Embed Size (px)
Citation preview
UF1. GENERACIÓ I RECUPERACIÓ D’ENERGIA
L’energia d’un combustible es transforma en calor per a l’escalfament d’un fluid.
Parts: ◦ Llar ◦ Cremador ◦ Fums ◦ Bescanviador de calor ◦ Fluid caloportador ◦ Xemeneia
2
Equips destinats a l’obtenció de vapor a partir d’aigua líquida, substància barata, no corrosiva ni tòxica.
Són els equips més emprats per la transmissió de calor a la indústria. El vapor d’aigua és un excel·lent agent calefactor degut al calor latent i a què es pot transportar fàcilment.
La caldera té bàsicament 3 elements: cremador, s’alimenta de combustible, la llar, on té lloc la combustió, i sistema d’aigua, que inclou el dipòsit i el sistema de bescanvi de calor pel canvi de fase de l’aigua.
3
CALDERES DE VAPOR
4
El combustible, al combinar-se amb l’aire, produeix els gasos de combustió. Aquests cedeixen la seva calor sensible a l’aigua i abandonen el sistema per la xemeneia. L’aigua s’evapora, i emmagatzema la major part de l’energia com calor latent, que cedeix al condensar en el punt d’utilització. L’aigua condensada retorna al dipòsit d’alimentació.
Els combustibles líquids i gasosos es barregen millor amb l’aire i embruten menys que els sòlids.
Les pèrdues de vapor es compensen mitjançant l’aportació d’aigua exterior, que prèviament és tractada (per rebaixar la seva duresa).
5
6
COMBUSTIÓ. Reacció:
combustible + comburent ⇒ calor
• El cremador és l’encarregat de que la barreja sigui l’apropiada. • La quantitat de calor per unitat de massa que desprèn un
combustible al cremar-se és el Poder Calorífic (kJ/kg). • Els elements bàsics que reaccionen són:
•L’oxigen de l’aire com a comburent •El carboni i l'hidrogen del combustible •Altres elements (sofre), i inerts (cendres)
7
Reaccions C + O2= CO2 + 32.780 MJ/kg
C + 1/2O2= CO + 9.188 MJ/kg CO + 1/2 O2= CO2 + 10.111 MJ/kg
H2+ 1/2 O2= H2O(g) + 118.680 MJ/kg H2+ 1/2 O2= H2O(l) + 142.107 MJ/kg
S + O2= SO2+ 2.957 MJ/kg
8
Per a obtenir una combustió completa es requereix un excés d’aire, que depèn de: el combustible homogeneïtat de la mescla combustible-comburent que
s’aconsegueixi al cremador. L’excés d’aire emprat es dedueix del contingut de CO2 als fums.
L’excés d’aire no és desitjable, ja que és una massa que
absorbeix calor i disminueix la T final i el nivell energètic.
9
Classificació pels materials Calderes de fundició: la transmissió de
calor té lloc a la llar, àrea d’intercanvi petita i rendiment baix; tenen poca pèrdua de càrrega en els fums i per això acostumen a ser de tir natural. S’empren principalment en instal·lacions de calefacció per aigua calenta i per vapor a baixa pressió. Actualment s’instal·len molt poc i el seu ús ha quedat reduït amb combustibles líquids a petites potències.
10
Calderes d’acer: combustibles
líquids o gasosos, tenen una superfície més gran de contacte i el seu rendiment és millor.
Calderes murals: disseny compacte i reduït, emprades per instal·lacions familiars .
11
TIPUS DE CALDERES Classificació segons l’aplicació Ús domèstic: calefacció, ACS (aigua calenta sanitària) o mixtes. Generació d’energia per a plantes termoelèctriques: generació
de vapor sobreescalfat a altes pressions. Plantes de cogeneració: empren els gasos calents
d’escapament. Són calderes anomenades de recuperació. Generació de vapor o aigua sobreescalfada en plantes
industrials.
12
Classificació segons la presa d’aire: • Circuit obert i tir natural. • Circuit obert i tir forçat. • Calderes estanques.
