Calderas_Tratamiento Normas Une

76 IngenIería QuímIca Nº 504

CacaLDeraS

A. Saavedra Mazariegosconsultor Dpto. Técnico comercialLaboratorios miret, S.a. (LamIrSa)

El trAtAMiEnto dEl AguA En loS gEnErAdorES dE vApor

Hay que considerar dos tipos de

tratamientos del agua utilizada para

la producción de vapor: los primarios

o externos y los secundarios o internos.

El presente artículo repasa los distintos

tratamientos de uno y otro tipo que

se utilizan para adecuar la calidad y

composición del agua a la requerida

por los generadores de vapor. También

incluye datos de calidad del agua de

alimentación y agua interior según el

tipo de caldera.

EL AGUA QUE VA A SER UTILIZADA para la produc-ción de vapor requiere de unas características físico-químicas imprescindibles para evitar problemas en los equipos. Es por ello que podemos considerar dos tipos de tratamientos del agua: los primarios (realizados al agua bruta para adecuar sus características a las de ali-mentación a los generadores de vapor) y los secunda-rios (realizados ya al agua alimentada a las calderas y al propio tratamiento interno de las mismas).

La calidad del agua de alimentación a las calderas está regulada por normas. Éstas han sido elaboradas por los organismos competentes, teniendo en cuenta las recomendaciones de los fabricantes de los equipos generadores y de los fabricantes de turbinas.

En España, AENOR es el organismo encargado de la elaboración de las diferentes normas y de la transpo-sición de las normas elaboradas por el Comité Europeo de Normalización en estas materias. Por este motivo, en los años 2003 y 2004 se modificaron las normas vi-gentes desde el año 1992 y se editaron las nuevas nor-mas: EN 12953-10: “Calderas pirotubulares, Parte 10: Requisitos para la calidad del agua de alimentación y del agua de la caldera” y UNE-EN 12952-12: “Calderas acuotubulares e instalaciones auxiliares, Parte 12: Re-

eL TraTamIenTo DeL agua en LoS generaDoreS De vapor

IngenIería QuímIca 77abril 2012

quisitos para la calidad del agua de alimentación y del agua de la caldera”.

Asimismo la organización técnica VGB, cuyos miem-bros son empresas energéticas, operadores y fabrican-tes de los 27 países de la UE, ha elaborado también guías de calidad del agua para el funcionamiento de los generadores de vapor, extensibles igualmente a la calidad del vapor producido, y fruto del trabajo de los diferentes comités es la guía, que no norma, R 450 Le: “Guideliness for Feed Water, Boiler Water and Steam Quality for Power Plantas/Industrial Plants”.

También la EPRI (Electric Power Research Institu-te) ha desarrollado recomendaciones de uso, para los distintos tipos de generadores de vapor dedicados a la producción eléctrica. Todo ello pone de manifiesto la importancia de la calidad del agua para su aplicación en generadores de vapor, con objeto de garantizar su funcionamiento disminuyendo o evitando riesgos so-bre los equipos y las personas, disminuyendo los costes de los tratamientos internos y aumentando la eficiencia térmica de los equipos.

Por ello, creemos interesante dar, en el presente ar-tículo, una visión global de los diferentes tratamientos de acondicionamiento externos e internos del agua para los generadores de vapor, que permitan una operación lo más segura posible y evitar daños físicos en los equi-pos, alargando lo más posible la vida útil de los mismos.

1TraTamIenToS exTernoS DeL aguaSe definen así aquellos tratamientos físico-químicos a que debe ser sometida un agua bruta para que su cali-dad y composición sea admisible para su utilización en generadores de vapor.

