A água de alimentação da caldeira a vapor deve ser tratada e controlada para minimizar incrustações, corrosão, depósitos, transferência e outros problemas operacionais relacionados à água.
Os parâmetros mais importantes da água de alimentação geralmente incluem dureza, pH, oxigênio dissolvido, sólidos totais dissolvidos ou condutividade, alcalinidade, sílica, ferro e outros contaminantes que podem afetar a caldeira ou o sistema de vapor.
No entanto, não existe uma especificação única de água de alimentação correta para cada caldeira a vapor.
Os limites exigidos dependem da pressão de funcionamento da caldeira, projeto de caldeira, requisitos de pureza de vapor, qualidade da água de reposição, retorno de condensado, programa de tratamento e os requisitos do fabricante da caldeira.
Um programa prático de qualidade da água de alimentação deve avaliar os seguintes:
| Parâmetro | Por que é importante |
|---|---|
| Dureza | Pode contribuir para escala e depósitos |
| pH | Influencia a corrosão e a química da água |
| Oxigênio dissolvido | Pode contribuir para a corrosão do oxigênio |
| Condutividade / TDS | Indica material iônico dissolvido e afeta o controle de concentração |
| Alcalinidade | Influencia a química geral da água da caldeira |
| Sílica | Pode se tornar importante para escala, depósitos e pureza do vapor |
| Ferro | Pode indicar corrosão ou contaminação |
| Petróleo e orgânicos | Pode contribuir para depósitos, espuma ou contaminação |
| Qualidade condensada | Determina se o condensado retornado é adequado para reutilização |
| Temperatura da água de alimentação | Influencia a remoção de gases dissolvidos e a demanda de energia da caldeira |
Os limites corretos devem ser fornecidos ou aprovados para o programa específico de caldeira e tratamento de água, em vez de serem copiados de uma tabela genérica on-line.
A água entra continuamente em uma caldeira a vapor industrial durante a operação.
À medida que o vapor é gerado, muitas impurezas não voláteis permanecem e podem ficar concentradas na água da caldeira.
Se a qualidade da água de alimentação for mal controlada, o resultado pode incluir:
A qualidade da água de alimentação deve, portanto, ser considerada parte do projeto do sistema de caldeira, e não uma questão abordada somente após o comissionamento..
Não. Esses termos não devem ser usados de forma intercambiável.
A água de reposição substitui a água perdida do sistema de vapor e condensado.
Dependendo da fonte e do tratamento necessário, pode passar por amolecimento, filtração, osmose reversa, desmineralização ou outro processo de pré-tratamento antes de entrar no sistema de água de alimentação da caldeira.
Condensado é a água formada quando o vapor cede calor e condensa.
O condensado adequado pode ser devolvido à planta da caldeira, mas sua qualidade deve ser monitorada porque a contaminação do processo ou produtos de corrosão podem tornar algum condensado retornado impróprio para reutilização direta.
Água de alimentação é a água realmente fornecida à caldeira. Pode consistir em água de reposição tratada combinada com condensado retornado e pode receber tratamento químico ou térmico adicional.
Água da caldeira é a água dentro da caldeira.
Porque o vapor sai enquanto muitas substâncias dissolvidas e suspensas permanecem, a química da água da caldeira pode diferir substancialmente da química da água de alimentação.
Esta distinção é importante ao revisar um relatório de análise de água ou especificações de qualidade da água do fabricante..
A dureza do cálcio e do magnésio pode contribuir para a formação de incrustações nas superfícies de transferência de calor da caldeira.
A incrustação atua como uma barreira à transferência de calor. À medida que os depósitos se acumulam, superfícies metálicas podem operar sob condições térmicas menos favoráveis e o desempenho da caldeira pode deteriorar-se.
Por esta razão, a dureza é normalmente um dos primeiros parâmetros avaliados ao projetar equipamentos de tratamento de água de caldeira.
Dependendo da qualidade da água bruta e dos requisitos da caldeira, o tratamento pode envolver amaciamento ou purificação de água mais extensa.
A dureza residual necessária deve seguir os requisitos do fabricante da caldeira e do especialista em tratamento de água para o sistema específico.
O oxigênio dissolvido pode contribuir para a corrosão em equipamentos de água de alimentação, caldeiras e tubulações associadas.
Uma estratégia de tratamento de água de caldeira pode, portanto, utilizar desaeração térmica, tratamento químico ou uma combinação de métodos para controlar gases dissolvidos e corrosão.
O método apropriado depende da caldeira e do programa de tratamento.
Temperatura da água de alimentação, o retorno do condensado e a operação do desaerador podem influenciar a condição da água que entra na caldeira.
Não existe um valor de pH único que deva ser aplicado universalmente a todas as caldeiras a vapor industriais..
A faixa de pH necessária depende de fatores incluindo:
A água controlada inadequadamente pode promover corrosão ou contribuir para outros problemas operacionais relacionados à química.
Em vez de selecionar um alvo genérico de pH de um sistema de caldeira não relacionado, os operadores devem seguir os limites estabelecidos para seus equipamentos reais e programa de tratamento.
À medida que o vapor é produzido, substâncias dissolvidas que não saem com o vapor podem ficar concentradas na água da caldeira.
A condutividade é comumente usada como um indicador operacional relacionado à concentração de material iônico dissolvido.
Se a concentração se tornar excessiva, a operação da caldeira pode ser afetada por depósitos, espuma, transporte ou outros problemas de química da água.
A purga da caldeira é utilizada como parte da estratégia de controle da concentração de substâncias dissolvidas e suspensas.
