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Foro de Tratamiento de aguas



Tratamiento de agua de calderas de alta presión - HRSG

Mario
Ingeniería química universidad naciona...
Escrito por Mario Hhhhh
el 18/02/2010

Este debate es para contactarme con personas que se dediquen al tratamiento de calderas de alta presión, en lo posible HRSG.
Quisiera intercambiar experiencias, con diversos tratamientos, fallas y causas (químicas, mecanicas, etc.).
Quienes operan calderas en Centrales Térmicas (es mi caso), Papeleras, Ingenios azucareros, etc.

Atte.

Mario.

Mario Hhhhh
Ingeniería química universidad naciona...
Escrito por Mario Hhhhh
el 25/02/2010

Voy a subir un documento sobre FAC, publicado en 1998 en CORROSION - NACE.

Mario Hhhhh
Ingeniería química universidad naciona...
Escrito por Mario Hhhhh
el 25/02/2010

Subo el documento que tiene el fundamento acerca del Tratamiento Fosfato en Equilibrio, EPT.
Esto es para haber si hay alguien que este en el tema, para intercambiar experiencias de en cuanto al tratamiento de calderas de alta presión.

Salvador Escobedo
Ingenieria industrial y de sistemas ic...
Escrito por Salvador Escobedo
el 20/01/2011

Hola buen dia,

actualmente trabajo en un planta de cogeneracion e investigando sobre el tratamiento quimico de las HRSG di con este foro.

tengo una duda con respecto a los ciclos de concentracion maximos que se deben de tener de silice, en recuperadores como estos; el recuperador que trabajamos es de 400KLBS a 900PSIG.

espero me puedan compartir experiencias sobre este tema.

saludos

Salvador Escobedo
Ingenieria industrial y de sistemas ic...
Escrito por Salvador Escobedo
el 20/01/2011

Hola buen dia,

actualmente trabajo en un planta de cogeneracion e investigando sobre el tratamiento quimico de las HRSG di con este foro.

tengo una duda con respecto a los ciclos de concentracion maximos que se deben de tener de silice, en recuperadores como estos; el recuperador que trabajamos es de 400KLBS a 900PSIG.

espero me puedan compartir experiencias sobre este tema.

saludos

Mario Hhhhh
Ingeniería química universidad naciona...
Escrito por Mario Hhhhh
el 21/01/2011

BUEN DÍA SALVADOR, ANTES QUE NADA QUISIERA HACERTE UNAS CONSULTAS:

1) Tienes una HRSG o sea caldera de recuperación?
Esto quiere decir que tienes una TG y los gases calientes de salida ingresan a tu caldera?

2) Tienes quemadores adicionales?

3) Como es tu caldera, HORIZONTAL(convección natural) o VERTICAL (circulación forzada)?

4) Tienes condensador de superficie o sea turninas de vapor de condensación total (ya que en tu caso es cogeneración)?. De ser así, que metalurgía tienes?

5) De cuantas presiones es tu turbina y tu/tus caldera/s?

6) Que productos químicos dosificas?.

7) Que tratamientos utilizas en caldera (domos-evaporadores) y vapor-condensado)?. O sea cual es el rango de pH y fosfato en domos, rangos de pH en vapores y condensado, y residual de secuestrante de oxígeno y oxígeno en la alimentación de caldera (entrada economizador).


AHORA LAS RESPUESTAS A TUS PREGUNTAS:

1) Ciclos de concentracion maximos que se deben de tener de silice:

NO HAY CICLOS DE CONCENTRACIÓN MÁXIMOS PARA NINGUNA ESPECIE EN CALDERAS, LO QUE EXISTE SON LÍMITES MAXIMOS DE LOS PARÁMETROS O ESPECIES QUÍMICAS, LOS CUALES DEPENDEN DE TU PRESIÓN.
POR OTRO LADO, HAY ESPECIFICACIONES EN CUANTO A CALIDAD DE AGUA DE REPOSICIÓN Y AIMENTACIÓN A CALDERA SOBRE TODO SI VAS A GENERAR ENERGÍA ELECTRICA POR LA ATEMPERACIÓN.
LAS IMPUREZAS INGRESAN CON LA REPOSICIÓN O POR CONTAMINACIÓN (GENERALMENTE A TRAVES DEL CONDENSADOR DE SUPERFICIE).
SI TRABAJAS CON COGENERACIÓN GENERALMENTE SE RECUPERAN CONDENSADOS DEL PROCESO QUE RETORNAN MAS CONTAMINADOS (materia orgánica ademas de la inorgánica).
PARA TU CALDERA (HRSG - 900 psig), EL LÍMITE DE SILICE EN DOMOS ES DE 3 PPM, O SEA DEPENDIENDO DE LA CANTIDAD DE SILICE EN LA ALIMENTACIÓN VAS A CALCULAR LOS CICLOS DE CONCENTRACIÓN.
PARA UNA TURBINA HAY UN VALOR DE SÍLICE EN VAPOR DE 20 PPB.

