BWT-1

BWT-2

PROGRAMA DE FORMACION PARA OPERADORES DE

CALDERAS

BWT-3

La Misión Fundamental de la Sala de Calderas

• Una producción de vapor confiable– Continua (sin interrupciones imprevistas)

• Una producción de vapor segura– Sin accidentes ni pérdidas de equipos

importantes

• Proteger la inversión de capital – Minimizar la corrosión

• Una operación efectiva en relación al costo– Tan eficiente como sea posible

• Cumplimiento con las regulaciones y el ambiente

BWT-4

EL CICLO DEL AGUA

PrecipitaciónLluvia

Vegetación

(Evapotranspiración)

Suelo Balsas y lagos

Ríos

Esco

rrentías

Aire húmedo haciael continente

BWT-5

El agua contiene varios tipos de impurezas

MINERALES

AIRE

TIERRA

CalcioMagnesioSodioHierro

OxígenoMonóxidode CarbonoDióxido de Carbono

ArcillaLimoArena

a. Sólidos disueltos b. Gases disueltos c. Mat. en suspensión

BWT-6

¿Qué Propiedades Químicas del Agua son

Importantes?

BWT-7

FUNDAMENTOS DEL AGUA DE REFRIGERACION

CUATRO PROPIEDADES QUIMICAS IMPORTANTES DEL AGUA SON:

1. Conductividad

2. Dureza

3. Alcalinidad

4. pH

BWT-8

CONDUCTIVIDAD

Una medida de los Sólidos Totales Disueltos en el Agua,

leída en MicroSiemens/cm o en Micromhos (umhos).

BWT-9

FLUJO DE CORRIENTE

Agua destilada pura Agua destilada con sal

NA+

CL-

NA+NA+

CL- CL-

+ - + -

BWT-10

DUREZA

La cantidad de iones Calcio y Magnesio que contiene el agua

BWT-11

ALCALINIDAD

Iones Carbonato o Bicarbonato que pueden originar Problemas

de Incrustación

BWT-12

Escala de pH

1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 143

pH

ACIDO BASICO

Aumenta la concentración de iones hidrógeno

BWT-13

ABLANDAMIENTO CICLO SODICO CON

ZEOLITAS

BWT-14

BWT-15

Ca, Mg

Na, Na

BWT-16

CalcioMagnesio

Sodio

Sodio Sodio

Sodio Sodio

Sodio

BWT-17

Proceso de Intercambio Iónico

Calcio

SodioSodio

Magnesio

Calcio Magnesio

BWT-18

Cuatro Etapas de Regeneración

Contralavado

Salmuera

EnjuagueLento

EnjuagueRápido

BWT-19

Contralavado

BWT-20

SalmueraAgua deDilución2

1

4

3

Solución de Sal

BWT-21

Lavado Lento

BWT-22

Lavado Rápido

BWT-23

DESGASIFICADOR

BWT-24

Desgasificador Tipo “Spray”

BWT-25

Desgasificador de Bandejas

BWT-26

Desgasificación:

• Se aumenta la temperatura del agua y el CO2 y el O2 se liberan del agua

• El agua se rompe en pequeñas gotas

• El CO2 y el O2 se eliminan por venteo

BWT-27

Solubilidad del Oxígeno enAgua Pura

262422201816141210

86420

6016

8027

10038

12049

14060

16071

18082

20093

220104

240115

10 psi5 psi010" VAC

Oxígeno - ppm

Temperatura - F - C

BWT-28

Comprobar que el desgasificador Comprobar que el desgasificador está venteando vaporestá venteando vapor

BWT-29

CALDERA

BWT-30

Caldera:

• Produce Vapor

• Hay Muchos Tipos y Tamaños

• Variedad de Combustibles

• Amplio Rango de Presiones de Operación

BWT-31

Agua de Aportación

PretratamientoPrimario

PretratamientoSecundario

Condensado

Línea de Vapor

Caldera

Desgasificador

SistemaDosificaciónProductos

Agua Alimentación

Purga

BWT-32

Caldera

Vapor

Agua AlimentaciónPurga de Caldera

Calor

BWT-33

Caldera

Vapor

Agua Alimentación

Purga deCaldera

875,000 #/Día @ 0 ppm TDS

1,000,000 #/Día@ 100 ppm TDS

= 100 #/Día Solidos

8 Ciclos= 800 ppm TDS

12.5% de Alimentación125,000 #/Día @ 800 ppm

= 100 #/Día Solidos

BWT-34

El primer paso en esta unidad es un hogar corrugado central con la llama en espiral. El segundo paso consiste en un haz de tubos distribuidos en forma estratificada.

