Em geradores de vapor a commoditie mais utilizada é, por mais absurdo que pareça, a água. Daí, atrelado a este recurso, existem diversos outros materiais, produtos e processos utilizados que fazem muitos gestores e operadores se perderem em relação aos cuidados básicos para se ter uma água de qualidade para o abastecimento das caldeiras e geradores de água quente. Há muito tempo o vapor é a maneira mais economicamente viável de entregar energia térmica e cinética para diversos processos industriais e, sem o domínio deste recurso, certamente o mundo não seria como conhecemos nos dias atuais; com isso garantir um processo eficiente e seguro sempre foi o maior desafio deste setor.
Com o passar dos anos e com a busca por melhorias de rendimento dos geradores de vapor, controle de custos, ajustes fiscais e boas práticas de fabricação foi-se dando cada vez mais atenção para a qualidade da água nas caldeiras e consequentemente na qualidade do vapor gerado. “O vapor movimenta o mundo”, fato, e um tratamento de água eficiente contribui de diversas maneiras para um excelente funcionamento de equipamentos, processos e até mesmo de toda a sociedade de maneira geral.
O tratamento de água de abastecimento bem feito é crucial para evitar desperdícios, falhas catastróficas, danos e comprometimento da eficiência térmica dos geradores de vapor e de água quente para processos e melhora a operação e torna o processo de geração de vapor muito mais seguro. Vamos enteder porque priorizar o tratamento deste insumo é extremamente importante.
1. COMO A QUALIDADE DA ÁGUA AFETA O RENDIMENTO DO GERADOR DE VAPOR.
Nas caldeiras as incrustações em superfícies de troca de calor atuam como isolantes térmicos e isto afeta a troca térmica entre as superfícies dos gases aquecidos com o lado que está com a água reduzindo a capacidade da geração de maiores volumes de vapor. A perca de rendimento é perceptível sem a utilização de aparelhos complexos e geralmente é notada pelo alto consumo de combustível para a geração de uma pequena parte de vapor. É necessário muito combustível para atingir a temperatura de ebulição da água dentro da caldeira. Além das percas do rendimento do equipamento um mau tratamento de água pode proporcionar falhas estruturais graves já que todo equipamento possui um limite físico das propriedades de cada liga formadora de seus tubos, chapas e suportes metálicos que quando extrapolados podem causar deformação de tubos, quebras de suportes estruturais, rompimentos de soldas e chapas. Do lado da água o tratamento inadequado pode proporcionar um vapor de péssima qualidade.
Fique de olho nestes parametros quando estiver realizando a análise da água em seu site:
Presença de gorduras em fábricas que trabalham com óleos vegetais e animais;
Resíduo de sólidos suspensos em excesso;
Alta dosagem de produtos químicos na água.
Uma baixa baixa qualidade no tratamento de água para caldeira pode ajudar a formação do arraste de gotículas de água no vapor produzido, também conhecido como “vapor molhado”. Este fenômeno piora a qualidade geral do vapor produzido e gera diversos problemas para os processos em fábricas.
2. O TRATAMENTO DA ÁGUA CONSUMIDA É IMPORTANTE E NECESSITA DE ATENÇÃO CONSTANTE.
Não importa a teoria ou a sabedoria ancestral que o lider de utilidades utiliza para justificar a forma que ele cuida da água que vai para o abastecimento da caldeira, a qualidade do vapor é a grandeza que tem que ditar os procedimentos e processos para o tratamento a ser adotado. Neste sentido, a qualidade tem que ser a melhor possível.
Podemos dividir os contaminantes que podem trazer problemas para uma caldeira são divididos em três classes distintas:
Sólidos suspensos – Materiais que causam turbidez e cor na água (são visíveis);
Sólidos dissolvidos – Não são vistos a olho nu, mas estão presentes na água;
Gases dissolvidos.
3. PRINCIPAIS CONSEQUÊNCIAS DO DESCASO COM O TRATAMENTO DA ÁGUA.
Mesmo com toda tecnologia disponível, muitas pessoas que utilizam caldeiras não fazem tratamento de água, o que é, como vimos, extremamente desaconselhável e dificulta enormemente o trabalho eficiente do equipamento. É muito comum encontrar caldeiras alimentadas com água bruta retirada diretamente de fontes como rios, represas e poços. Essa entrada de sólidos suspensos na água na caldeira, tais como areia, fibra, lama, gordura e outros materiais grosseiros, com certeza proporciona consequencias desagradaveis para o bom funcionamento do equipamento.
Aqui podemos definir alguns dos diverosos vilões que aparecem em virtude da falta de tratamento de água para caldeira: os sólidos dissolvidos.
Estes são os principais causadores de incrustrações em caldaeiras e precisam de atenção:
Sais de cálcio e magnésio (dureza), principalmente o carbonato de cálcio (CaCO3) e o sulfato de cálcio (CaSO4).