2) DEBES EXPLICITAR BIEN LAS UNIDADES!
ESTIMO QUE 400KLBS ES CAUDAL, PERO NO ES KLB/SEG (sería mucho caudal), SINO KLB/H. O SEA QUE LA "S" SE REFIERE AL PLURAL DE KLb Y NO A "TIEMPO EN SEGUNDOS".

Espero a que te haya aclarado la respuesta respecto a la sílice y espero que me comentes como es tu sistema.

Saludos.

Mario.

Salvador Escobedo
Ingenieria industrial y de sistemas ic...
Escrito por Salvador Escobedo
el 22/01/2011

Hola buen día,


Antes que nada muchísimas gracias por el aporte, y atendiendo a las cuestiones, le comento lo siguiente:

Si es una planta de cogeneración, la cual está compuesta por una turbina Siemens de 120 MW (W501D5A), y acoplada al escape del TG se tiene un recuperador tipo HRSG (CERREY) de circulación natural.

Este recuperador está equipado con quemadores de fuego adicional, pero tiene la opción de no operarlos. La generación de vapor sin quemadores es de 400 KLb/Hr y no es necesario atemperar, con los quemadores de fuego adicional la generación se incrementa hasta 800 KLb/Hr y ya es necesario el uso de atemperación ya que en cualquiera de los dos modos la temperatura ideal es de 430°C.

El vapor generado no es de consumo propio, por lo cual nosotros no realizamos la recuperación de este, dicha operación la efectúa el usuario.

El dato de las presiones del HRSG son:

· En el sistema de baja presión (deareador y evaporador) es de 3. 0 kg/cm2

· En el domo de alta y sobre calentadores es de 66 Kg/cm2

· El vapor de salida tiene una presión de 63. 3 Kg/cm2, 430°C

El tratamiento químico utilizado en el HRSG es el siguiente:

· DEHA: se inyecta en domo de deareador ( NALCO CONQUOR-3475 eliminador de oxigeno)

· Fosfato: se inyecta en el trayecto de evaporador de baja a domo de alta.( NALCO BT-3000 , para protección de domo y fluxería)

· Amina: se inyecta en el condensado que se alimenta al domo de alta.( NALCO-356 para mantener un buen valor de Ph en el cambio de fase de vapor a liquido)

Los rangos utilizados son los siguientes:

· Alimentación : Conductividad (<13µs), Ph (8-10), Sílice (<0. 1ppm), DEHA (100-150 ppb), Fierro (<0. 1ppm), Dureza (ppm c/CaCO3), Oxigeno disuelto (<0. 007ppm)

· HRSG: Alcalinidad 4(2F-M) ( rango -2. 0 - 6. 0ppm); Conductividad (<200µs), Ph (9. 5-10), Sílice (<4. 0ppm), Fierro (<1. 0ppm), Fosfatos (6. 0-10 ppm)

· Vapor: Conductividad (<8µs), Ph ( > 8), Sílice (<0. 03ppm).

Los limites en la recepción del condensado enviado de retorno por el usuario son: Conductividad (<12µs), Ph ( 7-10 ), Sílice (<0. 1ppm), DEHA (0. 0ppb), Fosfato (0. 0ppm), Dureza (0. 0ppm), Fierro (<0. 1ppm), y una temperatura ambiente que en promedio se mantiene en 35°C.

Sobre el tema del retorno de condensados hemos tenido detalles ya ellos mezclan el condensado de vapor con condensado de proceso, así como condensados de purgas de calderas, fue por eso que se empezó a monitorear Fosfato en la llegada, ya que nos ocasiona un control muy inestable en HRSG

Agradecería me comentara que opina de los rangos que estamos manejando en el recuperador HRSG, así como también en el retorno de condensados.