BWT-35

BWT-36

Haz Tubos(Superficie Convección de Calor)

Chimenea

Precalentador AireTipo Regenerativo

Ventilador AireTiro Forzado

Ventilador Tiro Inducido

ColectorCenizasVolantes

Economizador

CenizaColector Paredesde Agua

Downtake Pipes

QuemadoresTangenciales

Horno co Paredes de Agua

Superficie de Calor

Radiante

Calderín Vapor

Cabezal EntradaCabezal Salida

Sobrecalentador

Air

Gas

BWT-37

BWT-38

BWT-39

BWT-40

Circulación en Calderas Tubos-Agua

Calderín de Vapor

Calderín de Lodos

Hogar

Gases Calientes

Tu

bo

s d

e V

apo

r

Tu

bo

s d

e A

gu

a

BWT-41

BWT-42

BWT-43

VAPOR / CONDENSADO

BWT-44

Sistema Vapor / Condensado

Condensado

Caldera

Línea Vapor

BWT-45

PULIDO DELCONDENSADO

BWT-46

Pulido del Condensado:

• Elimina Productos de Corrosión y Otros Contaminantes del Condensado

• Reduce el Riesgo de Incrustación en la Caldera

BWT-47

LechoResina

Condensado

25 gpm/ft2

BWT-48

Lecho Resina

Entrada

Condensado

Pulido

BWT-49

CONTROL DE CORROSION POR OXIGENO

TRATAMIENTOS CONVENCIONALES

SULFITO DE SODIO CATALIZADO

2Na2SO3 + O2 --> 2Na2SO4

HIDRACINA

NUEVOS TRATAMIENTOS

SURGARD ELIMINOX

BWT-50

SULFITO

BWT-51

Sulfito:

Reacciona químicamente con el oxígeno (O2) eliminándolo del agua de alimentación de caldera

BWT-52

El Oxígeno Causa:

• Ataque Localizado del Metal

• Aumento del Contenido en Hierro

• Aumento del TSD

• Formación Celdas de Corrosión

BWT-53

BWT-54

Sulfito:

2Na2SO3 + O2 2Na2SO4

BWT-55

Sulfito:

• Reacciona Químicamente con el Oxígeno

• Elimina el Oxígeno del Agua de Alimentación

• Reduce el Potencial de Corrosión

BWT-56

SULFITO DE SODIO CATALIZADO

2Na2SO3 + O2 --> 2Na2SO4

Table 1--Recommended boiler water sulfite residuals foroxygen scavenging at various operating pressures

Boiler pressure, SO3-2 residual,psi (bar) ppm150 (10) 30-60300 (20) 30-40600 (40) 20-30900 (60) 10-151200 (80) not recommended1500 (100) not recommended

BWT-57

ELIMIN-OX

BWT-58

Elimin-Ox:

• Todo Volátil

• Secuestrante de Oxígeno

• Reduce el Potencial de Corrosión

BWT-59

El Oxígeno Causa:

• Ataque Localizado del Metal

• Aumento Contenido Hierro

• Aumento TDS

• Formación Celdas Corrosión

BWT-60

BWT-61

Reacciones Elimin-Ox

Elimin-Ox * + 2O2 2N2 + 3H2O + CO2**<149 C

+ H2O<149 C + 2N2H4 + CO2**

>204 C

+ 2O2 2N2 + 4H2O

2NH3 + N2 + H2

** Máximo 29 ppb/ppm Elimin-Ox dosificado* Como Carbohidracida

BWT-62

SUR-GARD

BWT-63

Sur-Gard:

• Secuestrante de Oxígeno No-Volátil

• Elimina el Oxígeno Disuelto

• Reduce el Potencial de Corrosión

BWT-64

El Oxígeno Causa:

• Ataque Localizado del Metal

• Aumento del Contenido de Hierro

• Aumento del TSD

• Celdas de Corrosión

BWT-65

BWT-66

Sur-Gard:

• Reacciona Químicamente con el Oxígeno

• Pasiva las Superficies del Metal

BWT-67

Acido Eritórbico

CH CH2OH

O

O

HO

HO

CH CH2OH

OH

+ O2

OO

O

HO

+ H2O2O

BWT-68

TRATAMIENTOS INTERNOS VARIABLES CRITICAS PARA

SELECCIONAR EL TRATAMIENTO QUIMICO

1- CALIDAD Y POCA VARIABLIDAD DEL AGUA DE ALIMENTACIÓN- VARIABLES CRITICAS

2- DISEÑO Y ESTADO ACTUAL DE LAS CALDERAS

3- EFICIENCIA ENERGÉTICA BUSCADA VERSUS TRATAMIENTO QUÍMICO

BWT-69

TRATAMIENTOS INTERNOS

• PROGRAMA FOSFATO RESIDUAL– QUÍMICA DEL PROGRAMA

2 Na5P3O10 + 9 CaCO3 + 2 NaOH === === 3Ca3(PO4)2 + 6 Na2CO3

+ 3 CO2 + H2O

VENTAJAS DESVENTAJAS

BWT-70

TRATAMIENTOS INTERNOS

• PROGRAMA FOSFATO-POLIMERO– QUÍMICA DEL PROGRAMA

2 Na5P3O10 + 9 CaCO3 + 2 NaOH === === 3Ca3(PO4)2 + 6 Na2CO3

+ 3 CO2 + H2O

- EL POLIMERO MANTIENE PARTE DE LA DUREZA Y EL HIERRO EN SUSPENSIÓN

VENTAJAS DESVENTAJAS

BWT-71

PROGRAMASTRANSPORT-PLUS

BWT-72

Transport-Plus:

• Mezcla de Polímeros Orgánicos

• Acomplejan Químicamente la Dureza, el Hierro y la Sílice

• Mantienen la Caldera Limpia

BWT-73

Transport-Plus:

• Los Polímeros Acomplejan la Dureza

• Mantienen Solubles los Complejos

• Los Polímeros Dispersan el Hierro y Otras Materias Ensuciantes

• La Dureza y demás Ensuciantes son Eliminados con la Purga

BWT-74

Transporte

Dentro

Fuera

BWT-75

BWT-76

TRATAMIENTOS INTERNOS

• PROGRAMA TODO POLIMERO TRANSPORT PLUS - Química del Programa

H H H H + Ca +2 ó Mg +2 H H H H

C C C C ó Mg+2 C C C C H H H HO C C O O C C O O O O O Ca ó Mg

BWT-77

MECANISMO OPERACIÓN

SOLUBILIZACION CA++/Mg++:

H H H H H H H H H H H H

C C C C C C C C C C C C C

Ca++

H C=0 H C=0 H C=0 + n = H C=0 H C=0 H C=0

Mg++

O(-) O(-) O(-) n O O O

Ca Mg n

DISPERSION HIERRO

+ =

Fe2O3 Polimero Anionico

BWT-78

PROGRAMA TRANSPORT PLUS 7203

1- VENTAJAS EN SISTEMAS CON BUENA CALIDAD DEL AGUA DE ALIMENTACION

2- MENOS PURGA CONTINUA (MAYOR EFICIENCIA DE CALDERA)

3- CONTROL DE HIERRO ( VARIABLE CRÍTICA EN CALDERAS MODERNAS) Y DUREZA TOTAL

4- OPTIMA CALIDAD DEL VAPOR

BWT-79

PROGRAMA TRANSPORT PLUS 7203

- LIMITACIONES DEL PROGRAMA TRANSPORT PLUS 7203

- EN CONTAMINACIONES Y USOS DE AGUA CRUDA ES CONVENIENTE CUANDO LA DUREZA SEA MAYOR DE 1PPM DOSIFICAR CONJUNTAMENTE NALCO-9546 COMO PLAN DE CONTINGENCIA

BWT-80

PROGRAMAS BASEQUELATO/POLÍMERO

BWT-81

Quelato/Polímero:

• Contienen EDTA o NTA

• Evitan que la Dureza Forme Incrustaciones en Caldera

• Mejora la Limpieza de la Caldera

BWT-82

Quelato/Polímero:

• Acompleja Químicamente la Dureza

• El Polímero Dispersa el Hierro

BWT-83

Tratamiento Base Quelato

Quelato + lon MetálicoQuelato Metálico SolubleAcompleja el Fe

(NTA3 + Ca+2 NTA Ca)

El Quelato Mantiene los Iones en Estado Soluble, por Tanto :

No Existen Sólidos en Suspensión

en los Tubos de la Caldera

BWT-84

LIMITES DE CONTROLTable 4--Control limits at various boiler pressures1Drum-type boilers using softened (not deionized) feedwaters

Boiler WaterComponent,

ppm 150 (10)

Drum

300 (20)

Pressure,

600 (40)

psig (bar)

900 (60) 1200 (80) 1500 (100)TDS (max)Phosphate(as PO4)3Hydroxide(as CaCO3)SulfiteSilica (asSiO2) max4Total Iron (asFe) max5Organics

