Agua de alimentación de caldera

Una caldera es un dispositivo para generación de vapor, que se compone de dos partes principales: el horno, que provee calor, usualmente por quemado de un combustible, y la caldera limpia, un dispositivo en el cual el calor convierte agua en vapor. El vapor o fluido caliente es entonces recirculado fuera de la caldera para usar en varios procesos en aplicaciones de calefacción.

El circuito de agua de una caldera de agua puede ser resumido a través de la siguiente imagen:

Water circuit of a water boiler

La caldera recibe el agua de alimentación, que consiste en una proporción variable de agua condensada recuperada (agua de retorno) y agua fresca, la cual ha sido purificada en diversos grados (agua de make-up). El agua de make-up usualmente es cualquier agua natural en su estado crudo, o tratada a través de algunos procesos antes de usar. La composición del agua de alimentación, por lo tanto, depende de la calidad del agua de make-up y la cantidad de condensado retornado a la caldera. El vapor, que escapa desde la caldera, frecuentemente contiene gotitas líquidas y gases. El agua restante en forma líquida en la parte inferior de la caldera recoge toda la materia extraña del agua que fue convertida a vapor. Las impurezas pueden ser Blown-down por la descarga de agua desde la caldera, a los desagües. El porcentaje permisible de Blown-down en una planta es estrictamente limitado por los costos de funcionamiento y el desembolso inicial. La tendencia es a reducir este porcentaje a una cifra muy pequeña.

Water boiler flowsheet

El tratamiento adecuado para el agua de alimentación de caldera es una parte importante en la operación y el mantenimiento de un sistema de caldera. Ya que se produce vapor, los sólidos disueltos se vuelven concentrados y forman depósitos dentro de la caldera. Esto conduce a una pobre transferencia de calor y reduce la eficiencia de la caldera. Los gases disueltos tales como el oxígeno y el dióxido de carbono reaccionarán con los metales en el sistema de caldera y conducirán a la corrosión de la caldera. Con el fin de proteger la caldera de estos contaminantes, ellos deberán ser controlados o removidos a través de un tratamiento externo o interno. Para más información revise la página web de tratamiento de agua de caldera.

En la siguiente tabla puede encontrar una lista de los contaminantes comunes de agua de alimentación de caldera, sus efectos y las posibilidades de tratamiento.

Encuentre información extra acerca de las características del agua de alimentación de caldera.

IMPUREZA	RESULTANDO EN	DESHACERSE A TRAVÉS DE	COMENTARIOS
*Gases Solubles*
Sulfuro de Hidrógeno (H₂S)	El agua huele como a huevos podridos: mal sabor y es corrosiva a la mayoría de los metales	Aireación, Filtración y Cloración	Se encuentra principalmente en agua subterránea y corriente contaminadas
Dióxido de Carbono (CO₂)	Corrosivo, forma ácido carbónico en el condesado	Desaireación y neutralización con álcalis	Filmación, neutralizando aminas usadas para prevenir corrosión en la línea de condensado
Oxígeno (O₂)	Corrosión y picado de tubería de caldera	Desaireación & tratamiento químico con (sulfato de sodio o hidracina)	Picado de los tubos de la caldera y las palas de la turbina, la falla de las líneas de vapor y los accesorios, etc.
*Sólidos Suspendidos*
Sedimentol & Turbiedad	Arrastre de lodo e incrustaciones	Clarificación y Filtracion	Tolerancia de aproximadamente 5 ppm más para la mayoría de las aplicaciones. 10 ppm para agua potable
Materia Orgánica	El arrastre, la formación de espuma y los depósitos pueden obstruir la tubería y causar corrosión.	Clarificación, filtración y tratamiento químico	Se encuentra mayormente en aguas de superficie, causada por vegetación podrida y escorrentías de granja. Los orgánicos se descomponen para formar ácidos orgánicos. Resulta en bajo pH del agua de alimentación de caldera, que ataca los tubos de la caldera. Incluye diatomeas, mohos y limos bacterianos, bacteria de hierro/manganeso. Partículas suspendidas colectadas en la superficie del agua en la caldera y dificultan la liberación de burbujas de vapor creciente a la superficie... la espuma también puede atribuirse a aguas que contienen carbonatos en solución, en los cuales un precipitado floculante ligero será formado sobre la superficie del agua. generalmente se remonta a un exceso de carbonato de sodio usado en tratamiento para algunas otras dificultades donde el aceite animal o vegetal encuentra su camino en la caldera.
*Sólidos Coloidales Disueltos*
Aceites y Grasas	Espuma, depósitos e calderas	Coagulación & filtración	Entra a la caldera con el condesado
Dureza, Calcio (Ca) y Magnesio (Mg)	SLos depósitos de incrustaciones en calderas inhiben la transferencia de calor y la eficiencia térmica. En casos severos puede generar que el tubo de la caldera se queme y falle	Ablandamiento más tratamiento interno en la caldera	Las formas son bicarbonatos, sulfatos, cloros y nitratos, en este orden. Algunas sales de calcio son reversiblemente solubles. El magnesio reacciona con carbonatos para formar compuestos de baja solubilidad
_{Sodio, Alcalinidad NaOH, NaHCO₃, Na₂CO₃}	Los carbonatos espumosos forman ácido carbónico en el vapor; causa una línea de retorno de condensado y el vapor atrapa la corrosión; puede causar fragilidad	*Desaireación del agua de make-up* y retorno del condensado; deionización, tratamiento ácido del agua de make-up.**	Las sales de sodio son encontradas en la mayoría del agua. Estas son muy solubles y no pueden ser removidas por precipitación química.
Sulfatos (SO₄)	Incrustación dura si el calcio está presente	Deionización	Los límites de tolerancia están cerca de 100-300ppm de CaCO₃
Cloruros, (Cl)	El cebado, es decir, el suministro desigual de vapor desde la caldera (eructos), el arrastre de agua en el vapor disminuye la eficiencia del vapor, puede depositarse como sales en los supercalentadores y los álabes de la turbina. Espuma si se presenta en grandes cantidades	Deionización	El cebado, o el paso de vapor de una caldera en “eructos”, es causado por la concentración de carbonato de sodio, sulfato de sodio, o cloruro de sodio en solución. El sulfato de sodio se encuentra en muchas aguas en los USA, y en agua donde el calcio o el magnesio es precipitado con ceniza de soda.
Hierro (Fe) y Manganeso (Mn)	Depósitos en calderas, en grandes cantidades pueden inhibir la transferencia de calor	Aireación, filtración, intercambo iónico	La forma común de la mayoría es bicarbonato ferroso
Sílice (Si)	Incrustaciones fuertes en calderas y sistemas de enfriamiento: depósitos en las palas de la turbina	Deionización: proceso de Cal-Sodada, tratamiento de zeolita de cal-caliente	La sílice se combina con muchos elementos para producir silicatos. Los silicatos forman depósitos muy fuertes en la tubería de la caldera. Muy difícil para remover, a menudo únicamente a través de ácido fluoricos