TIPUS DE CALDERES
13
TIPUS DE CALDERES
14
Classificació segons la pressió: • Calderes atmosfèriques. • Calderes de depressió, funcionen per la depressió que es crea
en la xemeneia o per un ventilador que aspira; evita la sortida de fums al local.
• Calderes de sobrepressió, els gasos circulen empesos per un ventilador, per el que circulen més ràpid que en les calderes de depressió.
TIPUS DE CALDERES
15
Classificació segons el líquid caloportador: • Conceptes previs: ₋ Vapor saturat: aquell en que les condicions de pressió i
temperatura corresponen a les d’un canvi d’estat. És el cas del vapor d’aigua a 100°C i 1 atm.
₋ Vapor saturat sec (si no existeix aigua líquida). ₋ Vapor saturat humit (visible). ₋ Vapor sobreescalfat: aquell que té una temperatura superior a
la del saturat (mai humit). ₋ Vapor expansionat: aquell al que se li ha reduït sobtadament
la pressió, sense comunicar-li calor (volum més gran). És el vapor que ens donarà el treball útil.
Classificació segons el líquid caloportador: ₋ Resum: ₋ Agua + calor = vapor saturat. ₋ Vapor saturat + calor = vapor sobreescalfat. ₋ Vapor sobreescalfat (i a pressió) - sortida al transformador
energètic = vapor expansionat. ₋ Vapor expansionat - pas a través del convertidor energètic =
vapor expansionat i refredat. ₋ Vapor expansionat + calor = vapor reescalfat.
TIPUS DE CALDERES
16
17
TIPUS DE CALDERES Classificació segons el fluid caloportador: • Calderes d’aigua. El fluid és l’aigua i roman en estat líquid durant
l’escalfament, no sobrepassant els 110ºC. Són les normalment utilitzades en calefacció i ACS.
• Calderes d’aigua sobreescalfada. Necessita bombes d’alimentació per a la pressió, les fuites són molt perilloses. L’aigua segueix sense canviar de fase, s’arriben a temperatures de fins a 220ºC.
• Calderes de vapor. Fuites molt perilloses; els condensats han de ser purgats i necessiten gran control de la qualitat de l’aigua. S’alimenten amb aigua i surt en forma de vapor en determinades condicions de p i T. En confort s’empren les de vapor saturat a baixa pressió (0,5 bar).
• Calderes d’oli tèrmic. No s’utilitzen en confort. • Calderes d’aire calent. L’aire s’escalfa directament en la caldera.
S’anomenen generadores d’aire calent, ús quasi exclusiu en l’escalfament de petites naus industrials.
18
TIPUS DE CALDERES Classificació segons el disseny: • Calderes pirotubulars, o de tubs de fum.
El vapor es genera escalfant un important volum d’aigua, mitjançant els fums produïts durant la combustió del gas o del fuel i circulant en els tubs submergits. Presenten una pèrdua de càrrega en els fums.
19
20
Avantatges
Vapor sec Pressió constant Bombes alimentació més robustes Capacitat d’acumulació de reserves Facilitat d’ajust de càrrega parcial i
total del cremador Protecció total contra falta d’aigua Poca acumulació de sutge per reduïda
freqüència de l'encesa Insensible a errors de maneig Possibilitat explícita de purgues de
llots i sals (també automàtiques) Baix cost de servei i manteniment Fàcil connexió d’una o vàries calderes
a la xarxa de vapor general o pròpia
Inconvenients
Preu Dimensions Muntatge (espai requerit) Autorització per a la col·locació Control operacional Reparació més complexa i costosa
en cas de defectes en el cos de pressió
Escalfament lent Majors pèrdues de calor a l’aturar
la caldera més de dia y mig Posada en marxa de la caldera
només en presència de personal preparat
Vapor
Agua
21
• Calderes aquotubulars, o de tubs d’aigua. La flama es forma en un recinte de parets tubulars que configuren la cambra de combustió. Suporta majors pressions en l’aigua, però és mes cara, té problemes de brutícia en el costat de l’aigua, i menor inèrcia tèrmica. L’aigua circula per l’interior dels tubs, mentre que els gasos de la combustió flueixen per l’exterior. S’utilitza per calderes d’aigua sobreescalfada.
