Universidad Politécnica de Tlaxcala
SERVICIOS AUXILIARES PARA LA PRODUCCIÓN Catedrático: Arturo Jiménez Carro
01/octubre/2012
Rangos de contro controll de los parámetros parámetros del d el agua agua para torres de d e enfriamiento enfriamiento
Universidad Pol Universidad Politécn itécnica ica de Tlaxca Tlaxcala la Av. Universidad Politécnica No.1 Xalcaltzinco, Tepeyanco, Tlaxcala. CP 90180
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Introducción Las torres de enfriamiento tienen como finalidad enfriar una corriente de agua por vaporización parcial de esta con el consiguiente intercambio de calor sensible y latente de una corriente de aire seco y frío que circula por el mismo aparato. Las características del agua y del aire tienen un alto grado de influencia sobre el rendimiento de las torres de enfriamiento. Al usar cualquier clase de químicos para tratamiento de agua de enfriamiento como inhibidores de corrosión, inhibidores de incrustación, y agentes para control de lama, es importante estudiar las especificaciones de la planta incluyendo la calidad del agua de repuesto, calidad del agua circulante, ciclos de concentración, temperatura de agua, tasa de flujo, tiempo de operación, materiales del equipo, tuberías, etc., así como las condiciones de operación y el ambiente como regulaciones contra la contaminación. También es esencial la consideración de la correlación entre los químicos aplicados. Estos estudios precisos para elegir los químicos óptimos y determinar el método de aplicación, serán muy importantes desde el punto de vista de la efectividad y la economía .
Parámetros de control de agua de torre Los límites Máximo y Mínimos que deben de tener una Torre de Enfriamiento son característicos de cada equipo y se obtienen con la aplicación de los Sistemas de Tratamiento. A continuación se muestran algunos parámetros: PARÁMETRO Potencial de hidrogeno (pH) Determinación Determinación de Sílice Sí lice Alcalinidad Fosfatos Dureza total Corrosión Cloro Turbidez Temperatura Dureza de calcio Conductividad Hierro Cobre Unidades Unidades F ormadoras ormadoras de Colonias/ml(UFC) Numero de algas /ml
DESCRIPCIÓN Mantene r el p H del agua circulante en tre tre 7,5 y 8,5 pa ra inhibir la formación de incrustaciones de calcio. La máxima máxima cantidad antidad de sílice en el ag ua de recirculación ecirculación es de 180 ppm ppm Menor total menor a 25 ppm Se maneja una dosis residual de 5-10 ppm Es posible mantener hasta 400 ppm Consider Conside ra r un pH mayor de 7 para inhibir el % de corrosión corrosión Menor a 1ppm El a gua gua no debe debe e xcede xcede r 20 NTU Temperatura Temperatura máxima máxima de entrada del agua n o debe e xceder xceder los 40 ⁰C
No sobrepasar sobrepasar 200 ppm ppm Menor Meno r de de 4000 microsiemmes Menor Meno r a 0.05 mg/l mg/l Menor Meno r a 0.01 mg/l mg/l Menor de 10 UFC Permisibles 100 org/ml
pH. El pH representa las características ácidas o alcalinas del agua, por lo que su control es esencial para prevenir problemas de de corrosión (bajo pH) y depósitos (alto pH).
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Dureza. La dureza del agua cuantifica principalmente la cantidad de iones de calcio y magnesio presentes en el agua, los que favorecen la formación de depósitos e incrustaciones difíciles de remover sobre las superficies de transferencia de calor de una caldera. Hierro y cobre. El hierro y el cobre forman depósitos que deterioran la transferencia de calor. Se pueden utilizar filtros para remover estas sustancias. Fosfato. El fosfato se utiliza utiliza para para controlar controlar el pH y dar protección contra la dureza. Sílice La sílice presente en el agua de alimentación puede formar incrustaciones duras (silicatos) o de muy baja conductividad térmica (silicatos de calcio y magnesio). Alcalinidad. Representa la cantidad de carbonatos, bicarbonatos, hidróxidos y silicatos o fosfatos en el agua. La alcalinidaddel aguadealimentación alimentaciónes esimporta importante, nte,yaque, representa representaunafuent fuentee potencial potencial de depósitos Conductividad. La conductividad del agua permite permite controlar la cantidad de sales (iones) disueltas en en el agua.
Procesos químicos para el tratamiento de agua para torres de enfriamiento Los objetivos del tratamiento del agua de enfriamiento son: prevenir la formación de incrustaciones, prevenir y controlar la corrosión, prevenir y controlar la suciedad que causan sobre todo los depósitos de algas y otros microorganismos. Para cumplir con tal objetivo en el tratamiento de aguas para torres de enfriamiento se utilizan de forma tradicional tres o más productos tales como: Ácidos, Bactericidas, Acondicionadores de lodos e Inhibidores de Corrosión.
Incrustación Incrustación: Bajo ciertas condiciones, los minerales pueden dejar de mantenerse disueltos en el agua y formar unos cristales duros y densos a los que se les denomina incrustaciones. La presencia de incrustaciones en una caldera es especialmente grave debido a su baja conductividad térmica actúa como aislante térmico, provocando problemas de refrigeración de las superficies metálicas y puede llegar a causar daños por sobrecalentamiento.
