Incrustación de Sílice en Calderas
La sílice, en un rango de cantidades de menos de 1 a más de 100 ppm, se encuentra en todos los suministros de agua naturales. En el granizo de lluvia y la nieve, los rangos de contenido de sílice van desde 1 hasta 2,8 ppm. En el análisis de varias aguas superficiales y subterráneas, los rangos de contenido son de 1 a 107 ppm. Esto se refiere al contenido de sílice soluble y no a la sílice que puede estar presente en la materia suspendida. La materia suspendida puede ser removida desde un suministro de agua a través de coagulación y filtración; tales procesos tienen poco efecto en la reducción del contenido de sílice soluble.
La sílice es la única sal de agua de caldera que se vaporiza a presiones inferiores de 2400 psig. Puede vaporizarse a presiones tan bajas como 400 psig. Esto ha causado problemas de deposición en numerosas turbinas. La solubilidad de sílice en el vapor aumenta con la temperatura incrementada: la sílice se vuelve más soluble a medida que el vapor es sobrecalentado.
Los depósitos son formados cuando el vapor es enfriado por expansión. Las incrustaciones de sílice son típicamente muy duras, adherentes vidriosas y difíciles de remover. Las conductividades térmicas son usualmente muy bajas y pueden ocurrir fallas en la tubería con, incluso, incrustaciones muy delgadas de sílice.
Las condiciones bajo las cuales ocurre el vapor de arrastre de sílice han sido investigadas y documentadas. Ha sido demostrado que, para cualquier conjunto dado de condiciones de caldera, utilizando agua de calidad make-up desmineralizada o evaporada, la sílice es distribuida entre el agua de caldera y la corriente en una relación definida. Esta relación depende de la presión de agua y el pH del agua de caldera como se muestra en la imagen de la derecha.
Los valores de la relación incrementan con el aumento de presión y disminuyen con la disminución de pH. El efecto del pH se vuelve mayor a medida que los valores de pH son más altos (desde 11,3 hasta 12,1).
A la derecha: Efecto de la presión y pH del agua de caldera sobre la volatilidad de la sílice.
Para minimizar este problema, la cantidad de sílice en el vapor debe ser controlada. Los depósitos de sílice no son un problema cuando la cantidad de sílice Enel vapor es menor de 0,02 ppm. El nivel necesario de sílice apropiado en el agua de caldera para mantener menos de 0,02 ppm de sílice en el vapor es mostrado en la figura de abajo.
A la izquierda: sílice máximo admisible en agua de caldera para mantener menos de 0,02 ppm de sílice en el vapor
El factor más significante es mantener bajas las concentraciones de sílice en el agua de caldera. Este puede ser obtenido a través de equipos de tratamiento externo para agua de make-up o monitoreo y control de contaminación de condensado.
Después de que la sílice entra al agua de caldera, la acción correctiva usual es incrementar la purga de la caldera y entonces corregir la condición que causa la contaminación de sílice.
Cuando en una turbina hay suciedad por las sales solubles del agua de arrastre de la caldera o contaminación por atemperación del agua, la capacidad de la turbina a menudo puede ser restaurada a través del lavado con agua. Pero cuando la turbina se ensucia con componentes que no son solubles en agua (incluida la sílice), el lavado pon agua raramente restaura la capacidad. La limpieza fuera de servicio mediante voladura con óxido de aluminio u otro material blando es requerido para remover estos depósitos.
Fuente: Industrial water conditioning, Betz Dearborn, 1991
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