El agua no es solo H2O, sino que también incorpora una gran cantidad de iones salinos y gases disueltos que le confieren unas características con un pH y conducti-vidad determinados, entre los que podemos citar: Ca+2, Mg+2, Mn+2, Fe+2, Na+, K+,Cu+2, CO3

-2, CO3H-, OH-, CO2, O2, Cl-, SO4

-2, SiO2.Todas las sales y gases presentes en el agua natu-

ral deben ser eliminados (en mayor o menor medida, según el tipo de generador y presión de trabajo) para su uso en la producción de vapor, y estos procesos de eliminación o reducción salina es lo que se denominan como tratamientos externos del agua.

Entre ellos podemos citar: filtración, coagulación, floculación, descarbonatación, evaporación, ultrafiltra-ción, resinas de intercambio iónico, ósmosis inversa, electrodiálisis, desgasificación, etc.

Por lo general, a medida que la presión de trabajo aumenta, la calidad del agua de alimentación es más exigente, y también se incrementa la calidad con el ti-po de generador utilizado y con el uso del vapor pro-ducido.

A continuación se describen de forma escueta los diferentes procesos de tratamiento externo del agua:• Filtración. Se trata de un proceso físico que no altera

las características químicas del agua, por el cual se eliminan partículas en suspensión o material coloidal de mayor tamaño, haciendo pasar el agua a través de un lecho filtrante normalmente constituido por le-chos de arena de diferente granulometría o lechos mixtos constituidos por arena antracita.

• Coagulación-floculación. Normalmente, ambos trata-mientos se aplican conjuntamente, ya que con el pri-mero se desestabilizan los coloides y con el segundo se aglutinan para formar agregados de gran tamaño y fácil eliminación por sedimentación.

Los productos coagulantes utilizados comúnmente son: sales de hierro (cloruro férrico, sulfato ferroso), sales de aluminio (sulfato de alúmina, policloruros de aluminio) y polímeros sintéticos (polidadmac, po-lietileniminas).

Los productos floculantes utilizados en estos proce-sos a nivel industrial están basados en: poliacrilami-das, poliaminas, polidadmac.

El proceso se lleva a cabo normalmente en decanta-dores, si bien en algunos casos puede realizarse en lí-nea previamente a la filtración sobre lecho de arena.

• Descarbonatación. En este proceso, realizado normal-mente para disminuir la dureza del agua, se realiza una precipitación de las sales de dureza asociadas a los carbonatos y bicarbonatos (dureza temporal) o también a la asociada a cloruros y sulfatos (dureza permanente). El proceso se lleva a cabo en reactores decantadores, empleando coagulantes como los indi-cados anteriormente, polielectrolitos, lechada de cal (en el caso de eliminación de la dureza temporal) y con cal más carbonato sódico (si además eliminamos la dureza permanente).

Estos cuatro tratamientos han constituido durante muchos años el eje central del acondicionamiento del agua, previo a la eliminación de sales disueltas.

• Ultrafiltración. Es una técnica de tratamiento del agua mediante la utilización de membranas semiper-meables, que retienen los sólidos en suspensión y ma-cromoléculas normalmente debidas a contaminantes orgánicos, dejando pasar el agua y las sales disueltas. Puede ser recomendable su utilización en determina-das aguas, como paso previo a la ósmosis inversa. Los sistemas trabajan a baja presión.

• Resinas de intercambio iónico. Este procedimiento consistente en el intercambio de iones entre el agua a tratar (constituidos por cationes y aniones) y los de la resina, que permite la obtención de aguas de dife-rente grado de pureza, con contenidos salinos inclu-so < 0,1 S/cm. Las resinas de intercambio iónico son unos productos de naturaleza orgánica, en forma de diminutas esferas y que tienen una gran cantidad de grupos polares ácidos o básicos capaces de inter-cambiarse con iones del mismo signo presentes en el agua y que además pueden ser regenerados de forma rápida y sencilla. Hay una gran variedad de configura-ciones, que permite obtener agua de muy diferentes calidades:– Ablandadores o resinas catiónicas en ciclo sodio:

sustitución del calcio y magnesio presentes en el agua y su sustitución por Na+ presente en la resina.