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PREVENCIÓN DE INCRUSTACIÓN Y DEPÓSITOS: DEPÓSITOS: • Modificando la solubilidad de las sales. • Dispersa Dispe rsando ndo los sólidos en suspensión suspensión .
Para tratar el problema de incrustación, los tratamientos tradicionales de agua para sistemas de enfriamiento utilizan tratamientos que incluye programas con fosfonatos, copolímeros de poliacrilatos, ácido sulfúrico (que se agrega para reducir reducir el pH y la alcalinidad), alcalinidad), polifosfat polifosfatos, os, etc. El tratamiento con ácido (por lo general ácido sulfúrico que es barato) reduce en parte la alcalinidad total y la tendencia incrustante del agua de reemplazo, la aplicación de este tratamiento necesita un monitoreo cuidadoso y el control de la aplicación de ácido para evitar el efecto corrosivo de éste sobre los metales expuestos en el sistema, así como requiere el uso de ropa protectora, además de equipos especiales de seguridad para su manejo. Es por eso que en la actualidad estos tratamientos requieren de un pre tratamiento (suavización), como sustituto del tratamiento ácido. Requiriendo de un mayor número de controles para mantener eficiente el tratamiento. En este tipo de tratamientos los ciclos de concentración, que ofrecen son de 3 a 4.
Corrosión Corrosión: Es el mecanismo a través del cual los metales regresan al estado en que se encuentran en la naturaleza, naturaleza, esto es, como óxidos. La inhibición de la corrosión corrosión es esencial para el agua agua de las l as torres de enfriamiento, ya que esta aireada, contiene altas concentraciones de sales y materiales en suspensión, por la formación de lodos de dureza y la contaminación en el aire y se mantienen temperaturas tibias. Todos estos factores contribuyen a un ambiente corrosivo. Los inhibidores de corrosión conocidos comúnmente son: inhibidores anódicos (cromatos –contaminante-, nitritos, fosfonatos, ortofosfatos) e inhibidores catódicos (polifosfatos y el zinc). Los tratamientos generales, recomiendan mezclas complejas de inhibidores, que incluyan dispersantes. INHIBICIÓN DE LA CORROSIÓN: • Formando película protectora sobre la superficie del metal, ya sea por reacción, adsorción o
precipitación. • Manejando un pH alto / alta alcalinidad .
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La prevención de la corrosión en las líneas de retorno de condensado, puede ser conseguida mediante aminas neutralizantes que que neutralizan la acción del del y aminas aminas fílmicas que protegen las líneas. Estas aminas son volátiles por lo que al ser dosificadas a las líneas de alimentación de agua, son arrastradas arrastradas por el vapor producido producido en e n la l a caldera.
Crecimiento Crecimi ento microbiológico El Crecimiento Microbiológ Mi crobiológico: ico: Es el crecimiento de microorganismos y la materia generada por su presencia. La torre de enfriamiento es un incubador ideal para microorganismos, ya que funciona a temperaturas de 80 a 120ºF (27 a 49ºC) en presencia de luz solar, oxígeno y nutrientes. Los sistemas circulantes que permanezcan en condiciones de estancamiento estarán sujetos a problemas de crecimientos biológicos. CONTROL DE LA PROLIFERACIÓN DE MICROORGANISMOS: •Aplicando biocidas biocidas eficaces e ficaces y adecuados, adecuados, compatibles compatibles y
sinergísticos entre sí. Hay tres clases de microorganismos que pueden existir en los sistemas recirculantes de enfriamiento: algas, hongos y bacterias. Las biopelículas que se acumulan en tuberías y equipos son un ambiente para la proliferación de microorganismos. La biopelícula reduce la rapidez de la transferencia de calor en los intercambiadores respectivos y provee un ambiente ideal para las bacterias reductoras de sulfato y aeróbicas del azufre y causar una severa corrosión. Por lo que es necesario agregar biocidas para matar a los organismos e inhibir su crecimiento. Los tratamientos biocidas más comunes son los oxidantes (cloro, hipocloritos, bióxido de cloro, clorocianuro, bromo, etc.) y los no oxidantes (isotiazolanas, sales cuaternarias, sulfona, tionas, etc). Tratamientos que son costosos en la mayoría de veces. Fuentes de información: http://www.pfenniger.cl/node/19 http://quimica htt p://quimica yservicio servicios.com/index_ s.com/index_archivos/page0004.ht archivos/page0004.htm m http://anodamine.com/coolingtowerESP.html http://es.scri htt p://es.scri bd.com bd.com/doc/716 /doc/71610970/T 10970/Tratamiento-Ag ratamiento-Agua-Cal ua-Cal dera derass http://www.preg htt p://www.preguntam untame. e.org/relaciones-y-familia/ org/relaciones-y-familia/indica indicado dores-de-nivel-de-una-t res-de-nivel-de-una-torre-de orre-de-refrigeracion/ -refrigeracion/ http://www.astraquimica.com/t htt p://www.astraquimica.com/torres.htm orres.htm http://es.scri htt p://es.scri bd.com bd.com/doc/962 /doc/96237056/t 37056/tratamiento-imprimir-docx ratamiento-imprimir-docx http://www.kurime htt p://www.kurimexica xica na.com/product a.com/productos_torres_de os_torres_de_enfriamiento.shtm _enfriamiento.shtmll