Actualmente tenemos detalles para tener una estabilidad en las variables del tratamiento químico completo.

Saludos.

Salvador.


Mario Hhhhh
Ingeniería química universidad naciona...
Escrito por Mario Hhhhh
el 24/01/2011

Primero, veo que ustedes no generan energía electrica con una turbina de vapor (TV), sino con una TG y aprovechan los gases de calientes de escape para producir vapor para un cliente.
Ese cliente te debe exigir una calidad de vapor, de acuerdo al uso que le dé, asique supongo que los límites de vapor es una exigencia del cliente y hay un contrato de por medio.
El límite de sílice admisible en tu domo puede ser un poco mayor que el exigido para alimentación a una turbina de vapor (valor límite 20 ppb). Por lo que esta bien 4 ppm.

Respecto a la alimentación de DEHA y Amina debería hacerlo en el retorno de agua luego del punto de toma de muestra del agua que retorna (para no alterar la muestra), ya que según lo que entiendo producen el vapor que comercializan de una sóla presión. Pero como tienes desaereador, tu caldera debe tener un domo de LLP, que produce vapor para este equipo a 3 Kg/cm2.
Por esta razón, seguramente precalientas el agua que ingresa al desaereador por lo que tu caldera debería tener un precalentador para elevar la temperatura del condensado de 35 °C a más o menos 100-105 °C. El desaeredor opera normalmente de 0,7 a 0,9 kg/cm2.
Por lo tanto, para proteger el precalentador debes dosificar tanto la amina como la DEHA antes del PRECALENTADOR y no en el tanque de agua desaeredada como lo haces con la DEHA.

Por otro lado, el rango de secuestrante de oxígeno es muy alto (son los valores utilizados en el ´80) y en calderas de recuperación (HRSG) el riesgo de FAC es mayor que en calderas convencionales.
Para minimizar el FAC en precalentador y ecomonizador (flujo monofásico) el pH del agua de alimentación debería estar por encima de 9,2 y el residual de DEHA debería ser mucho menor.
Cerrey fabrica las HRSG bajo licencia Nooter Ericksen, el cual recomienda un residual de hidracina (~DEHA) por debajo de 20 ppb para minimizar el FAC, quiza para tu caso pueda ser un poco mayor, pero no mucho más, por ejemplo 30 ppb.
Nooter Ericksen recomienda un residual de oxígeno en agua de alimentación menor a 7 ppb pero mayor a 2 ppb.
Lo que deberías es monitorear el oxigeno e ir reduciendo el residual de secuestrante, comenzando desde un valor de 50 ppb de DEHA y ver como se comporta el oxígeno.
Para minimizar el FAC en evaporadores, principalmente LP y LLP, las recomendaciones actuales es aumentar la dosis de alcalinizantes no volátiles (PO4Na3 y NaOH). En tu domo de LLP que opera a 3 Kg/cm2, deberias tener un pH mínimo de 10 y un residual de fosfato de 5 a 15 ppm de fosfato.

Respecto a tu afirmación:
"Amina: se inyecta en el condensado que se alimenta al domo de alta.( NALCO-356 para mantener un buen valor de pH en el cambio de fase de vapor a liquido)"
¿No se entiende bien que queres decir con esto?

La recomendación respecto a la inyección sigue siendo la misma, inyectar al condensado antes del desaereador (no se si lo haces así) y esto sólo sirve para elevar el pH de alimentación y vapores para minimizar la corrosión.

La diferencia de calidad de agua de alimentación y vapores, se debe a que justamente el retorno es un condensado contaminado, si fuera retorno de una turbina de vapor la calidad sería casi la misma que la de la alimentación. La alimentación siempre debe tener el menor residual de sólidos disueltos posible sobre todo si atemperas.
Debes tener cuidado con el TOC de tu agua de alimentación.

¿Que porcentaje repones de agua al ciclo?.

Respecto a tu residual de fosfato en tu domo de HP, deberías ver si tenes hideout para ver si tu residual de fosfato es correcto, sobre todo en las distintas condiciones operativas.