• Calderes murals. Inclouen, de manera compacta, tots els elements requerits en una central tèrmica. Les hi ha mixtes: amb bitèrmic, o amb intercanviador exterior, algunes presenten microacumulació para el A.C.S.
22
23
És el dispositiu que posa en contacte el combustible i el comburent en les quantitats i condicions adequades.
N’hi ha de diferent tipus, segons la naturalesa del combustible. Pels sòlids està pràcticament en desús; pels líquids n’hi ha diferents models: De polvorització mecànica o per pressió, col·loquen el líquid en
rotació de forma que es converteix en un gran número de petites gotes agrupades en un conus que ofereixen gran possibilitat de mescla amb l’aire. Necessiten que el combustible estigui a una pressió entre 16 i 20 bar, que ha de ser subministrada per la bomba del combustible. Els combustibles pesats, com el fuel, s’han de preescalfar a causa de la seva elevada viscositat. 24
Cremadors
25
De polvorització assistida o per injecció de fluid auxiliar. Només per a combustibles pesats. Junt amb el combustible s’injecta un fluid auxiliar formant una barreja que es polvoritza fàcilment.
26
Rotatius, de polvorització centrífuga: Una copa que gira a gran velocitat, distribueix el combustible i el llança perimetralment cap a davant en forma de tronc de conus. Al tenir elements mòbils, requereixen un manteniment més curós que els de polvorització mecànica, si bé són menys propensos a l'embrutiment.
27
Els cremadors per a combustibles gasosos: són més senzills que els de líquids, ja que la mescla amb l’aire s’aconsegueix més fàcil.
28
Cremador atmosfèric: la pressió del gas provoca l’aspiració de l’aire (primari) per a la combustió (entre el 40-60% del necessari), l’aire necessari es completa en el propi cremador a l’alçada de la flama. La regulació de potència es controla amb la secció de pas del combustible.
Cremador de premescla: l’aire, inclòs l’excés, es barreja amb el gas abans del cremador, no existint aire secundari.
29
De flux paral·lel, amb mescla per turbulència: l’aire arriba paral·lel l’eix del cremador, se posa parcialment en rotació per l’acció de la roseta (dispositiu amb aletes, no ocupa tota la secció del conducte d’aire); l’espai anular permet conservar una part de l’aire en moviment axial.
Cremadors mixtos: poden cremar simultàniament o per separat més d’un combustible. S’utilitzen en grans calderes per a donar seguretat de servei. Si s’instal·len dos cremadors diferents, es pot realitzar un control de la potència subministrada en etapes.
30
Associats a la caldera s’instal·len dins d’una sala que es denomina central tèrmica o sala de calderes.
31
Ventiladors d’aire de combustió. Envien l’aire al calaix, comú o individual, en el que estan allotjats els cremadors. En les instal·lacions industrials s’instal·la en un fossat situat al front de la caldera, per a esmorteir sorolls. Les calderes estan en sobrepressió. L’accionament per corretges i politges permet
ajusts posteriors en el cabal impulsat, el que no permet una transmissió directa. Entre el ventilador i elements d’impulsió al
cremador, o el calaix d’aire, s’hauran d’instal·lar juntes flexibles, per a esmorteir les vibracions i absorbir les dilatacions de la caldera.
32
Circuit de combustible. En les de combustibles sòlids l’alimentació
pot ser manual (en las petites) o automatitzada amb cintes transportadores en las grans. En les de combustibles líquids l’alimentació
és amb bombes d’engranatges que comuniquen pressió al combustible.
₋ Són més robustes ₋ Són més estables ₋ El combustible les lubrica
En les de combustibles gasosos la força impulsora és la pressió de la xarxa de distribució o el dipòsit, pot ser necessari un reductor de pressió.
