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Classification:
INTERNAL
Analisadores para Caldeiras
Classification:
INTERNAL
Caldeiras – Situação típica
Operação com carga maior do que no projeto original
Recursos humanos e financeiros limitados para
operação e manutenção
Testes em laboratórios reduzidos e com pouco tempo
para análise
Classification:
INTERNAL
Sistemas geradores de vapor
O sistema de tratamento de água para caldeiras previne
principalmente:
Formação de depósitos
Corrosão dos metais
Arraste de água na caldeira
Classification:
INTERNAL
Tratamento de Água para Caldeiras - Exemplo
Tanque deÁgua bruta
ClarificadorResfriamento
Filtro Filtro Filtro
Tanque deÁgua clarificada
Soda Cáustica
CátionsCátionsCátions
Ânions Ânions Ânions
Leito Misto
Tanque deÁgua
Desmineralizada
Produtos Químicos
Vapor
O2CO2
DesaeradorCaldeira
Vapor
Ácido
Header de incêndio
Classification:
INTERNAL
Principais Impurezas na Água de Caldeira
Sólidos Dissolvidos: Cálcio e Magnésio
Sólidos em Suspensão: Partículas Orgânicas e
Sedimentos
Gases Dissolvidos: Oxigênio e CO2
Substâncias formadoras de espuma: Soda, Carbonato,
Cloreto e Sulfato
Classification:
INTERNAL
Principais Impurezas na Água de Caldeira
Classification:
INTERNAL
Parâmetros On-line em Caldeiras
Condutividade
pH
Sílica
Oxigênio Dissolvido
Fosfato
Classification:
INTERNAL
Alguns limites recomendados
Parâmetro VGB ABB/CE GE S/WestCondutividade (uS/cm) 0,2 0,2 0,3 0,2pH 9-9.6SiO2 (ppb) 20 10 10Fe (ppb) 20 20 20Cu (ppb) 3 3 2Sódio (ppb) 10 10 5 5Cloreto 3Sulfato (ppb) 3TOC (ppb) 100
“HRSG Failure Mechanisms-Waterside” David Daniels, Mechanical & Materials Engineering, at EUCW 2002
Classification:
INTERNAL
O pH é definido com o potencial Hidrogeniônico.
Ele define o quanto uma solução é ácida ou alcalina, dependendo
do equilíbrio iônico em solução
A quantidade de íons H+ presentes na solução e seu equilíbrio
em relação a OH-, define o valor de pH da solução.
Conceito: O que é pH?
Sal:
Ácido:
OHNaOHNa
Base:
ClHClH
ClNaClNa
Classification:
INTERNAL
Conceito: Equilíbrio químico H2O
pH
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
Alc
alin
oÁ
cido
Neutro
Concentração H+
[mol/l]
1
0,1
0,01
0,001
0,0001
0,00001
0,000001
0,0000001
0,00000001
0,000000001
0,0000000001
0,00000000001
0,000000000001
0,00000000000001
0,000000000000001
Concentração OH-
[mol/l]
0,000000000000001
0,00000000000001
0,0000000000001
0,00000000001
0,0000000001
0,000000001
0,00000001
0,0000001
0,000001
0,00001
0,0001
0,001
0,01
0,1
1 pH = -Log [H+]
Classification:
INTERNAL
O pH é medido por potenciometria.
O melhor método de indicação potenciométrica faz 100 anos
Em 1906, Cremer, um biólogo, descobriu o potencial que a
periferia de um vidro troca com a água, dependendo da
atividade do íon H+
Esta célula de Cremer foi o primeiro eletrodo de pH
Este efeito é usado até hoje nos
eletrodos de medição de pH
Medição: Como é medido o pH?
Classification:
INTERNAL
Medição: Eletrodos de medição e referência
Bufferinterno
3 mol KCl
Transmissor de pH
Eletrodo
de
referência
DiafragmaMembrana de vidro
Eletrodo
de
medição
Diferença de potencial = U – U0
Classification:
INTERNAL
Se o pH interno = ao pH externo
---> não existe diferença de potencial = 0 mV (= pH 7)
> [H+] = carga positiva externa
< [H+] = carga negativa externa
--> Diferença de potencial
++++
--
--
Internal
bufferAcid
solution
pH < 7
Alkaline
solution
pH > 7
Espessura da
Camada de Gel:0,0001 mm
Espessura da
membrana de vidro:
0.2-0.5 mm
pH 7
H+H+
Medição: Eletrodo de medição (ou de vidro)
Classification:
INTERNAL
Medição: Eletrodo de referência
Sem partes metálicas em
contato com o processo:
Ponte salina (Ag / AgCl /
KCl)
Diafragma protege contra
penetração do meio
Depósito de AgCl para
saturação em variações de
temperatura
Saturação provoca potencial
constante
“Aterramento do eletrodo”
Fio de prata
Diafragma
Recobrimento
de
AgCl
Fio de medição
Depósito
de
AgClKCl
Classification:
INTERNAL
Equação de Nernst
O valor em milivolts trafega via cabo e os cálculos
só são processados no transmissor, onde o valor
analógico é convertido em digital.
