La alta dureza natural del agua crea problemas significativos para el rendimiento y la durabilidad del funcionamiento de las calderas. Los cationes de magnesio y calcio, que están abundantemente contenidos en el agua, causan incrustaciones difíciles de eliminar en las paredes internas de las plantas de tratamiento de agua. Por lo tanto, el uso de agua de alta pureza es la principal preocupación de los operadores de sistemas de generación de vapor.
El papel de los depósitos insolubles en la estabilidad de calderas industriales.
El agua con un alto grado de pureza química reduce el uso de reactivos especiales (suavizantes) que se utilizan para calderas. Por la misma razón, es necesario periódicamente (principalmente en la cámara de agua) detener las calderas debido a la necesidad de purgar las tuberías de vapor y agua. Se estima que solo con un aumento en la frecuencia de las purgas la eficiencia adecuada de los sistemas de tratamiento de agua se logra, lo que se refleja en la reducción de los costos de combustible. Como resultado de las frecuentes purgas, la concentración de impurezas en el agua que alimenta las calderas disminuye, y el nivel general de contaminación en las superficies de intercambio de calor disminuye en consecuencia.
Un sistema regular de tratamiento de agua para calderas también conduce a una disminución en la velocidad de los procesos de corrosión. Aunque la mayoría de las marcas de aceros para calderas se caracterizan por una alta resistencia al calor, en los casos en que la caldera se utiliza para poner en marcha una turbina de vapor, con el tiempo se produce una intensa erosión de las palas de la turbina. La contaminación de las superficies internas de los intercambiadores de calor está aumentando. Un menor nivel de impurezas reduce la velocidad de estos procesos, y el vapor generado tiene un mayor grado de pureza.
La reducción de la frecuencia de regeneración del intercambio iónico para los sistemas de tratamiento de agua de calderas se puede resolver mediante ósmosis inversa. El costo de los productos químicos al mismo tiempo se reduce significativamente.
Un sistema complejo de tratamiento de agua, que incluye tanto ósmosis inversa como intercambio de iones, suele ser más económico. Sin embargo, el uso de ósmosis inversa requiere cambios significativos en las operaciones de tratamiento de agua, lo que generalmente aumenta el costo del tratamiento de agua.
Los depósitos de silicato y coloidales reducen la eficiencia de la caldera, así como el fallo prematuro de las turbinas( Para plantas generadoras de electricidad). La filtración ultrafina puede eliminar más del 99% de la sílice coloidal, así como el hierro y el aluminio precipitados. La reducción del contenido de sólidos, los sólidos suspendidos y el carbono orgánico total también aumentan la eficiencia de las turbinas y calderas. Sin embargo, a escala industrial, el uso de tecnologías de membrana convencionales enfrenta serios problemas de ensuciamiento de la membrana.
Resolviendo el problema de aumentar la eficiencia de los sistemas de tratamiento de agua.
Con un rendimiento óptimo, la filtración de alta calidad de los flujos de agua que alimentan las calderas y las unidades de la caldera les permite cumplir con los estrictos requisitos de operación y alcanzar los valores especificados del coeficiente de eficiencia de trabajo.
El tratamiento del agua de alimentación de la caldera es necesario para evitar la contaminación excesiva del equipo de proceso del intercambiador de calor y la erosión de las palas de la turbina. Los avances tecnológicos en los sistemas de filtración de membrana crean la capacidad de hacer frente a importantes flujos de agua de alimentación para proporcionar características de sistema de tratamiento de agua más estrictas para calderas industriales y centrales de vapor.
Entre las variantes más exitosas de tales sistemas se encuentra el tratamiento con el llamado cambio de vibración mejorado. Le permite filtrar los flujos de aguas residuales, así como el agua ordinaria destinada a las calderas, eliminando los problemas de contaminación que son inevitables cuando se utilizan tecnologías de membrana convencionales. Cuando el tratamiento de agua con cambio de vibración mejorado:
- Disminuye el nivel de concentraciones límite de carbonatos.
- Reducción de la rigidez y el indicador de color.
- El contenido de sílice en el agua que proviene del suministro de agua industrial, así como de los pozos artesianos.
La esencia de dicho sistema de tratamiento de agua es la filtración ultrafina (también se usa el término «nanofiltración») de los módulos de membrana involucrados para el tratamiento de agua. Esto crea una corriente de permeado, el agua que pasa a través de la capa de membrana. Esta corriente ya cumple con los criterios para el suministro de agua destinada a calderas de alimentación y calderas en relación con las concentraciones de sólidos en suspensión y disueltos, sílice y dureza. Después del tratamiento final con resinas de intercambio iónico, el permeado transparente puede reutilizarse como medio de trabajo, lo que aumenta la eficiencia del tratamiento del agua.
