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Se realiza un informe acerca de los problemas mas comunes que se pueden suscitar en el interior de las calderas usadas en la industria.
Tipo: Monografías, Ensayos
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Universidad del Perú, Decana de América FACULTAD DE QUÍMICA E INGENIERÍA QUÍMICA E. A. P. Ingeniería Química TAREA N° Curso: Tratamiento de Aguas Industriales Docente: Oscar Alberto Cornejo Sánchez Grupo: 1 Integrantes: Andrade Asto Raúl Armando Calero Espinoza Luis Ángel Caparachin Gonzales Jhonatan Daniel Castillo Landeo Sofia Isabel Lima 3 de enero del 2022
● Describir los problemas básicos planteados en el interior de una caldera de vapor ● Estudiar las causas de estos problemas. ● Mencionar las soluciones a cada problema planteado. INTRODUCCIÓN La producción de vapor a través de una caldera es uno de los métodos más utilizados para generación de energía térmica, ya que el vapor permite entregar calor y energía simultáneamente hacia un proceso, el mismo se genera a partir de agua y no se degrada con el uso o la temperatura. Por ello, resulta indispensable conocer las diferentes dificultades que se pueden presentar en la operación de las calderas con la finalidad de utilizarlas eficientemente debido al incremento en el costo económico de los combustibles, así como contribuir con los esfuerzos de reducción de emisiones contaminantes y adicionalmente poder satisfacer los requerimientos de la industria para la optimización de sus procesos. PROBLEMAS PLANTEADOS EN EL INTERIOR DE UNA CALDERA DE VAPOR En el interior de una caldera surgen problemas principalmente debido a las deficiencias en el tratamiento fisicoquímico del agua, así como un inadecuado control sobre las purgas. Las principales causas que provocan una deficiente transferencia de energía y una reducción en la eficiencia térmica se deben a los fenómenos de incrustación, corrosión, arrastres y depósitos sólidos de los cuales explicaremos a continuación. INCRUSTACIÓN La incrustación según Kohan (2000) se define como “Un depósito adherente sobre la superficie de transferencia térmica en el lado de agua de las calderas producida por impurezas sedimentadas cocidas sobre la superficie de calefacción” Figura 1. Tipos de Incrustaciones Obtenido de Manual de Calderas por Kohan, A. (2000), p.541. La formación de incrustación a menudo aumenta con la tasa de evaporación. Así, los depósitos de incrustación a menudo serán mayores donde la temperatura de los gases sea más
mecanismos de arrastre químico, las tendencias de formación de espuma se incrementan con el aumento de la alcalinidad y el contenido de sólidos, burbujas de espuma estables contienen sólidos de caldera y son llevados hacia delante con el vapor lo que da lugar a el arrastre.” Figura 2. Contaminación producida por arrastre dentro de las calderas Obtenido de El arrastre de la caldera - causa, efecto y prevención por Zaffalon, A. (2019) Teniendo en cuenta lo mencionado anteriormente podemos deducir que los efectos de este tipo de problema dentro de la caldera van desde la formación de depósitos de antirretorno hasta la contaminación de válvulas de control, todo esto propiciado por el arrastre que afecta la alcalinidad del producto. Además de esto Zaffalon explica que “Las turbinas de vapor son potencialmente propensas a sufrir daños por el arrastre en forma de depósitos en sus álabes ya que se crea un desequilibrio reduciendo la eficiencia y capacidad. Las partículas sólidas en el vapor pueden conducir a la erosión y la corrosión en ambas turbinas y otros equipos.” Como sistemas de prevención a este tipo de problema, se deben incluir sistemas de separación de vapor mecánicas, estos mejoraran la pureza y por lo general son instalados en el tambor de vapor de las calderas de tubos de agua. Zaffalon precisa que “El control de la química del agua de la caldera es esencial para minimizar el arrastre y permitir la separación mecánica para trabajar eficazmente. Los parámetros que deben ser controlados son: Sólidos disueltos totales, alcalinidad, sílice y contaminación orgánica. Además, siempre que el arrastre está siendo causado por concentraciones excesivas de agua de la caldera un aumento de la tasa de purga de la caldera es normalmente la solución más simple y más conveniente. Si el arrastre se sigue produciendo y el aumento de purga es antieconómico entonces la adición de agentes antiespumantes puede reducir económicamente el arrastre.” CORROSIÓN Según LENNTECH (2021) indica que La corrosión es la reversión de un metal a su forma mineral. El hierro, por ejemplo, se revierte a óxido de hierro como resultado de la corrosión. La corrosión es un problema relevante causado por agua en calderas. Mientras la corrosión básica en calderas puede darse primariamente debido a la reacción del metal con oxígeno, otros factores tales como estrés, condiciones ácidas y corrosión química específica pueden tener una influencia importante y producir diferentes formas de ataque. La corrosión en la caldera, propiamente dicha, generalmente ocurre cuando la alcalinidad del agua de
caldera es baja o cuando el metal es expuesto a agua que contiene oxígeno, ya sea durante la operación o periodos inactivos. a) Corrosión cáustica b) Corrosión ácida Según Villarreal (2020) señala que La corrosión es un proceso por el cual el metal en contacto con su medio ambiente tiende a cambiar desde forma pura de metal a otra más estable. El hierro, por ejemplo, es gradualmente disuelto por el agua y oxidado por el oxígeno que lleva en su seno, formándose productos de oxidación a base de óxidos de hierro. Este proceso ocurre rápidamente en los equipos de transferencia de calor, como son las calderas, ya que, en presencia de altas temperaturas, gases corrosivos y sólidos disueltos en el agua se estimulan los procesos de corrosión. De los diversos tipos de corrosión se consideran fundamentales los siguientes: a) Corrosión general b) Corrosión por oxígeno o pitting c) Corrosión cáustica d) Corrosión por anhídrido carbónico SOLUCIONES Según QUIMSA (2020) “Evitar la corrosión en calderas de vapor hará alargar la vida útil de la propia caldera, de ahí la importancia de ciertos productos inhibidores de la corrosión y de incrustaciones.” Según QUIMSA (2020) “Boil 2006, posee inhibidores de corrosión que forman una película delgada sobre los metales, así como agentes que reaccionan con el oxígeno disuelto en el agua y con el anhídrido carbónico que se genera en la línea de vapor.” Según Villarreal (2020) ● Tratamiento interno del agua de caldera. ● Control de las purgas para eliminar precipitados e iones en la caldera. ● Tratar el agua de aportación para eliminar aquellos elementos químicos del agua que son perjudiciales. DEPÓSITOS El agua contenida en la caldera posee sólidos suspendidos, los cuales provienen de los aditivos empleados o del agua de alimentación y procesos de eliminación de las incrustaciones los cuales se decantan en forma de lodo en el fondo de la caldera. De la misma manera que ocurre en las incrustaciones, es muy baja la conductividad térmica de los compuestos precipitados, lo que puede ocasionar fallos de metal por sobrecalentamiento debido a que no se refrigeró de manera adecuada.