Vinculando el residual de fosfato con el pH, veo que operas con una realción Na/PO4 ~ 2,8. Yo trabajo con una relación mayor pero debes consultar a los especialistas ( mi especialidad no es la cogeneración), para tu caso particular. Lo que debes entender es que la relación ~2,8 es la que tu manejas y saber que significa es lo importante. Siempre el residual de fosfato mínimo debe ir de la mano del pH mínimo. Idem para los limites máximos.

Respecto a la alcalinidad en un domo al alta presión, ¿No se que norma te lo especifica hoy en día?. Generalmente se monitorea pH y residual de fosfato, conductividad, silice, hierro, cloruros, sulfato y puede ser cobre si lo amerita. Esto quiere decir, que me parece que lo estas midiendo sin necesidad, ya que si mantienes los parámetros ajustados (parametros de agua de alimentación, y pH y fosfato en los domos), la alcalinidad va a estar asociada.

Angel Chacha Bravo
Agroindustrias 4to universidad tecnolo...
Escrito por Angel Chacha Bravo
el 24/01/2011

Hola Mario mi nombre es Angel soy de Ecuador, estoy comenzando a trabajar en una planta de cogeneracion, con una caldera Mackenzie de 15. 000 Kg / Hora (Malasia) Y UNA TURBINA SHINKO de 800 Kw. La consulta es si me colaboras con las indicaciones de como recuperar el vapor de salida de la TURBINA, la presion de ingreso a la turbina es de 20 Bares (MAIN STEAM) y la salida es de 3. 2 Bares (EXHAUST) este vapor de salida es el que necesitamos recuperar para reutilizarlo, como te dije al inicio recien estamos comenzando en este proceso


Gracias de antemano saludos.

Mario Hhhhh
Ingeniería química universidad naciona...
Escrito por Mario Hhhhh
el 24/01/2011

Angel, esa es la tipica cogeneración, con caldera, turbina de vapor que no es condensación total.
El vapor se utiliza en proceso a la presión de salida de la cola de la turbina, tipicamente 150 psig.
O sea genero vapor, para generar electricidad en una TV y el vapor que sale con presión de la cola de la TV se utiliza en proceso.

Ahora no entiendo, porque usan cogeneración si no saben que uso darle al vapor.
Se diseña esa configuración para usar el vapor en algún proceso.
¿Cual es el objetivo de haberlo hecho de esa manera al diseño?

Si la idea es generar solo energía electrica, se usan turbinas con ciclos de condensación total, donde en la cola de la turbina tengo vacio debido a la condensación en un condensador de superficie (refrigerante:agua de enfriamiento) o en un aerocondensador (refrigerante: aire).

De esa manera, la eficiencia de la TV es mayor.

La presión nominal de diseño de un condensador de superficie es de 75 mbara (la "a" es de absolutos).
Generalmente podes operar hasta 55 mbara, vas a tener alarmas a presiones mayores a 125 mbara y trip o disparo 150 mbara más o menos. Estos valores estan en SI.

EN UNA PALABRA O USAS EL VAPOR EN UN PROCESO (ACCIONAMIENTO DE UN EQUIPO, EVAPORADORES, CONCENTRADORES, CRISTALZADORES, CALENTAMIENTO, ETC) O LO ADAPTAS PARA OPERAR COMO UNA TURBINA DE CONDENSACIÓN TOTAL.
COMO USO DE PROCESO PUEDE SER TAMBIÉN EL PRECALENTAMIENTO DE LA ALIMENTACIÓN DE AGUA DE CALDERA.

Saludos.

Mario.


Angel Chacha Bravo
Agroindustrias 4to universidad tecnolo...
Escrito por Angel Chacha Bravo
el 24/01/2011

De acuerdo Mario de pronto fui muy corto con mi explicación, parte de el vapor que sale de la turbina (3. 2 Bares ) lo utilizamos en una planta extractora de aceite de palma 250 Kg / Hora, en calentamiento de tanques de almacenamiento 117. 48 Kg / Hora, también calentamos el agua de ingreso a la caldera, pero aun así seguimos botando el vapor que sobra. Este sobrante es lo que necesitamos recuperar. (vapor sobrecalentado)

Mario Hhhhh
Ingeniería química universidad naciona...
Escrito por Mario Hhhhh
el 24/01/2011

Angel, quiza la solución este en generar menos vapor, de paso ahorras combustible en tu caldera...
Eso ya es un tema más operativo.
Tenes que consultar a quienes diseñaron tu sistema para ver la flexibilidad operativa que tienes (minimo técnico) tanto de la caldera como de la turbina.
Pero creo que generando menos vapor es por donde lo tienen que encarar.

