Decisión de los TDS requeridos en el agua de caldera

La concentración de sólidos disueltos a partir de la cual se formará espuma puede variar según la caldera. Las calderas convencionales compactas funcionan normalmente con los TDS en el rango de 2.000 ppm en calderas muy pequeñas, y hasta 3.500 ppm en calderas grandes, siempre que: 

• La caldera está trabajando cerca de su presión de diseño.
• Los condiciones de carga de vapor no sean muy severas.
• Otras condiciones de agua de caldera están controladas correctamente. 

Purgar la caldera para mantener estos niveles de TDS debe ayudar a asegurar que el vapor se suministre a la planta razonablemente limpio y seco. La siguiente tabla proporciona una orientación general sobre los niveles máximos permisibles de TDS en el agua de la caldera de algunos tipos de calderas. Por encima de estos niveles, pueden producirse problemas.

 

TDS máximo para diversos tipos de calderas 

Las cifras dadas en esta tabla son solo una guía general. Siempre se debe consultar con el fabricante de la caldera para recomendaciones específicas. 

Cálculo de la tasa de purga 

Se requiere la siguiente información: 

• Los TDS requeridos en el agua de caldera en partes por millón. Para verlo gráficamente, puedes ir a la tabla que hemos publicado en el artículo sobre los fundamentos del control de TDS en el agua de caldera.
• Los TDS en el agua de alimentación en partes por millón. Se puede obtener un valor medio a través de los registros de tratamiento de agua, o se puede obtener una muestra de agua de alimentación y medir su conductividad. Igual que con la medición de TDS del agua de la caldera, conductividad (mS/cm) x 0,7 = TDS en partes por millón (a 25 ° C). Es importante que sepas que la muestra de agua de alimentación que se requiere es de la línea de alimentación de caldera o del tanque de alimentación y no es una muestra del agua de aportación que suministra al tanque de alimentación.
• La cantidad de vapor que genera una caldera, generalmente se mide en kg/h. Para seleccionar un sistema de purga, la cifra más importante suele ser la cantidad máxima de vapor que puede generar la caldera a plena carga. 

Cuando se dispone de esta información, se puede determinar la tasa de purgas requeridas usando la siguiente ecuación:

Control de la tasa de purga 

Hay diferentes maneras para controlar la tasa de purga. El dispositivo más sencillo es una placa orificio que se muestra en la siguiente figura. El tamaño del orificio se determina en base a:

• Caudal. Un método de cálculo de caudal se muestra arriba.
• Caída de presión. Teóricamente esto sería de presión de la caldera a presión atmosférica. Sin embargo, es inevitable la fricción de la tubería y la contrapresión, por lo que para los fines de este Módulo, asumamos que la presión en el lado de aguas abajo del orificio es de 0,5 bar r. Hay un problema: un orificio no es ajustable y, por tanto, sólo puede ser correcto para una serie de circunstancias específicas. Si la tasa de producción de vapor:
  • Aumentase: Por el orificio no pasaría suficiente agua. El nivel de TDS de la caldera aumentaría, y se producirían “priming” y arrastres.
  • Redujera: Por el orificio pasaría mucha agua. La tasa de purga sería demasiado grande y se desperdiciaría energía. 

Vaporizado

El agua que se drena de la caldera está a la temperatura de saturación, y hay una caída en la presión por el orificio casi igual a toda la presión de la caldera. Esto significa que una parte sustancial del agua se revaporizará, aumentando su volumen por un factor de más de 1 000. Este cambio rápido y agresivo de estado y volumen sobre el orificio puede resultar en erosión y desgaste del orificio. Esto aumenta tanto el tamaño y la característica de flujo (coeficiente de descarga) del orificio, que resulta en un de aumento progresivo de la cantidad de purga.

El vapor de agua, al ser un gas, puede viajar mucho más rápido que el agua (líquido). Sin embargo, el vapor y el agua no tiene se separan adecuadamente, haciendo que gotitas de agua circulen a una velocidad muy alta con el vapor por la tubería. Esto hace que haya una mayor erosión y, posiblemente, golpes de ariete en los equipos y tuberías aguas abajo.

El problema del revaporizado aumenta con la presión de la caldera. También hay que recordar que el agua que se drena de la caldera está sucia y solo hace falta una pequeña cantidad de suciedad para restringir o incluso bloquear el pequeño agujero. 

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