Las pLantas de producción de agua desmineraLizada para generadores de vapor consiguen caLidades de agua con saLinidades < 0,15 s/cm

CAldErAS


– Resinas catiónicas de ácido débil y de ácido fuerte: realizan el intercambio de los cationes presentes en el agua (Ca+2, Mg+2, Na+, K+, Fe+2, etc) por H+.

– Resinas aniónicas débiles y fuertes: realizan el in-tercambio de los aniones presentes en el agua (Cl-, SO4

-2, CO3-2, CO3H-, SiO3

-2, NO3-, etc.) por OH-.

– Lechos mixtos: conjunto de resinas catiónicas y anió-nicas depositadas en un único tanque, que actúan para eliminar los restos iónicos tras el paso por los anteriores.

Las plantas de producción de agua desmineraliza-da para generadores de vapor consiguen calidades de agua con salinidades < 0,15 S/cm (el agua pura se considera tiene una conductividad de 0,035 S/cm).• Ósmosis inversa. Proceso de filtración sobre membra-

na semipermeable a presiones medias o altas (supe-riores a la osmótica), que permite la separación selec-tiva de los iones del agua: el agua exenta de sales atra-viesa la membrana mientras el agua cargada de sales queda en la zona sometida a presión. Dependiendo del tipo de membrana utilizada, la calidad del agua de entrada y la presión aplicada, pueden conseguirse reducciones del 95-99% de la salinidad del agua. La menor selectividad se corresponde con los nitratos, bicarbonatos y sílice.

• Electrodiálisis. Es un proceso actualmente de amplia implantación en el sector de tratamiento de agua pa-ra calderas de media y alta presión, consistente en una aplicación conjunta de una diferencia de poten-cial entre un cátodo y un ánodo y membranas per-meables selectivas.

Si el agua a tratar se somete a un campo eléctrico constituido por un ánodo y un cátodo, se producirá una separación iónica en donde los cationes se des-plazarán hacia el electrodo negativo y los aniones ha-cia el electrodo positivo; si además, alternativamente, entre ambos electrodos se sitúan membranas “perm-selectivas” a cationes y aniones, separadas por espa-cios intermedios, entonces podremos separar selecti-vamente: en una parte de la membrana nos quedará el agua desalinizada y en la otra, el agua concentrada. El proceso se utiliza normalmente como complemen-to de la O.I. Los sistemas no son válidos para operar con cualquier tipo de agua, ya que, si ésta es muy pu-ra, aumenta mucho el consumo energético equiva-lente y, si es muy salina, baja su rendimiento.

• Desgasificación. La operación de eliminación de los gases disueltos en el agua de alimentación requiere normalmente de una mezcla de sistemas mecánicos y químicos. La solubilidad del oxígeno en el agua es función inversa de la temperatura, y el rendimiento de la operación es función de la temperatura y del sistema utilizado.

En la Tabla 1 mostramos la eficacia relativa de los métodos de eliminación del O2.

Para conseguir una óptima desaireación, el agua debe mantenerse a la temperatura de saturación, ya que una diferencia de más de 0,5ºC entre la tempe-ratura del agua y la del vapor de arrastre significa una operación deficiente de la instalación.

2agua De aLImenTacIón y agua De LaS caLDeraS De vaporTal como hemos comentado en la introducción, la cali-dad del agua de alimentación debe ser la mejor posible. Esto debería ser extensible a todo tipo de calderas, pues representa un gran ahorro económico tanto desde el punto de vista energético, como de disminución de los costes del tratamiento interno del agua. La realidad, sin embargo, no es así y sigue habiendo muchas instalacio-nes de baja presión; y alguna de media; cuya calidad in-cumple las especificaciones de las normas en vigor. Por el contrario, en la mayoría de las instalaciones de más de 30 kg/cm2 de presión, las calidades, sin ser en algún caso óptimas, son suficientes para el fin perseguido.