Poli Batista Teran
Ingeniería química universidad del atl...
Escrito por Poli Batista Teran
el 25/01/2011

Subalo que lo necesito

Mario Hhhhh
Ingeniería química universidad naciona...
Escrito por Mario Hhhhh
el 26/01/2011

Poli si se refiere a los documentos estan disponibles desde febrero de 2010, en la sección "documentos".
Se llama " Enhanced Phosphate Treatment for Drum - Recirculating Boilers ".

Poli Batista Teran
Ingeniería química universidad del atl...
Escrito por Poli Batista Teran
el 26/01/2011

Trabajo con cinco calderas HRSG, en estos momentos estamos extrenando tratamiento de NALCO con BT 3000, pero no da la relacion de 3, esta en 2,8. Le adicionamos soda para subirla, es probable que cambiemos a BT 4000. Quien tiene comentario?

Mario Hhhhh
Ingeniería química universidad naciona...
Escrito por Mario Hhhhh
el 26/01/2011

Por lo que veo, el formulado contiene hidroxido de sodio y tripolifosfasto de sodio.
Este formulado contiene la mitad de tripolifosfasto que empresas de la competencia. BT-3000 contiene 1-5%, formulados de la competencia 5 a 10%. Esto lo debes tener en cuenta a la hora de comparar.
El nombre BT-3000 debe ser para mantener la relación Na/PO4 en 3. Es una inferencia! , confirmame si es así.

Puede estar pasando tres cosas:

1) Alguna determinación no es correcta (pH u ortofosfato),
2) tenes "ácido" en la caldera y lo esta neutralizando lentamente, por ejemplo si estabas utilizando un tratamiento congruente, y/o que generes ácidos orgánicos por elevado residual de secuestrante de oxigeno.
3) Que la mezcla no este en proporción para obtener la relación 3.

Hay que considerar que se consumen dos OH por cada molécula de tripolifosfato cuando este se hidroliza. No es lo mismo que el fosfato trisódico que libera un oxidrilo (OH) en la hidrólisis.

Compra una bolsa de 25 Kg de fosfato trisódico el más puro en cuanto a contenido de cloruros, que no debe ser muy costosa, y proba con dosificar solo fosfato trisódico para sacrte la duda. No significa que dejes de lado a Nalco, es más tenes que exigirle a ellos que te asesoren y te den una solución.

¿El nombre BT-4000 debe ser para mantener la relación Na/PO4 en 4?

Con fosfato trisódico y soda caustica podes llevar adelante el programa. Aunque también con los productos de Nalco mezclados si son validas mis suposiciones respecto a los productos BT-3000 y BT-4000.

Esto es una parte del tratamiento, despues sería interesante que especificaras los residuales de fosfato que mantenes en tus calderas, rangos de pH, presión de tus calderas.
Que tipo de calderas son (verticales u horizontales)?
Que tratamiento volatil llevas adelante (productos y parámetros)?.
Que aplicación tiene el vapor?
Que mediciones on-line realizas?
Calidad del vapor?

Saludos.

Mario.

Escrito por Juan Ramón Martinez Reyes
el 17/02/2011

"Salvador Escobedo escribió:

Hola buen dia,

actualmente trabajo en un planta de cogeneracion e investigando sobre el tratamiento quimico de las HRSG di con este foro.

tengo una duda con respecto a los ciclos de concentracion maximos que se deben de tener de silice, en recuperadores como estos; el recuperador que trabajamos es de 400KLBS a 900PSIG.

espero me puedan compartir experiencias sobre este tema.

saludos

"



Escrito por Juan Ramón Martinez Reyes
el 17/02/2011

Hola Doctor:

ya estoy integrado a los debates de HRSG´s sumamente interesantes.



Jose Luis Dominguez Madero
Tamaulipas, México
Escrito por Jose Luis Dominguez Madero
el 06/04/2011

Saludos Juan Ri

Javier Durán
Ecuador, Ecuador
Escrito por Javier Durán
el 29/04/2011