Os EUA. A orientação dos sistemas de caldeiras a vapor do Departamento de Energia recomenda o controle de purga apropriado e o monitoramento de rotina da química da água da caldeira como parte da operação da caldeira a vapor.
A sílica é outro parâmetro que pode precisar ser monitorado na água de alimentação da caldeira e na água da caldeira..
A sua importância depende fortemente da pressão da caldeira, condições de vapor e a pureza de vapor necessária.
Para algumas aplicações, especialmente onde a pureza do vapor é importante, o controle da sílica pode exigir mais atenção do que em sistemas menos exigentes.
Esta é outra razão pela qual uma especificação universal de água de alimentação não deve ser aplicada a todas as caldeiras sem revisar as condições reais de operação..
Não.
Um amaciante de água é comumente considerado quando a remoção da dureza é necessária, mas o sistema de tratamento correto depende da análise da água bruta e dos requisitos da caldeira.
Alguns projetos podem exigir:
A análise da água deve determinar o processo de tratamento, em vez de escolher primeiro o equipamento de tratamento e testar a água depois.
Não.
A osmose reversa pode reduzir muitos constituintes dissolvidos e pode ser útil quando os requisitos de entrada de água ou caldeira o justificarem.
No entanto, nem toda caldeira industrial requer automaticamente um sistema RO.
A decisão deverá considerar:
O tratamento de água deve ser projetado para o projeto, em vez de tratar RO como um acessório universal de caldeira.
O retorno de condensado pode reduzir as necessidades de água de reposição e devolver calor útil ao sistema de água de alimentação da caldeira.
Os EUA. A orientação WaterSense da Agência de Proteção Ambiental identifica o retorno de condensado como uma medida importante para melhorar o uso da água em caldeiras e sistemas de vapor.
No entanto, o condensado não deve ser automaticamente considerado limpo.
Dependendo do processo industrial, o condensado retornado pode conter potencialmente:
As plantas devem avaliar a qualidade do condensado e determinar se ele é adequado para retornar ao sistema de água de alimentação.
Dependendo do projeto, equipamento auxiliar de caldeira associados ao tratamento de água de alimentação podem incluir:
Nem toda caldeira requer todos os itens desta lista.
A configuração final deverá seguir a análise real da água, condições de operação e requisitos do fabricante da caldeira.
Sim.
A pressão operacional da caldeira é um fator importante na determinação da estratégia necessária de tratamento de água e pureza de vapor.
À medida que as condições operacionais se tornam mais exigentes, o controle de certas impurezas pode se tornar cada vez mais importante.
Uma especificação de tratamento de água deve, portanto, identificar a pressão operacional da caldeira e as condições de vapor, em vez de indicar apenas a capacidade de vapor da caldeira..
Antes de uma caldeira final e um sistema de tratamento de água serem selecionados, fornecer uma análise recente da água sempre que possível.
Informações úteis podem incluir:
O fabricante também deve saber a capacidade de vapor necessária, pressão operacional, temperatura do vapor e perfil operacional.
Essas entradas permitem que a equipe de engenharia avalie o caldeira a vapor industrial e seus requisitos de tratamento de água como um sistema.
Um guia de compra de caldeiras a vapor industriais pode ajudar os compradores a definir as condições da água de alimentação juntamente com a capacidade, pressão, combustível, automação, requisitos de certificação e equipamentos auxiliares antes de solicitar uma cotação final.
Não existe um parâmetro único que defina uma boa água de alimentação da caldeira. Dureza, pH, oxigênio dissolvido, condutividade ou TDS, sílica e outros contaminantes devem ser controlados de acordo com a pressão da caldeira, projeto e programa de tratamento de água.
Não se deve presumir que seja adequado. A água deve primeiro ser analisada e comparada com os requisitos do fabricante da caldeira. Os requisitos de tratamento dependem da química real da água e das condições operacionais da caldeira.
A dureza descontrolada pode contribuir para incrustações e depósitos em superfícies de transferência de calor, o que pode prejudicar a transferência de calor e criar problemas de operação e manutenção.
A corrosão pode ser influenciada pelo oxigênio dissolvido, pH inadequado, dióxido de carbono, contaminantes e outras condições químicas da água ou operacionais. A causa deve ser identificada antes de ajustar o programa de tratamento.
Um limite numérico universal de dureza não deve ser assumido para todas as caldeiras. O limite aceitável deve seguir as especificações do fabricante e do tratamento de água para a pressão e projeto específicos da caldeira.
Não existe um valor TDS universal para cada caldeira. As concentrações aceitáveis de água de alimentação e água de caldeira dependem da pressão, método de tratamento, água de maquiagem, retorno de condensado e limites químicos do fabricante.
Às vezes, mas nem sempre. O amolecimento aborda principalmente a dureza. Outros projetos também podem exigir o controle de sólidos dissolvidos, sílica, gases dissolvidos e outros contaminantes através de tratamento adicional.
Sistemas de vapor de pressão mais alta e mais exigentes geralmente exigem um controle mais rigoroso da química da água e da pureza do vapor. Os limites exatos devem ser determinados a partir dos requisitos aplicáveis da caldeira e do tratamento, em vez de uma regra genérica apenas de pressão.
A frequência dos testes deve ser estabelecida pelo operador da caldeira, fabricante e especialista em tratamento de água de acordo com as condições de operação da planta, programa de tratamento e parâmetros críticos. Alguns parâmetros podem exigir monitoramento de rotina ou contínuo.
Sim. A temperatura da água de alimentação e a análise da água podem influenciar o equipamento de tratamento de água, estratégia de purga, recuperação de calor, custo operacional e configuração da caldeira. Fornecer essas informações durante a fase de RFQ ajuda o fabricante a definir um sistema de vapor mais completo.
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