Classification:
INTERNAL
PuriSys CPF 201
Elimina problemas
na medição
de água ultra pura
De acordo com norma ASTM para desempenhomáximo do sensor em água de baixa condutividade Elimina interferência de vazão Sem enchimento de eletrólito “Simples” substituição do eletrodo
Sensor com rosca Junção de referência com teflon patenteado Conector TOP 68 Compensação de temperatura capilar
Baixo custo, sensor com vida útil longaSubstituir a cada 6 – 12 meses
Dados Técnicos:Condutividade do processo: menor que 10 μS/cmPressão máx.: 3,5 barTemperatura: 2 ... 75°CVazão: 50 ... 250 ml / min
Classification:
INTERNAL
Sensor para aplicações e demandas
especiais
Sistema de referência líquido
Alta precisão em condições de
operação agressivas
Medições mesmo em meios de
baixa condutividade
Aplicável em meios que possam
entupir o diafragma (com eletrólito
KCl pressurizado)
Tempo de resposta rápido
Fácil instalação com conector plug-
in
CeraLiquid CPS 41D
All shaft lengths
With
With TOP 68
With Memosens
Classification:
INTERNAL
pH Measurement with CPS41D in boiler feed water
Classification:
INTERNAL
Condutividade
Linha de Produtos /Caldeiras
Água Pura e Ultrapura Água de Caldeira Concentração
• Trocador de íons
• Osmose reversa
• Destilação
• Circuito de água de
alimentação
• Monitoramento de
vazamento
• Condensado
• Trocrador de íons
• Ácidos, bases, sais
• Meios corrosivos
• Separação de fases
• Controle de processo
Classification:
INTERNAL
Sensor de Condutividade CLS13
Sensor para água ultrapura
Aplicações com alta temperatura e
pressão
Circuitos de água caldeiras
Duas constantes de célula 0.1 e 0.01
Range 0.1 0.1uS a 200.0 uS/cm
Range 0.01 0.04 a 20.00 uS/cm
Conexão ao processo 1” NPT
PT100 integrado
Flanges como acessório
250oC, 580 psi (40 bar)
Classification:
INTERNAL
Sensor de Condutividade CLS 12
Sensor para água ultrapura
Aplicações com alta temperatura e
pressão
Circuito de condensado
Duas constantes de célula 0.1 e 0.01
Range 0.1 0.1uS a 100.0 uS/cm
Range 0.01 0.04 a 20.00 uS/cm
Conexão ao processo 1” NPT
PT100 integrado
Flange como acessório
160 oC , 580 psi (40 bar)
Classification:
INTERNAL
COS22D – Analisador Oxigênio Dissolvido
Sensores de oxigênio Amperométricos
Baseados na tecnologia Memosens
Range de medição:
até 60mg/l (sensor standard)
abaixo de ppb (sensor de traços)
Fácil de usar, simples de manter
Classification:
INTERNAL
Ponto de Instalação:
Aquecedor primário
Range de medição típico:
aprox. 4-8ppb
Instalação em caldeira
(Alemanha)
Sensor DO Oxymax H COS22D
Classification:
INTERNAL
Stamolys CA71 para SiO2, NO2, NH4, PO4, Hydrazina etc.
•Análise contínua On-line para diferentes
parâmetros, baseado no método
colorimétrico
• Calibração automética
• Limpeza automática
• Gabinete em aço inox ou plástico GRP,
montagem em parede disponível
• Utiliza método aprovado por laboratório
• Método „azul heteropolio“ disponível
• Baixo consumo de reagentes
• Compensação de turbidez com Fotomêtro 2
feixes de luz LED
Classification:
INTERNAL
Princípio de Funcionamento - Colorimetria
Sample Reagent Colouring
Wavelength Absorption Residual light
Analysis
Spec.
Classification:
INTERNAL
Power plant in BMK Lünen1-channel Si analyzer
Mandatory for Analyzers: Excellent after sales support: - Commissioning
- Training
- Chemicals
- Maintenance
Classification:
INTERNAL
Soluções Analíticas
Painéis
Modulares, facilmente configuráveis
Baseado em painéis já existentes, disponível empla´stico ou aço inox
Parâmetros adicionais ou produtos de terceiros
Serviços
Classification:
INTERNAL
Painel com pH CPS11D CPS41D
Classification:
INTERNAL
Painéis de Condicionamento de Amostra
Classification:
INTERNAL
Modular Analytical Panel System with Sample Conditioner
for Steam and Power Applications
Classification:
INTERNAL
Memosens
Classification:
INTERNAL
Technology
A conexão elétrica entre cabo e eletrodo é indutiva
A conexão indutiva alimenta a cabeça do eletrodo com
energia
Com energia disponível, uma transmissão bidirecional de
sinal é possível.
