Tratamento de água para caldeira: entenda a importância

As caldeiras são geradores de vapor fundamentais para indústrias. Elas fornecem calor às correntes de fluidos da indústria. Portanto, priorizar o tratamento de água para caldeira é imprescindível.

Quando a qualidade da água é priorizada, a indústria consegue evitar danos e falhas que podem comprometer a eficiência térmica e operacional desse tipo de equipamento, caso da corrosão e das incrustações.

Assim, um tratamento de água para caldeira eficiente irá impactar a eficiência energética da indústria como um todo. Ajudará, ainda, a otimizar processos e tornar a geração de vapor muito mais segura e eficiente.

Diante disso, é essencial entender quais são os problemas e falhas relacionados à má qualidade da água, além de compreender por que priorizar o tratamento deste insumo.

Tratamento de água para caldeira: por que é tão essencial?

Uma das operações mais comuns e essenciais para processos industriais é a geração de vapor. O vapor é usado desde a força motriz até a limpeza e esterilização nas indústrias.

Independentemente do tipo de processo, a qualidade do vapor nas operações é sempre fundamental.

Para uma geração de vapor de melhor qualidade, há a exigência de que a qualidade da água utilizada seja a melhor possível, já que pode impactar diretamente na eficiência energética dela.

O tratamento de água para caldeira envolve várias etapas e visa o melhor gerenciamento de todos os contaminantes que ingressam em uma caldeira.

Quando em excesso, os contaminantes podem trazer sérios problemas para as caldeiras. Por isso, é fundamental conhecer as classificações destes sólidos, que são divididos em três classes:

• Sólidos suspensos – materiais que causam turbidez e afetam a cor na água (são visíveis);
• Sólidos dissolvidos – não são vistos a olho nu, mas estão presentes na água, comprometendo a eficiência;
• Gases dissolvidos.

Vale destacar que, dependendo do nível de pressão operacional da caldeira, maior ou menor será a tolerância dessa caldeira para suportar algum grau de contaminação.

As caldeiras de baixa pressão e temperatura, por exemplo, apresentam fluxo térmico menor. Assim, algum nível de contaminação é permitido, sem jamais exceder um certo limite, como determinado pelas tabelas ASME (American Society of Mechanical Engineers) ou outras referências técnicas conhecidas.

Você não prioriza o tratamento da água? Entenda as consequências!

Como você viu até aqui, o tratamento de água para caldeira é essencial e contribui com a melhor qualidade da produção de vapor. Entretanto, esse tratamento adquire ainda mais importância quando considerados as inúmeras consequências do não tratamento.

A corrosão é o primeiro fenômeno indesejado decorrente do tratamento incorreto da água. Tal fenômeno ocorre devido ao excesso de gases dissolvidos ou mau acondicionamento de pH.

A entrada de sólidos suspensos na caldeira, como areia, lama, gordura, fibra e demais materiais grosseiros, também é outra consequência.

Em caldeiras, os sólidos suspensos não são toleráveis, pois ao se depositarem formam incrustações e lama em excesso. Podem também gerar arraste de água no vapor em um fenômeno conhecido como “vapor molhado”, que apresenta qualidade muito inferior.

Por fim, há também os sólidos dissolvidos, caso da sílica, cálcio, magnésio, ferro e até alumínio. Estes materiais, quando aquecidos, sofrem algum grau de insolubilização, formando a incrustação.

A ocorrência da incrustação afeta toda a performance da caldeira. É também um sério fator que compromete a segurança desse tipo de equipamento, ocasionando falhas e corrosão sob depósito.

A caldeira está falhando? A baixa qualidade da água pode ser o motivo!

Um tratamento de água para caldeira realizado de forma ineficiente, além da corrosão e da incrustação, pode ocasionar falhas no equipamento.

Um dos motivos mais recorrentes destas falhas é a formação de bolsões abaixo das incrustações nos tubos da caldeira.

Estes bolsões ocorrem pela formação de depósitos nas paredes da caldeira que causam isolamento entre a água (mesmo que ela seja de boa qualidade do ponto de vista físico-químico) e a superfície do metal.

Isso pode gerar um fenômeno de corrosão localizada, conhecida como corrosão sob depósito, que pode furar/trincar o tubo e gerar uma falha.

Outra falha relacionada à ineficácia do tratamento de água para caldeira é o superaquecimento. Se o tubo ficar isolado devido às incrustações, ele tende a trocar menos calor, aquecendo muito além do normal.

Vale destacar que o superaquecimento será uma consequência a longo prazo. Um fenômeno bem conhecido de superaquecimento de longo prazo é popularmente como “casca de laranja”.

Promova o tratamento da água e melhore a performance da caldeira

Como você viu até aqui, muitas serão as consequências e possibilidades de falhas decorrentes de um tratamento de água para caldeira realizado de forma ineficiente. Mas, mesmo com todas essas consequências, a performance da caldeira será sentida de forma imediata.

Como destacado, as incrustações nas superfícies da caldeira em excesso agem como isolantes térmicos. Ou seja, afetam a troca térmica entre as superfícies da caldeira e a água, reduzindo a capacidade da geração de vapor em maiores volumes.

Mas, melhor do que explicar, é apresentar um exemplo prático: uma caldeira flamotubular de baixa pressão com uma incrustação 100% mineral (carbonato de cálcio e silicato) de apenas 3 mm pode ter um consumo extra exigido de combustível de 3 a 8%.

Ou seja, essa caldeira precisará queimar mais combustível para atingir a mesma temperatura interna da água quando comparada a uma caldeira normal.

Além da queda da performance, essa ocorrência pode ainda ocasionar uma falha grave, pois toda caldeira tem um limite físico das propriedades de cada liga que formam seus tubos. Se este limite for ultrapassado, pode ocorrer deformação do tubo e sérios problemas.

Já uma incrustação de apenas 0,20 mm de silicato dentro da caldeira pode representar cerca de 80º C a mais na temperatura da parede do metal. Em um primeiro momento, isso pode reduzir a eficiência térmica da caldeira, mas também pode ocasionar uma falha grave em razão do sobreaquecimento do equipamento.

Por fim, quando inadequado, o tratamento de água para caldeira pode trazer consequências negativas para a qualidade do vapor gerado, principalmente em razão do fenômeno de arraste químico.

Este é um fenômeno caracterizado pelo vapor gerado que sai “molhado”. Ou seja, partículas de água sairão junto com o vapor.

Assim, com a baixa qualidade no tratamento de água para caldeira e a formação do arraste, o “vapor molhado” resultará em baixa qualidade geral, o que poderá trazer problemas em processos seguintes, caso dos processos responsáveis pela cogeração de energia.

Se não for controlado, o tratamento de água para caldeira pode afetar significativamente a performance e a segurança deste equipamento, com diminuição da troca térmica, aumento no consumo de combustível, queda na produção de vapor, etc.

Dessa forma, a qualidade da água deve ser controlada e os tratamentos devem ser implementados, sempre que necessários, para compatibilizar as propriedades físico químicas com os parâmetros de operação da caldeira definidos pelo fabricante.

Para saber mais sobre caldeiras e conferir dicas para melhor performance desse equipamento, confira o blog da COONTROL.