La filtración por ósmosis inversa se puede usar si se requiere la disolución completa del sólido disuelto. En algunos casos, para este propósito, se utilizan membranas espirales especiales en la etapa de purificación final.
Como resultado de la implementación de esta tecnología de tratamiento de agua, las resinas de intercambio iónico se usan predominantemente. Dicho proceso elimina los requisitos para las etapas preliminares del tratamiento del agua, reduce el número de regentes químicos aplicados y elimina la implementación de medidas bastante intensivas en mano de obra para eliminar los regenerantes gastados.
Métodos modernos de purificación de agua en los circuitos de trabajo de calderas y plantas de calderas.
Actualmente, se utilizan varias tecnologías para los sistemas de tratamiento de agua de calderas y calderas. Los criterios de selección son la complejidad y confiabilidad de los sistemas de limpieza química, la composición de los aditivos / clarificadores, la dirección de los flujos de filtración, el uso de las membranas espirales mencionadas anteriormente.
Sin embargo, los estudios muestran que se observa la mayor eficiencia del tratamiento del agua cuando se utiliza la tecnología de cambio de vibración. Los sistemas de membrana que utilizan este proceso para calderas, calderas y sistemas de tratamiento de agua de plantas de energía, así como para las industrias médicas y alimentarias que utilizan solo agua purificada, pueden evitar con éxito problemas graves causados por la contaminación de la membrana.
Considere la tecnología de la vibración del tratamiento de agua en el ejemplo del ciclo del agua de la planta de energía. El agua que ingresa a la planta de energía se puede suministrar desde un pozo en aguas subterráneas (acuíferos), aguas superficiales o a través de las tuberías de agua de la ciudad. Dicha agua debe tratarse para cumplir con los criterios para el funcionamiento normal de la caldera o la sala de calderas. Como parte de este tratamiento, será necesario eliminar el condensado acumulado, así como desactivar y limpiar las aguas residuales generadas en los depuradores de gases de combustión. Para las salas de calderas esto es un problema grave. Cuando se trata el agua, dependiendo de los requisitos se pueden aplicar una serie de procesos:
- Tratamiento químico / ablandamiento de la cal en la unidad de caldera.
- Doble filtrado.
- Adsorción de partículas de carbono.
- El uso de la ósmosis inversa.
- Limpieza final con resinas de intercambio iónico.
El producto final de estas operaciones es el desperdicio, incluido el carbón gastado y la regeneración de productos químicos a partir de resinas de intercambio iónico.
Cuando se trata el agua con el uso de la tecnología de cizallamiento por vibración, se utilizan dos procesos independientes: el tratamiento del agua de entrada para la caldera y la eliminación de los desagües previamente tratados. Normalmente, los sistemas de tratamiento de agua utilizan un proceso de varios pasos para reducir la rigidez del agua entrante. Incluye tratamiento químico y / o intercambio iónico. Estos procesos de varias etapas se pueden reemplazar por una unidad de filtrado con un cambio de vibración mejorado que puede realizar un tratamiento de agua en un solo paso.
En este caso, todas las operaciones enumeradas se combinan. El dispositivo está equipado con un conjunto de membranas no porosas, que producen una separación y eliminación diferenciada de partículas de diferentes materiales y con diferentes tamaños de fracciones. La calidad del agua resultante para la sala de calderas es la misma que para la filtración de múltiples etapas y el tratamiento químico.
Tratamiento de agua por Químicos.
El agua se bombea a un tanque de compensación, donde se agrega químico para ajustar el pH. También se pueden agregar otros productos químicos, como polímeros, según sea necesario: esto mejora la coagulación. El agua que sale del tanque de compensación alimenta luego al segundo tanque, donde se asienta y se alimenta directamente a la caldera o a la sala de calderas.
El sistema de tratamiento de agua para calderas, basado en el uso de procesos de limpieza por químicos, mejora la calidad del agua requerida para la operación de plantas de calderas y calderas de plantas de energía. La limpieza de alta calidad se lleva a cabo en una sola etapa y, como resultado, también se completa la regeneración del agua para uso secundario, según lo previsto.
La razón para usar este sistema para condiciones específicas de uso se determina analizando los costos y beneficios del sistema, que incluyen:
Reducir la rigidez, indicadores bacteriológicos del agua que llega a las calderas o unidades de calderas.
Mejorar la calidad del agua, lo que tiene un efecto positivo en la eficiencia de las unidades que utilizan agua.
Reducir las necesidades de calderas en agua dulce / primaria y el costo de su tratamiento preliminar.
El agua tratada contiene una cantidad suficiente de calor que puede usarse en procesos adyacentes o auxiliares.
Eliminación del crecimiento bacteriano y olor peculiar de las aguas residuales.