33
Circuit del fluid caloportador. El més freqüent és que sigui aigua i la força impulsora:
₋ Xarxa de proveïment (circuits oberts) ₋ Bombes circuladores ₋ Per termodifusió (diferència de densitats de l’aigua calenta i freda, poc
emprat) S’ha de considerar la pèrdua de càrrega que suposa la caldera. En les calderes de vapor, el cabal d’alimentació serà la suma del vapor
generat, més les purgues que es realitzin. La part de l’aigua que no es vaporitza va augmentant el contingut de sals,
el que obliga a realitzar purgues per a mantenir la concentració En les calderes d’aigua sobreescalfada no s’acostuma a consumir als
processos, sinó que es recircula, amb el que, únicament s'haurà de reposar l’aigua perduda en fugues i purgues eventuals. El cabal d’aigua d’aportació és molt menor que en les de vapor i la
concentració de sals de l’aigua quasi no varia.
34
Tractament de l’aigua. El tractament de l’aigua d’alimentació o reposició dependrà de les
característiques de les aigües i s’haurà d’adaptar segons aquestes circumstàncies.
IMPURESSA FÓRMULA FORMA EFECTES
Diòxid de carboni CO2 Gas dissolt Corrosió i baix pH, si l’alcalinitat és baixa.
Sulfur d’hidrogen SH2 Gas dissolt Corrosió.
Oxigen O2 Gas dissolt Corrosió.
Turbidesa o matèries en suspensió
Sòlids no dissolts Depòsits en
canonades, aparells, calderes.
Color i matèria orgànica
Sòlids dissolts o no dissolts
Embrutiment i espumes.
Oli Col·loïdal Depòsits i espumes.
Tractament de l’aigua.
35
36
Tractament de l’aigua.
37
Tractament de l’aigua.
38
Tractament de l’aigua.
39
Tractament de l’aigua. El dipòsit d’alimentació i desgasificador: La mida del
dipòsit ha de permetre com a mínim una hora de funcionament de la caldera sense reposar aigua tractada, com a reserva en cas d’averies del sistema de tractament. Desgasificació tèrmica: a mesura que s’escalfa l’aigua
s’aniran desprenent els gasos dissolts. Bombes d’alimentació d’aigua Les calderes industrials proveïdes de cremadors de
combustibles líquids o gasosos, han d’estar equipades amb un sistema de bombeig d’alimentació (Bombes centrífugues). La bomba ha d’estar dissenyada per a treballar amb
elevades temperatures.
40
Sistemes de regulació de l’alimentació d’aigua. En les calderes industrials de vapor s’utilitza el sistema de regulació
continu. Sistemes de regulació de la càrrega. Sistema de regulació modulant o contínua: és l’utilitzat en calderes
industrials, ja que ofereix millor rendiment. ₋Generant vapor: la senyal primària de control es el valor de la pressió del vapor generat, que es pren a la sortida de la caldera.
₋Generant agua sobreescalfada: la senyal primària de govern és el valor de la temperatura d’impulsió de l’aigua sobreescalfada que es pren a la seva sortida de la caldera.
Sistema tot/res: els cremadors s’encenen i apaguen al sobrepassar un valor de consigna. Sistema de regulació en esglaons: els cremadors s’encenen a
càrrega mínima, o a càrrega màxima en funció de la demanda.
RENDIMENT I POTÈNCIA D’UNA CALDERA Relació entre la calor que proporciona el combustible i la que
realment s’aprofita a la instal·lació. Rendiment calorífic = (Calor del combustible – pèrdues en l’equip) / calor del
combustible Rendiment instantani: aquell que s’obté del conjunto caldera-
cremador en un instant determinat i en condicions de marxa estabilitzades.
Rendiment útil: expressat en %, és la relació entre la calor transmesa al fluid caloportador i el PCI en unitat de temps.
Rendiment estacional: calor subministrada per la caldera al llarg de tot l’any entre la calor aportada pel combustible.
41
42
RENDIMENT I POTÈNCIA D’UNA CALDERA La potència útil: calor transmesa al fluid caloportador.
₋ La potència útil nominal: és la màxima que garanteix el fabricant en funcionament continu.
₋ La potència útil mínima: és la més baix a la que pot funcionar la caldera, relacionada amb un cabal i una temperatura mínims.
₋ La potència útil modulant: és la que pot entregar la caldera com a conseqüència de la modulació de la llama.
