Equipos Tratamiento de Agua de Calderas por Arnulfo Oelker Behn

En la figura 1 se muestran los equipos que intervienen en el tratamiento de agua de una planta térmica. En ella se pueden observar ablandadores, bombas dosificadoras y un desgasificador con su respectiva estanque de almacenamiento de agua.

Ablandadores

La función de los ablandadores es eliminar los iones de Ca y Mg, que conforman la dureza del agua y favorecen la formación de incrustaciones en una caldera.

El principio de funcionamiento de estos equipos se basa en un proceso llamado “intercambio iónico”, que consiste en la sustitución de estos iones por sodio (Na) para obtener agua para ser utilizada en calderas.

Los ablandadores están compuestos por resinas, que poseen una capacidad de intercambio de iones de calcio y magnesio por sodio.

Agua Dura	Resina	Agua Blanda
Ca(HCO3)2
Mg(HCO3)2
CaSO4		NaHCO3
MgSO4	+ R – Na -->	Na2SO4
CaCl2		NaCl
MgCl2
NaCl

En el caso de que la capacidad de entrega de agua blanda de estos equipos se vea disminuida (agua entregada con dureza mayor a 6 ppm expresada como CaCO3), es necesario llevar a cabo una regeneración para recuperar la capacidad de intercambio de las resinas.

La regeneración es realizada con sal sódica (NaCl) de calidad técnica con una concentración de 150 a 250 gr/l de resina.

Desgasificador
La función de un desgasificador en una planta térmica es eliminar el oxígeno y dióxido de carbono disuelto en el agua de alimentación de las calderas para prevenir problemas de corrosión o “pitting”.

En la figura 3 se muestra el arreglo típico de los desgasificadores generalmente utilizados para eliminar los gases disueltos del agua de alimentación de las calderas.

Los componentes principales de un desgasificador son los siguientes:

(1) : Torre de desgasificación.
(2) : Estanque de agua de alimentación.
(3) : Manómetro.
(4) : Termómetro bimetálico.
(5) : Nivel de agua.
(6) : Válvula venteo.
(7) : Válvula drenaje estanque de agua alimentación.
(8) : Válvula retención línea retorno de condensado.
(9) : Válvula retención línea agua de reposición.
(10) : Válvula rompedora de vacío.
(11) : Trampa de vapor de flotador para el rebalse.
(12) : Válvula reductora de presión de vapor.
(13) : Filtro línea vapor.
(14) : Válvula de paso línea vapor.
(15) : Válvula de seguridad.
(16) : Válvula de paso línea vapor.
(17) : Válvula de retención línea vapor.
(18) : Control de nivel.
(19) : Botella control de nivel.
(20) : Válvulas de paso control de nivel.
(21) : Controlador de nivel.
(22) : Válvula solenoide.
(23) : Filtro línea agua de reposición.
(24) : Válvulas de paso línea agua de reposición.
(25) : Válvula termostática (control temperatura agua estanque almacenamiento).
(26) : Filtro línea vapor (calentamiento agua estanque almacenamiento).
(27) : Válvula de paso línea vapor (calentamiento agua estanque almacenamiento).
(28) : Válvula de retención línea vapor.

El principio de funcionamiento de los desgasificadores se basa en el hecho que la solubilidad de los gases disueltos en el agua (O2 y CO2) disminuye cuando el agua está en el punto de ebullición (100 °C a presión atmosférica), tal como lo muestra la figura 4.

La torre de los desgasificadores está compuesta por bandejas y/o boquillas en las que se aumenta la superficie del agua alimentada, formando cascadas o atomizándola para favorecer la liberación de los gases disueltos.El agua que desciende por la torre es calentada hasta la temperatura de ebullición por vapor alimentado en contraflujo. La cantidad de vapor alimentada a la base del desgasificador es controlada por una válvula reductora de presión, encargada de mantener la presión de ebullición del agua.

También existe una válvula termostática que controla la cantidad de vapor alimentada al estanque de almacenamiento para mantener el agua a la temperatura de ebullición.
Los gases descargados por el agua son eliminados a través del venteo existente en la parte superior de la torre.

Purgas Automáticas
Las purgas automáticas utilizadas generalmente en calderas son las purgas automáticas de fondo y las purgas automáticas de superficie.

La purga automática de fondo (6) está compuesta por una válvula con un actuador y un temporizador en el que se programan los ciclos de purgas (cantidad y duración) de fondo requeridas por el tratamiento de agua utilizado en la caldera.

La purga de fondo automática permite realizar en forma automática las tareas de purga, que debe efectuar el operador en forma manual.La purga automática de superficie (3) está compuesta por un sensor de conductividad, una válvula con actuador y un controlador. El sensor de conductividad mide la conductividad del agua de la caldera (sólidos disueltos) y envía esta información al controlador. El controlador compara esta medición con el valor de conductividad máxima programado, para luego abrir o cerrar la válvula de purga según los resultados de esta comparación.

La purga automática de superficie permite mantener en forma automática los ciclos de concentración requeridos por la caldera. La instalación de este tipo de purgas en una caldera permite obtener ahorros (referencia ahorro = 1,5 %) de energía (combustible) por cuanto se elimina por la purga solo la cantidad de agua necesaria para satisfacer los requerimientos del tratamiento de agua.

Ver también: 1 | 2 | 4 | 5 | 6 |

Ref: Arnulfo Oelker Behn - THERMAL ENGINEERING LTDA. Providencia 2133, Of. 207, Santiago, Chile Fono: 56 – 2 – 3347402