Fundamentos de agua para calderas
Agua para calderas
Todas las aguas naturales contienen cantidades variables de materia suspendida y disuelta, así como de gases disueltos. El tipo y la cantidad de impurezas en agua dulce varían con la fuente (lago, río, pozo) y con la ubicación. Impurezas en agua se ha convertido en una consideración importante cuando el agua se utiliza para la generación de vapor. Con la tendencia hacia una mayor presión de las calderas, el pretratamiento se ha convertido en la clave para el éxito de la operación de plantas industriales. EL agua de alimentación debe ser previamente tratada para eliminar impurezas para el control de la deposición, arrastre y corrosión en el sistema de calderas. Mala calidad de agua da mala calidad de vapor. El primer paso en cualquier tratamiento es la filtración de sólidos suspendidos. Sobre la base de rendimiento satisfactorio, costo y otras consideraciones, filtros de cartucho son una solución práctica para la mayoría de los problemas de limpieza del agua.
Propiedades físicas del agua
El agua pura es un líquido insípido, inodoro, incoloro. Porque el agua puede convertirse en vapor a una temperatura cómoda, es un medio ideal para la generación de energía o el transporte de calor.
Composición química del agua
El agua pura, H2O, es una combinación simple de hidrógeno y oxígeno. No obstante, existen varios híbridos formas de agua en todos los suministros. El agua a menudo contiene alrededor de 300 ppm de óxido de deuterio, D2O, el agua pesada. No tiene uso como agua potable o para hacer crecer las plantas, pero en su forma pura ha encontrado uso en reactores nucleares. Para todos los propósitos prácticos ordinario solamente agua, H2O, es considerado para uso en calderas.
La temperatura de ebullición
El punto de ebullición del agua depende de la presión. A nivel del mar la presión atmosférica, el agua hierve a unos 212 °F ( 100 °C). Con el incremento de presión, el punto de ebullición aumenta también. A una presión de 200 psig, por ejemplo, el agua hierve a una temperatura de aproximadamente 388 °F (197.78 °C). A la presión crítica de 3.200 PSIG (donde el agua se convierte en vapor sin cambio de volumen), el punto de ebullición es 704 °F (373 °C). A medida que la presión disminuye, el punto de ebullición del agua disminuye. Bajo vacío agua hervirá a temperaturas tan bajas como 35 °F (1,7 °C).
El agua es un medio ideal para transportar la energía térmica
Se necesita un (1) BTU (unidad térmica británica) para elevar la temperatura de una libra de agua, 1 °F. Se necesita una energía adicional de 970 Btu para cambiar una libra de agua a punto de ebullición, el vapor. Esta energía calorífica se almacena en el vapor y cuando se condensa, la energía se desprend. Así, gran parte del calor de la quema del combustible puede ser absorbida por el agua de la caldera, transportada con el vapor y liberada en los puntos de uso.
Las impurezas en el agua
Todas las aguas naturales contienen diversos tipos y cantidades de impurezas. Estas impurezas causan problemas de calderas y como tal se debe tomar en consideración la calidad y tratamiento del agua utilizada para la generación de vapor. Para cualquier tipo de tratamiento, filtración de sedimentos (generalmente con filtros de cartucho) es el primer paso.
Agua natural
Las aguas naturales contienen materias en suspensión, sólidos disueltos, y gases disueltos. El agua es un disolvente universal que disuelve minerales, rocas y suelo que entran en contacto con ella. Disuelve los gases del aire y los gases que se emiten a partir de materia orgánica en el suelo. Recoge materia suspendida en la tierra. Además también puede estar contaminada con desechos industriales y materiales de proceso.
Los minerales disueltos
Los minerales disueltos recogidos por el agua consisten principalmente de carbonato de calcio (caliza), sulfato de calcio (yeso), carbonato de magnesio (dolomita), sulfato de magnesio (sales de epsom), sílice (arena), cloruro sódico (sal común), sulfato de sodio hidratado (sal de Glauber), y pequeñas cantidades de hierro, manganeso, fluoruro, aluminio y otras sustancias. Los nitratos y fosfatos en el agua son generalmente debido a la contaminación de las aguas residuales.
La dureza del agua
El agua que contiene altas cantidades de calcio y magnesio minerales es “agua dura”. La cantidad de dureza en el agua natural puede variar desde unos pocos ppm (parte por millón) a 500 ppm. El calcio y el magnesio son compuestos relativamente insolubles en agua y tienden a precipitar. Esto provoca problemas de deposición. Esta agua debe ser tratada para que sea adecuado para la generación de vapor.
Los gases disueltos en el agua
El agua contiene cantidades variables de aire disuelto (21% de oxígeno, 78% de nitrógeno, 1% de otros gases como el dióxido de carbono). El agua puede contener hasta 9 ppm de oxígeno a temperatura ambiente y presión atmosférica. A medida que la temperatura aumenta, la solubilidad del oxígeno disminuye, pero el agua bajo presión puede contener mayores cantidades de oxígeno disuelto. El nitrógeno, siendo inerte, tiene poco efecto sobre el agua utilizada en las calderas. El agua puede contener 10 ppm de dióxido de carbono, a veces mucho más debido a la vegetación en descomposición y materia orgánica en el suelo. El sulfuro de hidrógeno y metano pueden disolverse en el agua, pero esto es raro. Estos gases pueden causar problemas cuando están presentes en el agua de alimentación.
Otras impurezas en agua
Las aguas naturales contienen diversos niveles de tierra, arena, turbidez, color, precipitó los minerales, el petróleo, los desechos industriales y otras partículas sólidas suspendidas. La turbidez es debida a muy materiales orgánicos muy finos y microorganismos, así como arcilla y limo suspendidos. El color es debido a la descomposición de la materia vegetal.
Vamos a publicar más la próxima semana…..
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