La exigencia de calidad del agua de alimentación es diferente según la presión de trabajo, según el tipo de caldera de que se trate y según el uso del vapor pro-ducido (ejemplos: vapor alimentario, vapor para uso en turbinas).

La calidad debe hacerse extensible a todas las co-rrientes que intervienen en la generación de vapor: agua de reposición, agua de alimentación, agua inte-rior de caldera, condensados, vapor sobrecalentado, vapor recalentado.

Trabajar con los criterios de calidad recomendados y emplear la mejores técnicas disponibles implica dis-minuir los problemas debidos a fenómenos de precipi-tación salina o corrosión, mejorar la eficiencia energé-tica, permitiendo disminuir el caudal de purgas (tiran-do, por tanto, menos agua caliente y aportando menos agua “fría”) y disminuir los costes de aditivos aplicados como consecuencia de la disminución de caudales y de la eliminación de sales formadoras de depósitos.

En general, las calderas se pueden agrupar en dos tipos dependiendo de la circulación del agua:– Calderas pirotubulares. Los gases calientes circulan

por el interior de los tubos y el agua por el exterior de los mismos (Fig. 1).

– Calderas acuotubulares. Los gases de combustión cir-culan por el exterior y el agua por el interior de los tubos (Fig. 2).

Las calderas pirotubulares son típicas de pequeñas instalaciones y normalmente con presiones inferiores a 20 kg/cm2.

tabLa 1

EficiENcia rElativa dE los métodos dE ElimiNacióN dE oxígENo

tipo de equipopresión de

trabajo kg/cm2temperatura del agua ºc

contenido en o2 medido en ppm

calentador abierto atmosférica 70-90 1-0,5

calentador desaireador 0,1-1 102-120 0,04

desaireador 0,1-1 102-120 0,007

Las caLderas se pueden agrupar en dos tipos dependiendo de La circuLación deL agua: pirotubuLares y acuotubuLares



Figura 1caldera pirotubular

Figura 3caldera Hsrg (calderas, sobrecalentadores y recalentadores, del Prof. Pedro fernández díez)

Figura 2caldera acuotubular (calderas, sobrecalentadores y recalentadores, del Prof. Pedro fernández díez)

CAldErAS


características en los ciclos combinados e instalaciones de cogeneración (Fig. 3).

En el caso de producción de vapor para usos térmi-cos, las exigencias de calidad de éste son mucho más bajas que si se trata de vapor de usos energéticos (vapor para uso en turbinas). A su vez, el vapor alimentario tiene que cumplir unas reglamentaciones específicas en cuanto a los aditivos incorporados, derivadas de las normativas FDA o similares europeas.

A título informativo, en las Tablas 2 a 6 indicamos los cuadros de calidades de las aguas, basados en las normas UNE-ENE anteriormente mencionadas.

3TraTamIenTo InTerno DeL agua De caLDeraSUna vez repasados los tratamientos externos del agua y la calidad exigida para la generación de vapor, co-rresponde hablar de los tratamientos de acondiciona-miento interno del agua y el vapor-condensado de las calderas.

Los objetivos de estos tratamientos internos de las calderas son fundamentalmente dos: prevenir la corro-sión en cualquiera de sus formas y evitar la formación de cualquier tipo de depósitos que puedan reducir la

Las calderas acuotubulares son las habituales en sis-temas de media, alta y muy alta presión.

