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Sistema de análisis de circuitos de agua/vapor SWAS
Por Fabrizio Venturini, Product Manager de Análisis en Endress+Hauser Chile. fabrizio.venturini@cl.endress.com
En plantas de energía, la calidad del agua es un factor clave para mantener el ciclo de agua/vapor libre de contaminación. Las turbinas, calderas y tuberías pueden corroerse e incrustarse si el agua no es lo suficientemente pura, derivando en costosas reparaciones o incluso en la necesidad de un reemplazo completo de la unidad.

La calidad del agua desmineralizada usada en las plantas de energía depende de un número de parámetros. El sodio y el silicato (SiO4 4-) indican la condición de la resina de intercambio iónico en el sistema de tratamiento del agua de alimentación. El valor de conductividad es un indicador de la concentración de los iones en el agua: si es muy alta, esto puede ocasionar la acumulación de depósitos en los sistemas, mientras que si el valor de pH del agua es muy bajo o el valor del oxígeno es muy alto, hay riesgo de corrosión. Al medir el oxígeno disuelto es posible determinar si la presión negativa está causando infiltraciones de aire en el condensador, haciendo la desgasificación inefectiva, afectando la integridad del circuito de alimentación de agua. La presencia de metales como hierro o cobre en el ciclo de agua/vapor, es un indicador de la corrosión en los intercambiadores de calor.

Las lecturas de los parámetros individuales entregan, por ende, información sobre la pureza del agua, y ayudan a tomar las decisiones correctas, como por ejemplo, si se debe añadir amoniaco para aumentar el valor del pH, o si usar bisulfito o hidracina para unir el oxígeno disuelto en el agua.


Monitoreo del ciclo de agua/vapor

Previene daños a la planta y la mantiene funcionando efectivamente.

Minimiza los tiempos de parada de planta y los costos de mantenimiento.

Las lecturas documentadas certifican que la calidad del agua ha estado siempre dentro del rango requerido. De esta forma, el usuario siempre estará protegido en caso de un problema de garantía con su proveedor de turbinas.


Sistema de Análisis de Vapor/Agua (SWAS)

Las altas temperaturas y presiones en el ciclo de agua/vapor y los rangos bajos de medición demandan soluciones inteligentes. Los paneles de sistema de análisis de vapor/agua (SWAS, por sus siglas en inglés) han probado ser especialmente idóneos. Toda la tecnología de medición necesaria para monitorear un ciclo de agua/vapor está instalada en este tipo de paneles.

Las mediciones se realizan en línea; por ejemplo, una muestra del agua de alimentación viene directo del ciclo, pasa a través de un sistema de reducción de temperatura y presión (preparación de la muestra), y es luego enviada a los sensores y analizadores que están montados en el panel. La muestra es desechada después de la medición.


Conductividad, el parámetro clave

La conductividad entrega información sobre la calidad corrosiva, la contaminación y condición del agua. En la industria energética, se hace una distinción entre los diferentes tipos de conductividad:

Figura 1: Conductividad Catiónica

Conductividad total (también directa o específica): Esta mide la pureza del agua. Un aumento repentino en la conductividad total es a menudo un indicador de infiltraciones (entrada de aire), o grietas o fallas en el intercambiador de calor o la resina de intercambio iónico. También refleja el nivel de aditivos añadidos.

Conductividad catiónica (también conductividad ácida): En el intercam- biador catiónico, cualquier impureza es convertida en ácido, ocasionando una lectura de conductividad significativamente más alta: la conductividad catiónica. Esto significa que incluso pequeñas cantidades de impurezas son rápidamente visibles, permitiendo tomar las medidas adecuadas.

Conductividad diferencial: Es un indicador de la concentración de alcalinos en el agua ultra pura. También se usa para calcular –y por lo tanto, regular– el valor del pH. Por ejemplo, si el valor del pH está disminuyendo, puede añadirse un agente de alcalización (como el amoníaco) para rápidamente hacer volver el valor de pH a su nivel óptimo. Esto protege a la planta de la corrosión.

Conductividad desgasificada: Cuando arrancan las turbinas, el aire y, por ende también, el dióxido de carbono son arrastrados al condensado, incrementando la lectura de la conductividad catiónica. El valor de la conductividad desgasificada indica si esta lectura más alta está siendo ocasionada por impurezas o por el menos problemático dióxido de carbono. Si las impurezas pueden descartarse como un motivo, la fase de arranque se acorta considerablemente: la generación de electricidad puede empezar antes, ahorrándole tiempo y dinero.

Figura 2: Conductividad Desgasificada

Conductividad catiónica, diferencial y total

La conductividad total es medida por encima del intercambiador catiónico. En el intercambiador, todos los cationes son reemplazados por iones H+. Si el agua no contiene impurezas (en la figura 1, el esquema izquierdo), el resultado es agua pura con una menor conductividad de la corriente descendente desde el intercambiador catiónico.

Cualquier impureza en el agua, como las sales, son transformadas a su forma ácida en el intercambiador catiónico (en la figura 1, el esquema derecho: cloruro sódico/NaCl -> ácido clorhídrico/HCl). La más alta conductividad catiónica resultante es medida en la salida del intercambiador catiónico. La conductividad diferencial corresponde a la diferencia entre estas dos conductividades.


Conductividad desgasificada

El CO2 disuelto en la forma de HCO3- (ácido carbónico) está presente cuando la turbina ha arrancado y puede afectar el valor de la conductividad catiónica. Para descartar este efecto, se establece la conductividad desgasificada.

Para esto, la muestra se calienta en un sistema desgasificador para expulsar el CO2. Luego, se mide por segunda vez. En la figura 2, la muestra contiene CO2 y NaCl (se vuelve HCl en el intercambiador catiónico). Con la conductividad desgasificada, es posible identificar de manera fiable el NaCl a pesar de la presencia de CO2.

Noviembre 2016
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