Les pèrdues en l’equip són conseqüència de molts factors: ₋ Calor perduda pels fums, encara que cedeixen la major part de la seva calor
sensible en el contacte amb l’aigua de la caldera, arriben a la xemeneia a temperatures relativament elevades (200 ºC o més). Part d’aquestes pèrdues de calor es poden recuperar mitjançant els “recuperadors de calor”.
₋ Pèrdues anomenades estructurals (per conducció i radiació a través de les parets de la pròpia caldera) i també (en menor extensió) per la producció de “no cremats”, per la calor sensible de les cendres o en les purgues de l’aigua de la caldera.
43
El rendiment d’una caldera també es pot calcular com el quocient entre els kg de vapor produïts i els kg de combustible emprats, això es coneix com índex de vaporització.
El contingut calorífic dels fums que abandonen el sistema de generació de calor, pot aprofitar-se de diverses maneres directament o indirectament. Mitjançant l’ús directe dels fums per escalfar una substància amb diverses finalitats (assecat, preescalfament ...).
Els recuperadors de calor indirectes consisteixen bàsicament en un sistema per preescalfar l’aire d’entrada amb els gasos de sortida (fums). Així s’estalvia part del combustible necessari per dur l’aire fins a la temperatura que s’assoleix amb el recuperador. També es pot emprar la calor dels fums per preescalfar l’aigua d’alimentació de la caldera.
44
Sistemes de recuperació de la calor dels fums: ₋ Economitzadors: preescalfen l’aigua d’alimentació en les
calderes. ₋ Recuperadors de la calor dels fums: s’escalfa un fluid que pot
ser aliè, o no, a la pròpia caldera.
45
46
47
ENCÈS DE LA GUSPIRA:
oPiezoelèctric: és un cristall de quars que es carrega elèctricament quan es deforma, no necessita connexió elèctrica. oPer filament incandescent: s’escalfa al pas d’una corrent elèctrica; necessita connexió elèctrica, i el filament es molt fràgil. oPer guspira d’alta tensió: un transformador genera una tensió que produeix el salt d’una guspira; és un sistema de vida llarga però necessita connexió elèctrica.
48
APERTURA DE PAS DE COMBUSTIBLE I COMBURENT • S’ha de quedar tancat quan la caldera està parada; el pas d’aire
contribueix a refredar la caldera i amb això, a baixa el rendiment del sistema.
CONTROL D’ENCENSA I MANTENIMENT DE LA COMBUSTIÓ: • L’extinció és deguda quasi sempre a que, por una causa fortuïta,
la proporció aire/gas sobrepassa els límits de inflamabilitat. • Actuen sobre les vàlvules de seccionament del gas. • En cas de detecció de la falta de combustió s’ha de procedir a la
reencesa de la caldera. • Els aparells per a evitar aquests riscos acostumen a ser:
₋Manòstats: detecten la baixa o o alta pressió de gas. ₋Detector de falta d’aire comburent. ₋Dispositiu que detecti l’extinció de la flama: Bimetàl·lics, es deformen per calor, Termopars, generen una certa tensió a l’escalfar-se, Electrònics.
49
▶ CONTROL DEL CREMADOR. S’ha de controlar l’encesa i/o modular la potència en funció de les necessitats tèrmiques de la instal·lació.
▶ CONTROL DE LA BOMBA I EL VENTILADOR. L’aturada de la bomba circuladora implica un escalfament excessiu de l’aigua i de la caldera; el no funcionament del ventilador pot portar a que els gasos no s’evacuïn, el que també suposarà una temperatura excessiva a la caldera.
▶ CONTROL DEL NIVELL DE L’AIGUA A L’INTERIOR DE LA CALDERA. La falta d’aigua pot provocar l’augment de la temperatura a la caldera.
▶ CONTROL DE L’APARICIÓ DE NO-CREMATS. Per un analitzador de gasos.
▶ CONTROL DE LA TEMPERATURA DELS FUMS. La temperatura excessiva implica fortes pèrdues; risc de produir condensacions.
50
▶ CONTROL DE TEMPERATURA EXCESSIVA A LA CALDERA. Es poden produir punts calents que escurcen la vida de la caldera.
