
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Problemas encontrados en calderas
Arrastre Causas Mecanicas
• Alto nivel de agua• Arrastre de agua de la caldera debido a la tension
superficial.
• Demandas Bruscas de Vapor• Generan esponjamiento y contaccion del nivel de líquido• Si aumenta repentinamente la demanda de vapor el nivel
de agua aumenta debido a una caída momentanea de la presión
• La caída de presión aumenta la evaporación y el tamaño de las burbujas (esponjamiento) que aumenta el nivel de agua
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Problemas encontrados en calderos
ArrastreCausas Mecanicas
• Falla en los quemadores• Dismuyen repentinamente la presión de la caldera• A menor presión mayor tamaño de burbujas• Mayor tamaño de burbujas originan esponjamiento• Finalmente arrastre de agua de caldero
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Problemas encontrados en calderos
Fuente Spirax Sarco
• Todas las calderas trabajan a la misma presion
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Problemas encontrados en calderos La presion en los calderos son iguales El punto A la presion es Menor que en B. Mayor caida de presion entre “A” y 4 que
entre “A” y 3. Mayor Caudal de salida de la caldera
No4
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Problemas encontrados en calderos
Fuente Spirax Sarco
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Tratamiento del agua
Tratamiento MecanicoAblandamiento / Desmineralizado / OsmosisDeareacionPurgas
Tratamiento QuimicoSecuestrantes de OxigenoAnti-incrustantesNeutralizantes de Vapor
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Tratamiento Mecanico Ablandadores
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Tratamiento Mecanico Ablandadores
Se obtiene agua blanda hasta el agotamiento de la resina
Agua Dura Agua Dura Agua Dura
Agua Blanda Agua Blanda Agua Dura
Lecho
agotado
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Regeneracion
Cuando la resina agota el sodio, la dureza en el agua se incrementa rapidamente.
0
50
100
150
200
250
300
350
0 2 4 6 8 10 12 14
Tiempo, Horas
Du
reza,
pp
m
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Tratamiento mecanico
AblandadoresCuando la resina se agota es necesario
seguir los siguientes paso:• Lavado Inverso• Regeneracion• Enjuague lento• Enjuague Rapido
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Tratamiento Mecanico Ablandadores
Salmuera NaCl
Agua Blanda Salada
Efluente
Salmuera NaCl
Regeneracion
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Tratamiento Mecanico
AblandadoresMinima altura de resina 36 Pulgadas
Flujo de operación Standard 3gpm/cu-ft
Altura de Expansion 50% - 75%
Flujo de Regenerante 0.5 gpm/cu.-ft
Tiempo de paso regenerante 20 – 40 min
Volumen de enjuague lento 20 gal./cu-ft
Rate de enjuague lento = paso reg.
Rate de enjuague rapido 2 gpm/cu-ft
Volumen enjuague rapido 30 gal/cu -ft
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Tratamiento mecanico
Vista de la resina de intercambio ionico (20 – 50
mesh) tipo estireno sulfonado – divinilbenceno Resina
cationica (Cortesia de Rohm and Haas Company.)
