A eficiência de caldeiras e Geradores de Vapor, pela perspectiva da Água

Quais são as expectativas, pelo lado da água, quanto a eficiência da caldeira?

Majoritariamente, em todos os processos, existem variáveis quanto a manutenção de eficiência de um sistema de aquecimento e geração de vapor, que vão desde a umidade(concentração de água) no combustível, regulagem de queimadores ou esteiras de alimentação, recobrimento da superfície de troca térmica, comprimento de chama entre muitos outros, mas pelo lado da água, basicamente pode-se eleger alguns principais fatores.

• Qualidade da água alimentação.

Se a água com a qual se está alimentando um sistema de aquecimento, não cumprir com alguns requisitos básicos ela, com certeza, será o inimigo número um da eficiência, tendo alguns itens como preponderantes:

• sedimentos: A presença de material lixiviado da fonte de alimentação vai interferir, depositar-se, formar incrustações, entupir, reagir e provocar principios de corrosão e diminuir área de contato com a superficie de troca térmica e ai, aquele fator de eficiência inicial, de cerca de 80% planejado, tende a cair vertiginosamente, sem falar nos riscos acumulados.
• Contribuem ainda, sólidos dissolvidos, matéria orgânica, gases, sais e óxidos resultantes de reações químicas dentro do sistema de aquecimento e que, com o processo de circulação, tende a agredir drasticamente as partes do sistema, gerando mais material lixiviado, podendo conduzir a mais incrustações, principalmente em áreas de "hide-out".

• As incrustações oriundas das reações químicas, somadas ao material em suspensão tendem a enfraquecer o potencial de aquecimento, bem como comprometer a espessura calculada dos tubos. O processo de incrustação pode esconder início de corrosão comprometendo a PMTA do equipamento e cada milimetro pode significar uma perda termica de + de 6%, além do que, significa mais queima de combustível e aceleração do processo para compensar a perda de capacidade da caldeira, entre outras consequencias.
• O ponto crítico está nos riscos decorrentes da não prevenção e preservaçao do equipamento, que podem ir de uma simples parada à danos estruturais do ativo.

Essas poucas ocorrências somadas a falta de dados de interpretação do problema para tomada de decisão e demora na resolução do problema retorna em perdas financeiras irrecuperáveis e a consequente inviabilização da campanha produtiva, encarencendo o produto final e perda de mercado.

Muito do mencionado acima, muitas vezes, mais do que se imagina, é comum em muitos processos de aquecimento e geração de vapor e abordar esses pontos pode ajudar a entender e resolver esses problemas, por parte, e que influenciam diretamente na eficiência dos sistemas de aquecimento e geração de vapor, os quais não demandam grandes esforços para serem instituídos no acompanhamento de performance do sistema que inclui esses equipamentos, como um todo.

O vapor é parte importante de processos e produtos em muitos tipos de indústrias sejam açucareiro, geração e co-geração, alimentício, químico, óleo e gás, hospitalidade, médico, entre muitos outros. O processo de geração de vapor dá-se pela implementação de caldeiras definidas pela capacidade, pressão, uso, projeto interno, materiais construtivos, tipo de combustível, etc e que visam empregar os melhores índices de captura/entrega de troca térmica ao processo, aumentando assim sua eficiência.

• Qualidade do Retorno do Condensado

A falta de proteção superficial do sistema, como um todo, resulta, majoritariamente em mais contaminação do vapor gerado e, por consequência do condensado retornado a alimentação da caldeira(desaerador ou tanque pulmão) que afeta, de forma ciclica, o desempenho das caldeiras/geradores de vapor; Quanto mais contaminado o ambiente da caldeira e retorno de condensado, mais purgas para desconcentrar, são necessárias, consumindo mais combustivel e produzindo menos, ao ponto em que o sistema precisa ser aberto, ter parte de seus elementos de aquecimento by-passados e, finalmente, uma manutenção mais agressiva é necessária, dispendendo tempo e materiais importantes para o processo. As barreiras mecânicas e o tratamento químico são necessários para proteger esses ativos, mas nao servem apenas para essa proteção, mas também como fatores preponderantes na economia de consumíveis como combustível, agentes qímicos, eletricidade, água para purgas(para controle de desconcentração), partes e componentes etc. Para que haja aproveitamento total da troca térmica propiciada pelo combustível em toda a área superficial da câmara de água da caldeira e a efetiva entalpia do corpo liquido, é necessario antecipar-se e proteger o sistema, evitando a formação de depósitos, lembremos "um mm de depósito pode significar ate 6% de perda de troca térmica", se multiplicarmos esse milimetro por 40% da área superficial de uma caldeira e pelo fator de aquecimento pela capacidade do combustivel, estamos vendo, então, uma oportunidade impar de focar nesse processo para reduzirmos nossos custos operacionais e melhorar o desempenho, ou seja, a eficiência.

