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CALDERAS, COMBUSTIÓN Y QUEMADORES INDUSTRIALES
UNIDAD IV
Asoc. de Graduados de Ing. Mecánica de FluidosExpositor : Ing. Ángel Villón Ulloa
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e ABLANDAMIENTO ABLANDAMIENTO POR MEDIO DE RESINAS DE
INTERCAMBIO IÓNICO: Tradicionalmente el ablandamiento del agua se efectúa por medio de resinas intercambiadoras de iones en ciclo sodio. También, aunque menos extensivamente se emplea el proceso cal/soda ash en frío o en caliente.
En ambos procesos se intercambian iones sodio por iones calcio y magnesio principalmente, y de esta manera el agua ya no forman precipitados de sulfatos y carbonatos de calcio y magnesio que dañan tuberías, calderas, sistemas de enfriamiento y componentes de la planta de producción o del edificio donde se procesa agua de alta dureza.
El proceso de intercambio iónico es muy efectivo en la suavización del agua, cuando se tiene el programa adecuado de regeneración de la resina y se tiene el cuidado de suministrar la sal necesaria para el ciclo de regeneración.
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e INCRUSTACIÓN
La formación de incrustaciones en el interior de las calderas suelen verse con mayor frecuencia que lo estimado conveniente.
El origen de las mismas está dado por las sales presentes en las aguas de aporte a los generadores de vapor, las incrustaciones formadas son inconvenientes debido a que poseen una conductividad térmica muy baja y se forman con mucha rapidez en los puntos de mayor transferencia de temperatura.
Por esto, las calderas incrustadas requieren un mayor gradiente térmico entre el agua y la pared metálica que las calderas con las paredes limpias.
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e Otro tema importante que debe ser considerado es
el fallo de los tubos ocasionadas por sobrecalentamientos debido a la presencia de depósitos.
Lo que dada su naturaleza, aíslan el metal del agua que los rodea pudiendo así sobrevenir desgarros o roturas en los tubos de la unidad con los perjuicios que ello ocasiona.
Las sustancias formadoras de incrustaciones son principalmente el carbonato de calcio, hidróxido de magnesio, sulfato de calcio y sílice, esto se debe a la baja solubilidad que presentan estas sales y algunas de ellas como es el caso del sulfato de calcio, decrece con el aumento de la temperatura.
Estas incrustaciones forman depósitos duros muy adherentes, difíciles de remover, algunas de las causas más frecuentes de este fenómeno son las siguientes:
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e Excesiva concentración de sales en el interior de la
unidad. El vapor o condensado tienen algún tipo de
contaminación. Transporte de productos de corrosión a zonas favorables
para su precipitación. Aplicación inapropiada de productos químicos.
Las reacciones químicas principales que se producen en el agua de calderas con las sales presentes por el agua de aporte son las siguientes:
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eLas incrustaciones que puede presentar una
caldera pueden ser de varios tipos:Sulfato cálcico: Origina una costra muy dura que
se adhiere fuertemente a las superficies calientes. Esta incrustación es considerada la peor de cuantas se pueden encontrar, porque presenta una dureza extrema, es muy difícil de eliminar y tiene muy baja conductividad térmica, lo que provoca sobrecalentamientos y pérdidas.
Carbonato cálcico: Es una incrustación blanda, de tipo cenagoso, de apariencia blanquecina y fácil de eliminar mediante lavado con agua.
Carbonato de magnesio: Forma una costra blanda muy similar a la del carbonato cálcico.
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e Sílice: No forma incrustación en solitario, sino que
de una forma vítrea a los depósitos de sulfato cálcico, lo que produce una costra muy dura, frágil y prácticamente insoluble en ácidos. La sílice de las calderas de alta presión de una central térmica generadora se volatiliza y viaja con el vapor al turbogenerador, para depositarse como incrustación dura, dando un efecto de porcelana sobre las piezas internas de la turbina.
Silicato de magnesio y calcio: Ambos tienden a provocar costras de estructura densa y cristalina, que se adhieren a las superficies donde se produce el intercambio térmico, y presentan cotas muy bajas de transferencia térmica.
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Hidróxido de calcio y magnesio: Provocan depósitos blandos que pueden adherirse o cementar junto a otras sustancias.
Carbonato de hierro: Se encuentra con frecuencia en otra incrustaciones, y es una sustancia indeseable, porque añade una naturaleza corrosiva la propia costra que aparece.
Fosfato de calcio y magnesio: Son subproductos de los tratamientos de agua por fosfato, y aparecen como un lodo blando, que se puede eliminar fácilmente mediante purga.
Sulfato de magnesio: No es demasiado común en la incrustación, pero cuando aparece solo, la costra es blanda. Sin embargo, en combinación con el carbonato cálcico o el sulfato cálcico, puede resultar una incrustación vítrea muy dura.
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CARACTERÍSTICAS DE AGUA EN CALDERAS PIROTUBULARES
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