¿Por qué hay que eliminar los gases del agua de alimentación de caldera?

El oxígeno es la principal causa de corrosión en los tanques de condensado caliente, líneas de alimentación, bombas de agua de alimentación y calderas. Si también existe dióxido de carbono, entonces el pH será bajo, el agua tenderá a ser ácida, y aumentará la cantidad de corrosión.

Normalmente, la corrosión es del tipo de picaduras donde, aunque la pérdida de metal puede que no sea grande ni de penetración profunda, se puede producir una perforación en un período corto. 

La eliminación del oxígeno disuelto se puede conseguir por métodos químicos o físicos, pero generalmente es por una combinación de los dos.

Los requisitos esenciales para reducir la corrosión son mantener el agua de alimentación a un pH no inferior a 8,5 o 9, el más nivel bajo en el que el dióxido de carbono esté ausente, y eliminar cualquier resto de oxígeno. El retorno de condensado de la planta tiene un impacto importante en el tratamiento de agua de alimentación de caldera – el condensado está caliente y ya ha sido tratado químicamente, por consiguiente, cuanto más condensado se retorna, se requerirá menos tratamiento de agua de alimentación.

El agua expuesta al aire puede saturarse de oxígeno y la concentración variará según la temperatura: cuanto mayor sea la temperatura, menor será el contenido de oxígeno. 

El primer paso en el tratamiento del agua de alimentación es calentar el agua para eliminar el oxígeno. Normalmente, un tanque de alimentación de caldera debe trabajar entre los 85°C y 90°C. Esto hace que el contenido de oxígeno sea de alrededor de 2 mg/litro (ppm). El funcionamiento a temperaturas más altas a presión atmosférica puede ser difícil debido a la proximidad a la temperatura de saturación y la probabilidad de cavitación en la bomba de alimentación, a menos que el tanque de alimentación esté instalado en un nivel muy alto por encima de la bomba de alimentación de caldera.

Añadiendo un eliminador de oxígeno químico (sulfito de sodio, hidracina o tanino) se eliminará el oxígeno restante y evitará la corrosión. Este es el tratamiento normal en una instalación de calderas industriales. Sin embargo, existen plantas que, debido a su tamaño, aplicación especial o normas locales, tendrán que o bien reducir o aumentar la cantidad de productos químicos utilizados. Para las plantas que necesitan reducir la cantidad de tratamiento químico, una práctica común es el uso de un desgasificador presurizado. 

 

Principios de funcionamiento de un desgasificador presurizado 

Si un líquido está a su temperatura de saturación, la solubilidad de un gas en él es cero, aunque el líquido debe agitarse enérgicamente o hervir para asegurar que está completamente desgasificado.

Esto se consigue en la sección del cabezal de un desgasificador al romper el agua en pequeñas gotas, tantas como sea posible, y que rodeando a estas gotas con una atmósfera de vapor. Esto les da una gran relación entre área superficial y masa, permitiendo una rápida transferencia de calor del vapor al agua, que alcanza rápidamente la temperatura de saturación.

De esta manera se liberan los gases disueltos, que luego son arrastrados con el exceso de vapor para ser venteados a la atmósfera. (Esta mezcla de gases y vapor se encuentra a una temperatura inferior a la saturación y el eliminador actúa termostáticamente). Después, el agua desaireada caerá a la sección de almacenamiento del recipiente. 

Por encima del agua almacenada se mantiene una capa de vapor para asegurar que no se reabsorban los gases. 

 

Distribución de agua 

El agua entrante debe dividirse en pequeñas gotas para maximizar la relación entre el área de la superficie del agua y la masa. Esto es esencial para elevar la temperatura del agua y la liberación de los gases en un período de tiempo muy corto en el domo del desgasificador (o cabezal). 

Se puede conseguir que el agua se divida en gotas pequeñas usando uno de los métodos empleados en el interior del ambiente de vapor del domo. 

Por supuesto hay ventajas e inconvenientes en cada tipo de distribución de agua, además de las consecuencias financieras. La siguiente tabla compara y resume algunos de los factores más importantes:

Ya que te interesa saber más acerca de la eliminación de los gases del agua de alimentación de caldera, te invitamos a leer más acerca de diferencias entre el control de nivel de agua de uno, dos y tres elementos, así como también sobre los sistemas de control de nivel automáticos en calderas de vapor.

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