▶ CONTROL DE CONDENSATS. Si es produeixen, s’ha de procedir a la seva evacuació, i si és precís, a la seva neutralització.
▶ DETECCIÓ DE FALTA DE SUBMINISTRAMENT ELÈCTRIC. Pot ser vital si els sensors són elèctrics (bateria), si falla, s’ha d’aturar la caldera.
▶ SI EL CREMADOR NECESSITA AIRE COMPRIMIT: S’instal·larà un dipòsit de seguretat, i davant de la seva manca es procedirà a aturar la caldera.
Anomalia ⇒ aturada de seguretat, tall de subministrament i alarma.
51
En l’encesa s’ha de considerar els següents temps: • Temps de preescombrat: és el període de funcionament del
ventilador abans d’engegar la flama; elimina gasos residuals. • Temps de preencesa: des de que es provoca la guspira fins que
es comença a subministrar combustible; amb això s’aconsegueix una encesa suau.
• Temps de seguretat: és el temps màxim en el que es pot subministrar combustible a la caldera sense que aparegui la flama.
• Temps de postencesa: és el període en el que es manté el sistema d’encesa després d’haver provocat l’aparició de la flama.
52
▶ Conducte vertical per on s’expulsen els fums de la combustió. ▶ Per a evitar el dany dels contaminants han d’estar a una certa
altura i allunyades de portes i finestres. ▶ El tir és la depressió que es genera a la base d’una xemeneia com
a conseqüència de la diferència de pes específic entre els fums i l’aire exterior.
Tir = H (h de la xemeneia en m) (ρa- ρg) (kg/m3) ρa = Pes específic de l’aire exterior (Kg/m3). ρg = Pes específic gasos de combustió (Kg/m3).
▶ El tir ha de vèncer la pèrdua de càrrega de l’aire i comunicar als fums certa velocitat de sortida.
▶ Un tir excessiu provoca una elevada velocitat i els gasos surten molt calents; si és petit ocasiona dificultats en la combustió.
53
Xemeneies
▶ Els conductes horitzontals llargs s’han d’evitar i s’ha de disposar registres hermètics que permetin la neteja.
▶ Les xemeneies, per normativa, han d’estar aïllades tèrmicament, ja que de no ser així els gasos es refreden en ella disminuint el tir, pot provocar condensacions i cremades de persones davant contactes accidentals.
▶ Les xemeneies han de ser estanques per a evitar que entrin en pressió. A la seva base han de tenir un "sac" per a recollir sutge i el possible aigua que entri per la boca.
▶ La secció de la xemeneia ha de ser constant en tot el recorregut, sent les superfícies interiors llises.
▶ Es pot col·locar un tallatir, que és un element col·locat en el conducte d’evacuació de fums que evita el retrocés d’aquests. Al final de la mateixa es pot instal·lar un aspirador estàtic, que facilita el tir minimitzant o aprofitant l’efecte del vent; o bé un deflector que eviti que el vent incident produeixi una sobrepressió que obstaculitzi la sortida dels fums.
54
▶ Deposicions de sals càlciques i magnèsiques: Ca(HCO3)2 +Q → CaCO3 ↓ + CO2 ↑ + H2O Mg(HCO3)2+ Q → MgCO3 ↓ + CO2 ↑ + H2O
CaSO4 (soluble) + Q → CaSO4 ↓ MgSO4 (soluble) + Q → MgSO4 ↓
SiO2 (soluble) + Q → SiO2 ↓
Coeficients de transmissió tèrmica Coure 330 cal/m2·h·°C
Acer 40 cal/m2·h·°C
Incrustació de CaCO3 6,3 cal/m2·h·°C
Incrustació de CaSO4 2,6 cal/m2·h·°C
Incrustació de SÍO2 0,2 cal/m2·h·°C
55
▶ Tractaments actuals contra la corrosió, alcalinització, formació d’escuma... - Segrestants de sals càlciques i magnèsiques (duresa). - Dispersants. - Condicionadors de fangs. - Inhibidors de corrosió. - Inhibidors d’escumes. - Reductors d’oxigen. - Correctors d’alcalinitat i pH. - Passivants.