Además, dentro de éstas últimas tenemos también las calderas de recuperación y las calderas tipo HSRG

tabLa 2

agua dE alimENtacióN dE caldEras PirotubularEs

parámetro unidades presión en servicio

Presión bar >0,5-20 >20

apariencia – clara, libre de sólidos en suspensión

conductividad a 25 ºc s/cm No especificada

pH a 25ºc – >9,2 >9,2

dureza total mmol/l <0,01 <0,01

contenido en hierro mg/l <0,3 <0,1

contenido en cobre mg/l <0,05 <0,03

contenido en sílice mg/l No especificada

contenido de oxígeno mg/l <0,05 <0,02

aceites y grasas mg/l <1 <1

tabLa 3

agua iNtErior dE caldEras PitotubularEs

parámetro unidadesagua de calderas que utilizan agua de alimentación

de conductividad directa >30 s/cmagua de alimentación

de conductividad directa < 30 s/cm

Presión bar >0,5-20 >20 >0,5

apariencia – clara, sin espuma estable

conductividad a 25ºc s/cm <6.000 variable en función de la P <1.500

pH a 25ºc – 10,5-12 10,5-11,8 10-11

alcalinidad total mmol/l 1 a 15 1 a 10 0,1 a 1

contenido en fosfato (Po4)-3 mg/l 10 a 30 10 a 30 6 a 15

contenido en sílice mg/l variable en función de la presión

tabLa 4

agua dE alimENtacióN dE caldEras acuotubularEs dE vaPor coN circulacióN Natural o asistida

parámetro unidades agua de alimentación que contienen sólidos disueltos

Presión bar >0,5 a 20 >20 a 40 > 40 a 100

apariencia – clara, libre de sólidos en suspensión

conductividad específica a 25ºc s/cm No se especifica

conductividad ácida a 25ºc s/cm –

pH a 25ºc – >9,2 >9,2 >9,2

dureza total mmol/l <0,02 <0,01 <0,005

contenido en hierro mg/l <0,05 <0,03 <0,02

contenido en cobre mg/l <0,02 <0,01 <0,003

contenido en sílice mg/l No se específica, variable en función de la presión

contenido en oxígeno mg/l <0,020 <0,020 <0,020

aceites y grasas mg/l <1 <0,5 <0,5

carbono orgánico total (cot) mg/l – – <0,5



su acción negativa se pone de manifiesto principalmen-te en la zona de precaldera (si las cantidades de O2 son bajas) o en todo el sistema si las cantidades son eleva-das; también la entrada de O2 puede facilitarse a través de tanques de expansión, botellones de condensación, etc. En este caso, su acción corrosiva se extenderá al conjunto de la red de condensado. Para disminuir o eliminar el efecto negativo de la presencia de O2 en el agua, se recurre a procedimientos físicos y químicos.

En determinadas condiciones, contenidos en O2 su-periores a 0,01 ppm pueden producir corrosión, sien-do necesario disminuir dicha concentración al tiempo que promover la pasivación de las superficies metálicas por formación de óxidos protectores. La utilización conjunta de desgasificadores mecánicos y de reducto-res químicos es la práctica habitualmente utilizada.

También la presencia de CO2 como tal, o formando ácido carbónico, es frecuentemente motivo de preocu-pación por sus graves consecuencias desde el punto de vista de la corrosión producida y la acidificación del circuito de condensados.

Los reductores químicos utilizados más ampliamen-te y sus particularidades son:• Sulfito sódico: Su empleo está limitado a calderas de

baja o media presión (< 30 kg/cm2). Su reacción con

transferencia de calor o dañar los equipos. Dejando aparte las calderas de las centrales de producción de energía, que requerirán de unas condiciones de tra-bajo específicas, nos referiremos más concretamente a los tratamientos llevados a cabo en la mayoría de los generadores de vapor.

En calderas pirotubulares, aún hoy en día es fre-cuente el empleo de agua de pobre calidad y sin desga-sificar eficazmente, tan solo calentada y desendurecida (en el mejor de los casos), pero no desmineralizada. En estos casos, hay que poner de manifiesto que, indepen-dientemente de la eficacia del tratamiento realizado, esta forma de trabajar representa un incremento de coste que no tiene justificación, ya que se limitan los ci-clos de concentración y nos obliga a incrementar tanto el caudal de purga, como los costes energéticos (tirar agua caliente y reponer con agua fría), además de un mayor consumo de productos químicos.