Resina con ensuciamiento por fierro
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Tratamiento Mecanico
DeareadorTiene como finalidad eliminar los gases
disueltos en el agua• Oxigeno• CO2
Son recipiente que trabajan a presion y a la temperatura de saturacion a la presion de trabajo
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Tratamiento Mecanico
DeareadoresTienen un ingreso de vapor vivo de la
caldera como despojo de gasesEl agua blanda ingresa atomizada por la
parte superiorEl recipiente de contencion de agua,
permite un almacenamiento por 30 minutos de agua deaireada
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Tratamiento Mecanico
FUENTE SPIRAX SARCO
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Ubicacion del deareador
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Tratamiento mecanico
PurgaLa purga permite mantener los niveles de
concentracion en la caldera.Exsiten dos tipos de purgas
• Purga Fondos o intermitente• Purga Continua
El rate de purgas se establece mediante el analisis de aguas
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Purga
TDS en la caldera 3000 ppmTDS en el agua de alimentacion 300 ppmVolumen de la caldera 41400 LBSVapor generado 30000 LB/HRFrecuencia de purgas 2 HRDiametro de la purga 2 PULGPresion de la caldera 120 PSIGTiempo efectivo de purga 4 SEGHoras de operacion 20 HR
EVOLUCION DE LOS TDS
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
TIEMPO HRS
TD
S,
PP
M
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Programa HISA
Secuestrante de OxígenoHISA 109
DispersanteHISA 282
Control de corrosión en el vaporHISA 102
Control de arrastreHISA 1515
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Productos Ofertados
Secuestrante de OxigenoHISA 109
• Sulfito de sodio Catalizado con cobalto
• Pureza minima de 97.5% comoNa2SO3
• Catalizador 450ppm de Cobalto como sulfato.• Residual recomenado: 30ppm – 60ppm• Dosificacion:
• Contenido de oxigeno• Ciclos de concentracion
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Productos Ofertados
Secuestrante de OxigenoHISA 109
• Ventajas• Bajo Costo• Aplicacion sencilla• Evaluaciones Rapidas a nivel de laboratorio• Reaccion muy rapida a temperaturas de 90C• No es toxico• Aprobado por la FDA
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Programa HISA
HISA – 109. Secuestrante de oxígeno
Capacidad de la Caldera, BHP 700
Ciclos de concentracion 6.5
Temperatura de alimentacion, oC 90
Oxigeno, agua de alimentacion, ppm 0.5
Residual de sulfito, ppm 30
Horas de trabajo, Hrs 12
Kilos de HISA - 109 para las horas de trabajo consideradas
Con Deareador, Kilos 2.0
Sin Deareador, Kilos 3.4
Calculo de la Dosificacion de HISA - 109
Si se cuenta con Deareador se debe completar este dato.
Dato necesario si no se tiene deareador
Sin Deareador Con Deareador
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Productos Ofertados
Dispersantes HISA 282
• Mezcla de polimeros acrilicos, fosfatos y antiespumantes
• Los fosfatos con suficiente alcalinidad precipitan al calcio como hidroxyapatita
• La alcalinidad precipita al magnesio como hidroxido (Brucita)
• La hidroxiapatita y la brucita precipitan como lodos• Los polimeros acondicionan el lodo• El lodo no es adherente y se puede eliminar mediante
las purgas.
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Productos Ofertados
DispersantesHISA 282
• Puede tratar aguas hasta con 60ppm de dureza
• Facil de aplicar y evaluar en laboratorio• El fosfato residual no es corrosivo• Bajo costo• Aprobado por la FDA
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Programa HISA HISA – 282. Dispersante
Capacidad de la Caldera, BHP 800
Ciclos de concentracion 10
Dureza total en alimentacion, ppm 0
Residual de fosfatos, ppm 40
Horas de trabajo, Hrs 24
Kilos de HISA - 282 para las horas de trabajo consideradas 0.9
Calculo de la Dosificacion de HISA - 282
Calcular
Residual20ppm - 40ppm
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Productos Ofertados
Tratamiento de CondesadosImportancia:
• Fugas Vapor • Depósitos y Corrosión en Calderas• Aumento Costo Mantenimiento• Costo de Reemplazar Equipos• Perdidas de Producción• Riesgos en Seguridad
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Productos Ofertados
Tratamiento de condensados HISA 2102
• Mezcla de aminas neutralizantes
• Controla la corrosion por CO2
• Aplicado en la linea de vapor o en el agua de alimentacion
• Amplia razon de Distribucion (Relacion V/L)• No forma azeotropos• Dosis:
• Depende de la alcalinidad en la alimentacion
• Porcentaje de retorno de condensados
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Productos Ofertados
Tratamiento de condensados HISA 2102
• Ventajas• Aprobacion por FDA
• Ciclohexilamina : Max. 10ppm• Morfolina : Max 10ppm• Combinacion de aminas menos de 25ppm.
• Minimiza la corrosion en los condensados• Agua de alimentacion a las calderas con minimo contenido
de hierro• Reduccion de las perdidas de energia por fuga de
condensado• Reduce los costos por mantenimiento de equipos
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Productos Ofertados
AntiespumantesHISA 1515
• Mezcla de agentes de superficie activa• Modifican la tension superficial del liquido• Previene la formacion de espuma y arrastre
de agua de la caldera con el vapor
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Programa HISA