Las partes anteriores describieron los criterios de monitoreo para proteger los sistemas de condensado del generador de vapor/agua de alimentación y calderas contra la corrosión y las deposiciones. El monitoreo de la química del vapor es igualmente importante, en especial en las plantas de energía e instalaciones de cogeneración donde el vapor impulsa turbinas.
Parámetros de monitoreo primario
La deposición de contaminantes en las aspas de la turbina puede provocar corrosión y posibles fallas en las aspas, lo que representa una situación potencialmente catastrófica con la turbina girando a varias miles de rpm.
Los parámetros de monitoreo primario incluyen los siguientes:
- Sodio: ≤2 partes por mil millones (ppb)
- Conductividad después del intercambio catiónico (CACE): ≤0,2 μS/cm
- Sílice: ≤10 ppb
El sodio proporciona una indicación directa de sal o remanente de hidróxido de sodio con el vapor. La transferencia de hidróxido de sodio (cáustico) es una impureza especialmente dañina, ya que puede inducir rápidamente agrietamiento por corrosión por estrés (stress corrosion cracking, SCC) en los componentes de la turbina. Otras sales, especialmente el cloruro de sodio, se asentarán en las últimas filas de la turbina de baja presión (LP), donde pueden causar picaduras y subsecuentes agrietamiento por corrosión por estrés y fatiga por corrosión (corrosion fatigue, CF) de las aspas y rotores de la turbina. Las picaduras se inician durante el apagado de la unidad, en especial si ingresa aire húmedo ambiental al condensador y humedece los depósitos.
La CACE proporciona una medición sustituta de las concentraciones de cloruro y sulfato, y el límite de ≤0,2 µS/cm ha sido una pauta desde hace mucho tiempo para los fabricantes de turbinas. Sin embargo, se sospecha de la precisión de la CACE, ya que el vapor podría contener niveles de cloruro y sulfato más altos que los límites típicos de 2 ppb, incluso cuando CACE permanece por debajo del parámetro de 0,2 µS/cm. Algunos instrumentos pueden analizar ambas impurezas en el pozo en una concentración por debajo de 1 ppb.
El silicio se precipitará en las aspas de la turbina. Aunque el compuesto no es corrosivo, los depósitos pueden influir en la aerodinámica de la turbina y reducir la eficiencia, por ende, el límite recomendado anteriormente.
Puntos comunes de muestreo de vapor
Hay varios puntos de muestreo de vapor comunes en las unidades generadoras de energía. Estos incluyen muestras saturadas, principales y de vapor recalentado.
La muestra de vapor saturada ofrece análisis de impurezas que provienen directamente del tambor de la caldera y puede servir como medida de resolución de problemas para detectar transferencia mecánica. La transferencia mecánica puede ser provocada por daño o fallas en un dispositivo de separación de vapor en el tambor.
Los daños o el desgaste de los dispositivos de separación permiten que la humedad excesiva que contiene impurezas de agua de la caldera ingrese al vapor.
Otros factores que pueden influir en la transferencia mecánica incluyen tasas de disparo rápidas o cambios frecuentes de carga que generan picos en el nivel de agua de tambor, tamaño incorrecto del tambor y contaminación del agua de caldera que puede generar espuma.
Se requieren procedimientos especiales para recolectar vapor saturado a fin de garantizar la integridad de la muestra. Esto incluye la instalación de una boquilla de muestreo isocinética. Los grandes fabricantes de panel de muestra pueden proporcionar información sobre los métodos correctos para garantizar la integridad de todas las muestras del sistema de vapor.
Los análisis del vapor principal y recalentado ofrecen datos directos sobre las impurezas que ingresan a la turbina. Por supuesto, el ingreso de impurezas puede provenir de la transferencia mecánica del tambor, pero las impurezas también pueden provenir del agua de atemperación contaminada de vapor. Esta contaminación también debería aparecer en las muestras de agua de alimentación y, por lo tanto, ser detectable en ese punto. La detección y corrección de cualquier mecanismo que contamina el agua de alimentación es de gran importancia, tanto para proteger el agua de la caldera como para eliminar la introducción directa de impurezas en el vapor.
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Por supuesto, todos los sistemas son diferentes y se necesita diligencia debida para determinar la viabilidad de los métodos que se utilizarán. Siempre consulte los manuales y guías de sus equipos y busque asesoramiento de un profesional de tratamiento de agua.