Los problemas de corrosión más habituales en los generadores de vapor, tanto pirotubulares como acuo-tubulares de todo tipo, están normalmente asociados a la presencia de gases disueltos en el agua de alimen-tación, vapor y condensados (fundamentalmente, O2 y CO2). Además de este tipo de corrosión, otros tipos de corrosión específicos y menos frecuentes, como los debidos a fenómenos de fragilidad cáustica y FAC (flow accelerated corrossion), se deben tener en cuenta, sobre todo en generadores del tipo HRSG, muy comunes en las nuevas instalaciones de cogeneración y en aquellas instalaciones que utilizan agua tratada en desendure-cedores de ciclo Na+. La presencia de O2 da lugar a la formación de pilas de aireación diferencial y corrosio-nes altamente peligrosas, por estar muy localizadas (pit-ting). Normalmente, la entrada de O2 en la caldera se realiza a través del agua de reposición o alimentación y

tabLa 5

agua dE alimENtacióN dEsmiNEralizada Para atEmPEracióN dE vaPor

conductividad ácida a 25ºc s/cm <0,2

pH a 25ºc – >9,2

dureza total mmol/l –

contenido en hierro mg/l <0,02

contenido en cobre mg/l <0,003

contenido en sílice mg/l <0,02

contenido en oxígeno mg/l <0,1

aceites y grasas mg/l <0,5

carbono orgánico total (cot) mg/l <0,2

contenido en sodio+potasio mg/l <0,01

tabLa 6

agua iNtErior dE caldEras acuotubularEs

parámetro unidadesagua de calderas para calderas de vapor que utilizan agua alimentación con sólidos disueltos

conductividad directa >30 s/cm conductividad directa ≤30 s/cm

Presión servicio bar >0,5 a 20 >20 a 40 >40 a 60 >0,5 a 60 >60 a 100

apariencia – clara, sin espuma estable

conductividad específica a 25ºc s/cm variable según presión de trabajo variable según presión de trabajo

pH a 25ºc – 10,5 a 12 10,5 a 11,8 10,3 a 11,5 10 a 11 9,8 a 10,5

alcalinidad mmol/l 1 a 15 1 a 10 0,5 a 5 0,1 a 1 0,1 a 0,3

concentración de sílice (sio2) mg/l depende de la presión

fosfatos (Po4-3) mg/l 10 a 20 8 a 15 8 a 15 5 a 10 <6

Los objetivos de Los tratamientos internos de Las caLderas son fundamentaLmente dos: prevenir La corrosión y evitar La formación de depósitos

CAldErAS


por descomposición. Su reactividad es similar a la de la hidracina y su reacción con el O2 da lugar a:

La estequiometría de la reacción requiere 1,4 ppm de carbohidracida por cada ppm de O2.

• Dietil hidroxilamina (DEHA): Se trata de un reduc-tor no hidracínico, altamente volátil y que por des-composición da lugar a la formación de ácido acético y CO2, por lo que su aplicación debe controlarse ade-cuadamente y su uso limitado a baja y media presión. La reacción con el O2 da lugar a:

La estequiometría de la reacción requiere 1,23 ppm de DEHA por cada ppm de O2.

• Hidroquinona: Se trata de un reductor volátil y con muy elevada reactividad, motivo por el que se utiliza para catalizar la reacción de reducción con otros desoxige-nantes. La reactividad con el O2 es alta incluso a bajas temperaturas. La reacción con el O2 se verifica según:

La estequiometría de la reacción requiere de 7 ppm de producto por cada ppm de O2.

Sobre los valores estequiométricos de cada produc-to, se deberá añadir además el residual y la cantidad requerida para formar los óxidos protectores: sobre el acero, magnetita (Fe3O4); sobre el cobre y sus aleacio-nes, cuprita (Cu2O).

