TRATAMIENTO DE AGUA DE CALDERAS DE MEDIA Y ALTA PRESIÓN

ING. JOSE ERNESTO RAMOS FALCÓN

PEMEX TRI-GAS

SISTEMA DE CALDERAS

FLUJO DE AGUA TÍPICO EN UN SISTEMA DE CALDERAS

PRINCIPALES PROBLEMAS OCASIONADOS

POR LA CALIDAD DEL AGUA EN CALDERAS

CORROSIÓN

INCRUSTRACIÓN

CONTAMINACIÓN POR ARRASTRE

INCRUSTRACIÓN

COMPONENTES TÍPICOS ENCONTRADOS EN INCRUSTACIÓN EN LOS

SISTEMAS DE CALDERAS

INCRUSTACIÓN MINERAL INCRUSTACIÓN POR OXIDO DE METAL

Carbonato de Calcio: CaCO3 Óxido Férrico: Fe2O3

Silicato de Calcio: CaSiO3 Magnetita : Fe3O4

Hidróxido de Magnesio: Mg(OH)2 Óxido de níquel: NiO

Silicato de Magnesio: MgSiO3 Óxido de cobre: CuO

Hidroxiapatita: 3Ca3(PO4)2.Ca(OH)2 Cobre: Cu

Hidróxido de Zinc: Zn(OH)2

Hemimorfita: Zn4(OH)2Si2O7.H2O

Sílice: (SiO2)

AFECTACIÓN POR INCRUSTACIÓN EN LOS TUBOS DE CALDERAS

INCRUSTRACIÓN

INCREMENTO DE TEMPERATURA EN TUBERÍA POR ESPESOR DE INCRUSTACIÓN

INCRUSTRACIÓN

* k : Conductividad térmica (kcal/m.h.oC)

INCREMENTO EN EL CONSUMO DE COMBUSTIBLE POR INCRUSTACIÓN

INCRUSTRACIÓN

TRATAMIENTO EXTERNO PARA EL CONTROL DE INCRUSTACIÓNES

• Removedor de dureza del agua

• Desmineralización de agua de alimentación

• Uso de membranas de osmosis inversa

Diagrama de proceso de desmineralización

INCRUSTRACIÓN

TRATAMIENTO INTERNO PARA EL CONTROL DE INCRUSTACIÓNES

• La dureza residual causada por fugas eventuales del proceso dedesmineralización, se incrementa en el agua de calderas por losciclos de concentración y a larga va acumulando incrustación en lostubos de agua.

• Los fosfatos reaccionan con los componentes de dureza y formanrápidamente depósitos finos de fosfato de calcio.

• Esos depósitos son fácilmente eliminados al descargarse de lacaldera junto con el agua de purga.

Diagrama de proceso de desmineralización

INCRUSTRACIÓN

TIPOS DE CORROSIÓN EN GENERADORES DE VAPOR

CORROSIÓN

CORROSIÓN

Por bajo pH

Por fragilidad cáustica

Por Oxigeno disuelto

Control de corrosión en acero al carbón por incremento de pH

CORROSIÓN

Relación entre la concentración de oxigeno disuelto en el agua, presión

atmosférica y temperatura

CORROSIÓN

Prevención de corrosión en acero al carbón por remoción de oxigeno

CORROSIÓN

TRATAMIENTOS PARA EL CONTROL DE CORROSIÓN

• Tratamiento externo:

• Uso de deareadores (disolución de concentración de oxígeno)

CORROSIÓN

QUÍMICO CARACTERÍSTICAS

Hidracina Volátil

Cancerígeno, Altamente toxico

Dietilhidroxilamina (DEHA) Volátil

Grandes dosis, formación de ácidos

Metil etil cetoxima (MEKO) Volátil

Cancerígeno, Grandes dosis, formación de ácidos

Carbohidrazida Volátil

Generación de hidracina (en calentador)

Sales de ácido ascórbico o ácido

eritórbico

No toxico, Rápida reacción

Grandes dosis, No-volátil

Sacáridos No toxico

Reacción lenta, Grandes dosis, No-volátil

Sulfito de sodio Baja Toxicidad, Rápida reacción

Grandes dosis, No-volátil

CORROSIÓN

TRATAMIENTO INTERNO PARA EL CONTROL DE CORROSIÓN

DEHA VS HIDRACINA

HIDRACINA DEHA

Dosis requerida

(mg/l)

1.4 2.8

Dosis (con relación al

oxigeno)

2:1 3:1

Reacción N2H4 + O2 2 H2O + N2 4 (CH3CH2)2 NOH + 9O2 8CH3

COOH + 2 N2 + 14 H20

4(C2H5)2NOH + 9O2 8CH3COOH +

2N2 + 6H2O

Volatilidad No

Menor poder de pasividad de

metal

Si

Mayor poder de pasividad de metal

Volatilidad 0.08 1.26

Toxicidad Sospechosa carcinogénico Relativamente no tóxico

CORROSIÓN

CONTAMINACIÓN POR ARRASTRE

PREVENCIÓN DE ARRASTRE DE SUSTANCIAS

• De sustancias orgánicas:

• Limpieza química del nuevo sistema de calderas (remoción de grasas y aceites)

• Remoción de sustancias orgánicas por pretratamiento de agua de alimentación

• De sílice:

• Remoción del sílice durante el pretratamiento de agua de alimentación

desmineralizadoras y pulidoras.

CONTAMINACIÓN POR ARRASTRE

RELACIÓN ENTRE LA PRESIÓN DE CALDERAS Y LA CONCENTRACIÓN

MÁXIMA PERMITIDA DE SÍLICE

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