Sílica solúvel (SiO2) e silicatos (SiO32-) de vários cátions. A sílica solúvel vem da dissolução de parte da própria areia e rochas que tiveram contato com a água captada.
Óxidos de ferro como o Fe2O3 e de outros metais (cobre, zinco) originado principalmente de processos corrosivos nas linhas de condensado e seção pré-caldeira.
Materiais orgânicos contaminantes como fluidos envolvidos no processo (sucos, licor, caldo, xaropes, etc.). Muitas vezes a contaminação se dá pelos condensados que retornam para a caldeira.
4. INFLUÊNCIA DA MÁ QUALIDADE DA ÁGUA NAS FALHAS DE FUNCIONAMENTO DA CALDEIRA.
Vimos até aqui diversos fatores e consequências relacionados ao pouco cuidado com a água de abastecimento nas caldeiras. Podemos associar ainda outros fenômenos que causam falhas fatais nos geradores de vapor e água quente.
O principal motivo de falhas e também um dos mais relatados é a formação de bolsões abaixo das incrustações nos tubos da caldeira. Estes bolsões surgem em consequência da formação de depósitos nas paredes da caldeira que causam isolamento entre a água, mesmo que de boa boa qualidade do ponto de vista físico-químico, e a superfície de metal das tubulações e superfícies internas do costado destas caldeiras. Como resultado, ocorre o fenômeno de corrosão sob depósito que nada mais é que uma corrosão localizada. Esta corrosão causa furos ou trincas nos tubos e causa uma falha grave nos componentes se não for diagnosticada a tempo.
Outro grande motivo de falha observado em caldeiras é o superaquecimento. Neste fenômeno faz com que o tubo fique isolado devido às incrustações e com isso este tubo incrustrado tende a trocar menos calor. Em situações extremas, o superaquecimento será uma consequência notada muita das vezes a longo prazo.
5. TRATAMENTOS DE ÁGUA QUE AJUDAM NO CONTROLE DA QUALIDADE.
Estes procedimentos geralmente são recomendados para execução na água de reposição das caldeiras e ajudam a retirar as impurezas e evitar as conseqüências de sua presença de imediato e também a longo prazo. É importante entender que um tratamento preliminar atua primeiramente sobre as impurezas mais grosseiras como a turbidez, sólidos em suspensão e também em materiais orgânicos. Dessa maneira, de acordo com cada necessidade, podem ser realizados outros tratamentos com mais sofisticação para eliminar todo o material dissolvido.
Estes são os pré tratamentos mais utilizados no setor:
Clarificação ou Filtração - É uma operação realizada normalmente em uma estação de tratamento de água (ETA), responsável pela eliminação de material suspenso na água.
Troca Iônica - É um tratamento complementar que visa a remoção dos íons dissolvidos na água causadores de problemas, tais como cálcio, magnésio, sílica, etc.
Osmose Reversa - Aqui a água previamente filtrada passa por um dispositivo cilíndrico denominado “permeador”, onde os sais presentes na água são retidos por membranas seletivas especialmente fabricadas.
Abrandamento - A água também pode ser abrandada (remoção de Ca2+ e Mg2+) embora não totalmente, por outros processos químicos através de tratamento com cal, cal e soda (também chamado “cal sodada”), barrilha (Na2CO3) ou fosfatos; alguns deles são também capazes de remover parte da sílica dissolvida na água.
Destilação - A destilação e a vaporização da água e o condensamento em seguida para produção de água pura e, depois disso, enviar para o sistema de abastecimento da caldeira. Este processo é muito caro e costuma ser empregado em locais com alta disponibilidade de energia (combustível barato ou abundante) e em instalações marítimas, para utilização da água do mar.
6. FONTES.
www.steamserv.com.br
COONTROL, Artigos Técnicos, disponível em: https://blog.coontrol.com.br/
AQUATEC: ÁGUAS INDUSTRIAIS: SISTEMAS E PROGRAMAS DE TRATAMENTO. São Paulo. Aquatec Química S/A. (Ano Não Disponível).
ASME: CONSENSUS ON OPERATING PRACTICES FOR CONTROL OF FEED WATER AND BOILER WATER QUALITY IN MODERN INDUSTRIAL BOILERS. American Society of Mechanical Engineers. 1979.
MEPPAM: MANUAL DE INSTRUÇÕES DE OPERAÇÃO E MANUTENÇÃO. Sertãozinho. Meppam Equipamentos Industriais Ltda. Ano Não Disponível.
DREW: TRATAMENTO DE ÁGUA APLICADO ÀS CALDEIRAS MARÍTIMAS. São Paulo. Drew Produtos Químicos S/A. 1984.
7. IMAGENS.
Capa: Acervo Steamserv
Foto 01: Tratamento de Água ( Geração de Vapor) - Prof.: Eng. Joubert joubert_trovati@terra.com.br / http://www.tratamentodeagua.com.br/curso
Foto 02: Acervo Steamserv
Foto 03: Acervo Steamserv
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