La eficacia en la reducción del O2, se muestra en la Tabla 7. En algunos sistemas de generación tipo HRSG y en calderas de centrales térmicas de carbón (con cir-cuitos de sólo acero al carbono), se ha ido implantando el tratamiento sin reductores de O2, con objeto de mi-nimizar los efectos de la corrosión FAC.

Por otra parte, la presencia de restos salinos en el agua de alimentación (fundamentalmente, Ca+2, Mg+2, CO3

-2, CO3H-, SiO2, Fe+2) pueden dar lugar a la for-mación de precipitados que pueden originar incrus-taciones o lodos, dependiendo de su naturaleza y de

N4H6CO + 2 O2 2N2 + 3H2O + CO2

4 (CH3CH2)2NOH + 9 O2 8CH3COOH + 2 N2 + H2O

CH8O2 + 1/2 O2 CH6O2 + H2O

el O2 es muy rápida incluso con agua fría y da lugar a la formación de sulfatos, incrementando la salinidad del agua, según:

La estequiometría de la reacción requiere de 7,87 ppm por cada ppm de O2. Es un producto apto para el tratamiento de calderas cuyo vapor estará en contacto con alimentos.

• Eritórbico/eritorbato sódico/amónico: Su uso está limitado a algunos procesos alimentarios (el sódico), también en calderas de baja o media presión. Su re-acción con el O2 da lugar a:

La estequiometría de la reacción requiere 11 ppm de eritórbico por cada ppm de O2, lo que hace muy desventajosa la utilización de este producto.

• Hidracina: Es el desoxigenante más ampliamente uti-lizado, pese a su catalogación de presuntamente can-cerígeno. Los productos de reacción son inertes y no modifican las características del agua. Su reactividad es inferior a la del sulfito sódico, por lo que suele em-plearse catalizada. Su reacción con el O2 da lugar a:

La estequiometría de la reacción requiere 1 ppm de hidracina por cada ppm de O2.

• Carbohidracida: Se trata de un producto no hidrací-nico, pero que produce hidracina en el interior de la caldera. Como efecto negativo también produce CO2

SO3Na2 + 1/2 O2 Na2 SO4

C6H8O6 + 1/2 O2 C6H6O6 + H2O

N2H4 + O2 N2 + 2H2O

tabLa 7

Eficacia EN la rEduccióN dE oxígENo

reductor (1) dosis ppm activo contenido inicial de o2 contenido final de o2, ppm % eliminación o2

Hidracina 44 900 40 95,5

Hidracina catalizada 48,9 900 40 95,5

ascorbato amónico 46,4 900 410 54,4

dietilhidroxilamina 51,3 900 800 11,1

carbohidracida 48,6 900 700 22,2

(1) temp: 82ºc. tiempo de contacto: 4 min

para disminuir o eLiminar eL efecto negativo de La presencia de o2 en eL agua, se recurre a procedimientos físicos y químicos



La presencia de ácido carbónico, silícico y ácidos orgánicos, puede disminuir los pH del vapor y con-densados producidos. Estos pH deben ser corregidos y estabilizados en un valor próximo a 9 y para ello se utilizan alcalinizantes volátiles, que en el caso del vapor para turbinas deben afectar mínimamente a la conduc-tividad catiónica.

Los productos habitualmente utilizados en calderas de baja y media presión son aminas neutralizantes del tipo morfolina, ciclohexilmaina, 2-amino2-metilpropa-nol, dietilamino etanol, MOPA, etc., mientras que en calderas de muy alta presión el producto habitualmen-te utilizado es el amoniaco.

Las aminas se distinguen por su capacidad neutrali-zante y por su coeficiente de reparto (vapor/agua). En la Tabla 8, puede verse estos datos para diversas aminas y amoniaco.

También se pueden utilizar aminas de alto peso mo-lecular de tipo filmante, pero sólo son recomendables en calderas de baja presión.