Infelzimente, nem todos os produtos são adequados para esses processos, principalmente por que necessitam de condições de pH para serem aplicados, porque não volatilizam juntamente com a água, não protegem a linha de condensado, por que se transformam em sais deixados para traz na evaporação e concorrem para mais formações de depósitos. Quando afetado esse potencial de troca térmica, temos como consequência a subutilizaçao do combustível e o desperdicio de água, acionando todo o sistema e consumindo mais energia para repor essas perdas fazendo com que a eficiência seja reduzida e os custos aumentados. O correto balanceamento se dá, na medida em que controlamos os aspectos da qualidade da água de entrada, do corpo da caldeira e no retorno do condensado, sendo possivel aferir com parametros como pH, TDS, dureza de CaCO3, Silica, Cloretos, CO2 e turbidez(ou contagem de particulado), pois são fatores preponderantes na troca térmica entre a água e a superficie metálica propiciada pelo combustível, fazendo com que haja um aumento na quantidade de água descartada através de purgas, diminuindo a eficiência do equipamento.

• Monitoramento da qualidade da água

A qualidade da água é um parâmetro que altera significativamente a eficiência do equipamento. Em caso de alimentação com água não tratada, pode-se interferir no funcionamento dos componentes internos da caldeira. Em águas com maior índice de minerais e dureza de carbonatos, sua qualidade, tipo e formato têm relação direta com a quantidade de combustivel necessário para a troca térmica, visto que a quantidade de massa que efetivamente aquece está comprometida pela presença desses contaminantes. A quantidade desses contaminantes representa uma variação significativa no potencial de entalpia da água, fazendo com que haja alteração na quantidade de energia liberada. Uma gestão eficiente da qualidade da água passa pelo processo de pré-filtraçao, oxidação, adsorção, degaseificação, abrandamento, desmineralização e neutralização, entrando na caldeira com caracterisitcas reconhecidas mundialmente.

Além destes pontos destacados, existem outros que aumentam a eficiência da caldeira/Gerador de vapor, como um plano de mapeamento e troca de elementos internos, intervenção(parada), controle do tempo versus da quantidade de purgas de fundo e a utilização de um sistema de retorno e polimento de condensado tambem é um ponto importante.

São inumeros os pontos onde se pode buscar oportunidades de melhoria na geração do vapor com vistas a diminuição do seu custo operacional, alternancia ou alteração de processos parciais de monitoramento que podem ser fundamentais nos resultados objetivados. O importante é ter em mente que, muitas vezes um plano de alteração pode se dar, verificando-se o período de menor produtividade para implementá-lo, tendo menores impactos ou basear-se na tecnologia focada e entender se essa tecnologia possibilita a alteração do processo, sem uma parada efetiva, sem gerar perdas, como é o caso do FINEAMIN, que pode substituir um processo de tratamento de agua convencional, com varios produtos a base de sais, fosfatos, hidrazina. O FINEAMIN quando aplicado em substituição a programsa convencionais, inicia gerando resultados em, desde quatro (04) semanas até seis(06)meses para processos muito vultuosos. Aplicar FINEAMIN significa reduzir os pontos de dosagem e efcicácia do tratamento, gerando de imediato, resultados visuais e que podem ser monitorados!

Você tem interesse em comparar e buscar melhorias como:

• Redução da razão de dosagem de FINEAMIN por TON. de vapor
• Aumento da qualidade de água de alimentação /make up e retorno de condensado
• Menor relação dosagem químico versus contaminante
• Efetiva e rapida formação de filme hidrofóbico com proteção em áreas de hide-out
• Simplicidade na dosagem(Dosagem na saída do Desaerador/tanque -pulmão de alimentação
• Menor impacto no meio ambiente- Produto certificado por ISO-9001-2015 e ISO140,001-2015
• Biodegradabilidade em mais de 80%, mantendo-se abaixo das regulamentacoes para descarte. De acordo com a OECD-301F e FDA 173.310 e NSF.

Consulte-nos em www.h2o-f.ch e ou www.fineamin.ch ou info.latam@h2o-f.ch

Escrito por:

Luis Ponciano (luis.ponciano@h2o-f.ch)

Gerente de Desenvolvimento/Planejamento de Novos Negocios

h2o-facilities LatAM Ltda