56
A part del tractament, las concentracions, tant de l’aigua d’alimentació como de l’interior de la caldera, han de tenir els valors orientatius de la norma UNE 9075.
Control periòdic amb anàlisi d’aigües i inspecciones de l’interior de la caldera.
Reglamentació d’Aparells a Pressió MIE-AP1 Art. 6 ap. 3.
57
Impureses a l’aigua: - Matèries / Sòlids en suspensió: sorra, argila, pedres, metalls, matèria orgànica més o menys col·loïdal de mides diverses. - Substàncies dissoltes: matèries orgàniques i sals minerals (ions calci, magnesi, sodi, potassi, ferro, hidrogencarbonats, clorurs, sulfats, nitrats). - Gasos: Oxigen, diòxid de carboni, nitrogen, amoníac,... Principals problemes dins del circuit d’aigües de calderes. - Escumes i arrossegaments. - Sediments e incrustacions. - Corrosió.
58
Causes: • Presència d’olis i greixos
saponificats. • Detergents o sabons. • Matèries orgàniques. • Excessiva concentració
salina. • Elevada alcalinitat. • Presència de sòlids en
suspensió. • Característiques del
disseny de la caldera i instal·lació.
Causes: • Demandes instantànies
superiors a la capacitat de producció.
• Obertura massa ràpida de la vàlvula de sortida de vapor.
• Nivell d’aigua excessivament alt.
• Secció insuficient de les canonades de distribució del vapor.
• Deficient disseny de la caldera.
59
- Carbonats Ca (HCO3)2 + calor → CaCO3 (insoluble) + CO2 + H2O Mg (HCO3)2 + calor → MgCO3 (insoluble) + CO2 + H2O
- Sulfats CaSO4 (soluble) + calor → CaSO4 (insoluble)
La incrustació s’elimina amb neteja química (HCl diluït) per dissoldre els carbonats, i es netegen els sulfats disgregats amb aigua a alta pressió.
60
-Sílice (SiO2) Es vaporitza en part i passa al vapor precipitant-se en els alabes de la turbina. És molt dura i compacta, per això s’ha d’eliminar abans d’entrar per intercanvi iònic - Ferro i Manganès L’òxid de ferro (III) (rovell) de color vermellós, no són incrustacions, es neteja químicament evitant la corrosió de l’acer. El manganès és similar de color terrós/negre en presència del ferro.
Fe2O3 (insoluble) + 6 HCl → 2 FeCl3 (soluble) + 3 H2O MnO2 (insoluble) + 4 HCl → MnCI4 (soluble) + 2 H2O
- Definició e importància
Destrucció d’un metall o peça del mateix per qualsevol mitjà simple, ja sigui químic, electroquímic, físic o la combinació d’ells.
Inclou les transformacions en les que el metall passa de l’estat lliure al combinat amb la formació de crostes d’òxid o no.
61
Mecanisme electrolític de corrosió
62
Corrosió uniforme - mitjà àcid Corrosió local - "pitting" per oxigen Pèrdues degut a la corrosió: Directes: - Substitució d’elements.
- Pintat. - Utilització d’aliatges. - Operaris.
Indirectes: - Interrupcions en la producció.
- Productes. - Rendiment. - Contaminació pels productes. - Sobredimensionat de les instal·lacions.
63
Tipus de Corrosió Corrosió uniforme: la corrosió química o electroquímica actua
uniformement per tota la superfície del metall. Corrosió galvànica: diferència de potencials elèctrics entre
metalls. Corrosió per picadures: forats degut a agents químics. Corrosió intergranular: acció sobre els límits del gra originant
pèrdues de resistència. Corrosió per esforç: Tensions internes.
64
- Tipus de corrosió
65
66
1.- Procés de corrosió electroquímica. 2.- Procés de despolarització catòdica i formació de sulfurs. 3.- Procés de redissolució del sulfur de ferro (II). 4 - Procés d’oxidació i precipitació d’hidròxid de ferro (III).
67
Protecció catòdica per ànode de sacrifici
68