4concLuSIoneSEl mejor tratamiento interno del agua de los generado-res de vapor debe comenzar por la calidad del agua de alimentación (agua de reposición y condensado recu-perado), ya que la mejor calidad del agua permite dis-minuir los costes de operación y mantenimiento alar-gando la vida útil de los equipos. El mejor tratamiento químico interno del agua de calderas no siempre per-mite garantizar la correcta operación de los sistemas si la calidad del agua de entrada no es la adecuada, y esto es tanto más evidente cuanto que se incrementan las presiones de trabajo y se emplea vapor para su aplica-ción en turbinas.

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la capacidad acondicionadora de los estabilizantes aplicados. Los depósitos formados tienen una baja conductividad térmica y originan una pérdida impor-tante de la transferencia de calor y de refrigeración de los tubos, iniciándose una cadena de acontecimientos que desembocan, en el mejor de los casos, en roturas y consecuentemente pérdidas de producción. La mejor prevención parte del cumplimiento de la calidad de las aguas y, en su caso, de la aplicación del tratamiento antiincrustante o estabilizante más adecuado.

En calderas de plantas de cogeneración de media y alta presión y en calderas de muy alta presión, puede recurrirse a un tratamiento todo volátil (AVT), en el que todos los productos adicionados son volátiles, por tanto, quedan excluidos los tratamientos estabilizantes a base de fosfatos, fosfonatos o poliacrilatos, cuando se aplican los tratamientos basados en la utilización de fosfatos, ya sea como fosfato congruente o como fosfato total se debe mantener la relación Na/PO4

-3 <3 para evitar la aparición de alcalinidad mineral libre y preve-nir la fragilidad cáustica.

En calderas de media y baja presión, los productos antiincrustantes y estabilizantes utilizados deben garan-tizar la estabilidad de las sales y evitar la formación de incrustaciones, ya sea manteniendo las mismas en so-lución incluso por encima de sus valores de saturación o ya sea por formación de precipitados no adherentes extraíbles por las purgas de fondo.

Los tratamientos habituales a base de fosfatos, junto con el mantenimiento de los valores de pH y alcalini-dad adecuados, pueden ser suficientes para controlar las incrustaciones. No obstante, estos tratamientos pue-den ser reforzados con la presencia de otros compo-nentes tales como compuestos de fósforo orgánicos de-rivados de ácidos policarboxílicos, lignosulfonatos, etc.

En el caso de utilizar tratamientos basados en fosfa-tos, también las normas y guías mencionadas fijan las condiciones de utilización, para evitar problemas en su aplicación.

Los tratamientos a base de fosfatos basan su acción en la formación de precipitados no adherentes, funda-mentalmente con las sales de calcio, mientras que la aplicación de los policarboxílicos permite mantener las sales en solución incluso por encima de sus productos de solubilidad, para ser eliminadas por las purgas conti-nuas. En las calderas de alta y muy alta presión, el trata-miento de fosfatos, además de evitar la incrustación de las sales, permite controlar el pH del agua de la caldera.

tabLa 8

caPacidad NEutralizaNtE y coEficiENtE dE rEParto (vaPor/agua) dE difErENtEs amiNas y amoNiaco

producto t. ebullición capacidad neutralizante (1)relación distribución a distintas presiones (psig)*

0 100 500 900 1.200

amoniaco -33,4 9,39 1 7,5 4,9 4,4 3,1

morfolina 128,9 8,68 0,3 1,1 1,1 1,1 1,1

ciclohexilamina 134,5 9,20 4,0 7,5 6,8 6,2 4,6

2-amino2- metil1- propanol 165 8,6 1,0 2,4 1,9 1,6 1,3

metoxi propil amina 116 8,7 1,0 2,2 1,9 1,6 1,3

(1) Efecto de 1ppm de producto sobre el pH del agua pura. * Power Junio 1967. boiler Water treatment

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