Princípio de funcionamento Memosens®
Transmissão indutiva de energia
Transmissão indutiva de sinal
Sem contato!
Classification:
INTERNAL
BenefitAlta impedância não é mais problema!
Memosens sensor digital:
Sensor Conector Entrada do transmissorConector
CaboSensor com conector Conector Entrada do transmissor
UpH
Sensor analógico:
Separ
ação
gal
vân
ica
Cabo
Pré-
amplificador
Conversor a/d
Memória
Cadeia de medição a ser calibrada !
Sinal digital, livre de interferências
Pre-amplifier
a/d converter
Gro
und
UpH Shie
ld
Classification:
INTERNAL
Referências
Sala de Controle
Emenda do Cabo
Eletrodo ao Tempo
50 metros
Classification:
INTERNAL
Referências
Fio elétrico!!!
Cabo Memosens
Classification:
INTERNAL
Ontem: Hoje:
Memosens - novo conceito de calibração
• Troca
• Limpeza
• Regeneração
• Calibração
• Limpeza
• Regeneração
• Calibração
• TrocaExterno:
Interno:
Externo:
Classification:
INTERNAL
Centralize sua rotina de calibração
Classification:
INTERNAL
Benefícios da Tecnologia Memosens
Facilidade
Troca simples de
sensores pré-
calibrados
Não é necessária
calibração em campo
Instalação
simplificada,
comprimento de cabos
até 100m
Alta disponibilidade
graças ao prognóstico
de manutenção
baseado nos dados dos
sensores aramzenados
no Memosens
SegurançaO sistema indutivoevita problemas
Causados por:
Corrosão
Problemas de
contato
Umidade
Alta impedância
de conexão
Aterramento de
loop
Sem interferência por umidade, sal ou
incrustações.
Classification:
INTERNALpH:
Memosens
Sensor pH com
KCl liquido
CPS41D
Condutividade:Memosens Sensor de
Condutividade
CLS15D
Análise de Água de Caldeira com Sensores Memosens!
Oxigênio
Dissolvido:Memosens Sensor de
Oxigênio Dissolvido
COS22D
O mesmo transmissor Liquiline para todos
Sensores Memosens em água de caldeira!
Classification:
INTERNAL
Portfolio
Excellence
Classification:
INTERNAL
Linha completa de sensores
Indutivos
• pH
• ORP
• Condutividade
• Oxigênio Dissolvido (Amp)
• Cloro
Cabo fixo
• Nitrato, SAC
• Turbidez
• Oxigênio Dissolvido
• Eletrodos Íon-Seletivo
• Condutividade Toroidal
Classification:
INTERNAL
Liquiline CM44x
BASE module:
Power supply,
2 Memosens inputs
2 current outputs
Alarm relay
SD slot
CDI interface
AOR module:
2 relays
2 current outputs
Slots for further
modules
Space for further
terminal
compartment
stickers
Terminal
compartment
stickers
Place to store
SD cardReduced name
plate Shock-proof
protection
Cable mounting
rack/grounding
• Design Modular
Classification:
INTERNAL
time
Semanas … Meses Até 25 anos
Alguma ideia do que esta curva significa?
Pergunta:
Classification:
INTERNAL
Custos de Operação
* Capital expenditure
** Operational expenditure
CapEx* OpEx**
Custos de Manutenção & OperaçãoCustos de Investimento
Source: Festo, Automation Congress 2011
Engineering Procurement Installation SetupOperation &
Maintenance
time
$
Weeks … Months Up to 25 years
Classification:
INTERNAL
Comparação de custos Memosens vs. Analogico
Cum
ula
tive c
ost
of
ow
ners
hip
[€
]
10.000
20.000
0
30.000
40.000
50.000
60.000
Years of operation
1 2 3 4 5 6
0
Analog
Memosens
Cumulative cost of ownership for 10 measuring points
and 10 calibrations per month
Acquisition costs are roughly equal: 15.000 €
Maintenance cost saving over 5 years: > 15.000 €
Source: Bayer Technology Services, Lanxess
Classification:
INTERNAL
Otimização na Eficiência da Planta
Quanto melhor a qualidade da água desmineralizada
utilizada na caldeira e refrigeração, os fatores abaixo
são notados:
Redução dos custos gerais de manutenção das
caldeiras, tubulações e sistemas de refrigeração
Extensão do tempo de operação com a redução de
depósitos e corrosão
Melhor entalpia: os trocadores de calor possuirão
melhor rendimento
Classification:
INTERNAL
Perguntas?
Luciana de Luca
Gerente de Produtos - Analítica
+11 5033-4363