400030-60

300-400

30-60100

10

70-100

350030-60

250-300

30-4050

5

70-100

300020-40

150-200

20-3030

3

70-100

200015-20

120-150

15-2010

2

50-70

50010-15

100-120

Not5

2

50-70

3005-10

80-100

Not3

1

50-70

BWT-85

AMINAS NEUTRALIZANTES

BWT-86

Aminas Neutralizantes :

• Se Usan para Proteger el Sistema de Condensado

• Neutralizan el pH del Condensado

• Reducen la Corrosión

BWT-87

Aminas Neutralizantes :

• Suben el pH del Condensado

• Mantienen el pH entre 8.5 y 9.0

• La Corrosión por el Ataque de Acido Carbónico es mínimo

BWT-88

BWT-89

AMINAS

NEUTRALIZANTES / FILMANTES

BWT-90

AminasNeutralizantes/Filmantes :• Protegen el Sistema de Condensado

• Ayudan a Prevenir la Corrosión en el Sistema de Condensado

• Ayudan a Prevenir los Depósitos de Fe y Cu en el Sistema de Caldera

BWT-91

Aminas Neutralizantes :

• Elevan el pH del Condensado

• Mantienen el pH entre 8.5 y 9.0

• La Corrosión Debida al Acido Carbónico es Mínima

BWT-92

Aminas Filmantes :

• Protegen Cuando Están Presentes Grandes Cantidades de Acido Carbónico

• Efectivas entre pH 6.5 - 9.0

• Protegen Frente al Ataque del Oxígeno

BWT-93

BWT-94

Corrosión por Oxígeno y Acido Carbónico

BWT-95

BWT-96

ACTACT

Pared metálica Capa protectora de

ACT

O2 CO2

CO2

O2

O2

O2

O2

O2

O2

CO2

CO2

CO2

CONDENSADO

O2

O2

O2

O2CO2

CO2

CO2

CO2

O2

• Molécula de cadena larga que se adsorben a la superficie del metal

BWT-97

¿Cómo funciona?¿Cómo funciona?

• Ha demostrado que forma una película sobre:– El acero dulce – El acero inoxidable – El cobre – Las aleaciones de cobre – El plástico – El vidrio

BWT-98

Tratamiento Avanzado para el Condensado

Tratamiento Avanzado para el Condensado

• Efectivo contra el ácido carbónico• Efectivo contra la corrosión por oxígeno• Efectivo contra la corrosión por erosión• Fácil de medir• No es volátil

– Se queda sólo en el lugar de inyección

• Se alimenta en base al flujo de vapor y no en base a la alcalinidad

BWT-99

InyectoresInyectores• Se deben utilizar

inyectores de acero inoxidable – Para la inyección al

vapor, use un inyector ranurado retractil

• El inyector debe quedar alineado con la ranura ubicada contra la corriente del flujo del vapor

BWT-100

Equipos Analíticos

BWT-101

Con respecto a la FDACon respecto a la FDA

• ACT cuenta con la aprobación de la FDA bajo 21 CFR 173.310 – Aditivos para el Agua de Calderas

• Máximo nivel permitido en el vapor:– 600 ppm 52211

BWT-102

Áreas cubiertas por las Regulaciones

Áreas cubiertas por las Regulaciones

• Plantas procesadoras de alimentos

• Plantas procesadoras de carnes, aves y huevos

• Hospitales

• Oficinas y otros edificios

BWT-103

EXPERIENCIAS EN EL USO DEL ACT

BWT-104

HIERRO TOTAL CONDENSADO

0

5

10

15

20

Jul-95 Nov-95

Mar-99

Jul-99 Dic 99 Feb12/01

Marzo12/01

Abril25/01

Mayo18/01

BWT-105

6. Evaluando las medidas correctivas Tratamiento ACT

00.5

11.5

22.5

33.5

Fe +3

Fe+2

BWT-106

6. Evaluando las medidas correctivas Tratamiento ACT

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

02468101214161820

Fe +3

Fe+2

ACT

BWT-107

6. Evaluando las medidas correctivas Tratamiento ACT

Tubos testigos Tostador 1Tubos testigos Tostador 1

BWT-108

6. Evaluando las medidas correctivas Tratamiento ACT

Filtros milipore < 0.45µ Filtros milipore < 0.45µ

Niveles de HierroNiveles de Hierro

Total inferiores Total inferiores

a 10 ppba 10 ppb

BWT-109

Hierro por FiltraciónHierro por Filtración

• La prueba de hierro de Millipore suministra un análisis de tendencias

• Sólo mide las partículas de hierro mayores que 0.45

• La posibilidad de error aumenta en la medida en que el pH disminuye

• Es un buen método para que los operadores apliquen la prueba