Tratamento de água para caldeira

Tratamento de água para caldeira: entenda a importância

A água é um insumo amplamente utilizado e necessário em caldeiras. Por isso, o tratamento de água para caldeira é um procedimento fundamental, principalmente para evitar danos e falhas que podem comprometer a eficiência térmica e operacional desse tipo de equipamento.

Assim, um eficiente tratamento de água para caldeira irá impactar a eficiência energética como um todo, melhorando a operação e tornando o processo de geração de vapor muito mais seguro.

Entenda então quais são os problemas e falhas mais recorrentes em caldeiras decorrentes da má qualidade da água e veja porque priorizar o tratamento deste insumo é extremamente importante.

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Por que o tratamento de água para caldeira é fundamental?

Uma das operações mais comuns que ocorrem em processos industriais é a geração de vapor. Esse vapor, gerado pelas caldeiras, é usado em variados processos. Mas independentemente do tipo de processo, a qualidade do vapor nessas operações é sempre fundamental.

Assim, para uma geração de vapor de melhor qualidade, há a exigência de que a qualidade da água utilizada para seja a melhor possível. Segundo Anderson José Beber, Applications Project Manager, Industrial Water Division da Solenis Especialidades Químicas, a qualidade do tratamento de água para caldeira pode impactar diretamente na eficiência energética da mesma.

O tratamento de água para caldeira envolve várias etapas que visam como maior prioridade melhor gerenciamento de contaminantes que ingressam em uma caldeira”, explica.

Segundo o especialista, os contaminantes que podem trazer problemas para uma caldeira são divididos em três classes:

  1. Sólidos suspensos – Materiais que causam turbidez e cor na água (são visíveis);
  2. Sólidos dissolvidos – Não são vistos a olho nu, mas estão presentes na água;
  3. Gases dissolvidos.

Baseado nisso, Beber explica que dependendo do nível de pressão operacional da caldeira, maior ou menor será a tolerância dessa caldeira para suportar algum grau de contaminação.

Caldeiras de baixa pressão e temperatura, por exemplo, apresentam fluxo térmico menor, isso permite que algum nível de contaminação seja permitido, sem jamais exceder um certo limite, como determinado, por exemplo, em tabelas ASME (American Society of Mechanical Engineers) ou outras referências técnicas conhecidas”.

Consequências do não tratamento de água para caldeira

Como vimos, o tratamento de água para caldeira é essencial para melhor produção de vapor. Mas esse tratamento adquire ainda mais importância quando levamos em consideração as inúmeras consequências desse processo.

Anderson Beber explica que a corrosão é o primeiro fenômeno indesejado decorrente do tratamento incorreto da água. “Excesso de gases dissolvidos ou mau acondicionamento de pH são geradores de corrosão, seja por oxigênio, e pH baixo ou alto também”, indica.

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

Os sólidos suspensos não são toleráveis, pois ao se depositarem formam incrustações e lama em excesso. Podem também gerar arraste de água no vapor, conhecido por alguns como ‘vapor molhado’”, que apresenta qualidade muito inferior”, explica Beber.

Por fim, temos os chamados vilões da falta de tratamento de água para caldeira, que são os sólidos dissolvidos, caso da sílica, cálcio, magnésio, ferro e até alumínio. Estes materiais, quando aquecidos sofrem algum grau de insolubilização, formando a já conhecida incrustação.

A incrustação afeta a performance da caldeira, além de ser um sério fator que compromete a segurança desse tipo de equipamento, ocasionando falhas e corrosão sob depósito”, ressalta Beber.

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Falhas em caldeiras: a baixa qualidade da água pode ser um motivo

Quando o tratamento de água para caldeira é ineficaz, além das consequências já salientadas, há ainda os fenômenos que ocasionam falha no equipamento. Tais falhas podem ocorrer por variados motivos.

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

Tais 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 gera um fenômeno de corrosão localizada, conhecida como corrosão sob depósito. “A corrosão localizada fura/trinca o tubo gerando uma falha, que pode ser bastante grave”, indica Beber.

Outra falha citada pelo especialista em tratamento de água para caldeira é o superaquecimento. Segundo Beber, se o tubo fica isolado devido às incrustações, ele tende a trocar menos calor.

Com isso, em casos extremos, o superaquecimento será uma consequência a longo prazo. Um fenômeno bem conhecimento de superaquecimento de longo prazo é popularmente como “casca de laranja”.

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Performance da caldeira: Grande afetada pela baixa qualidade da água

Vimos até aqui que muitas são as consequências e possibilidades de falhas decorrentes da não prioridade ao tratamento de água para caldeira. Mas a ocorrência mais imediata e direta será sentida na performance da caldeira.

As incrustações nas superfícies da caldeira funcionam como isolantes térmicos, ou seja, afetam a troca térmica entre as superfícies da caldeira e a água, reduzindo a capacidade da geração de maiores volumes de vapor.

Para comprovar isso, Beber cita um exemplo bastante representativo: “Para termos ideia, se uma caldeira fogotubular, que tem baixa pressão, tiver uma incrustação 100% mineral (carbonato de cálcio e silicato) de apenas 3 mm pode ter um consumo extra de combustível de 3 a 8%. Ou seja, precisa-se queimar mais combustível para atingir a mesma temperatura interna da água”.

Essa ocorrência pode ainda ocasionar uma falha grave, pois toda caldeira tem um limite físico das propriedades de cada liga formadora de seus tubos, mas se este limite for ultrapassado, pode ocorrer deformação do tubo.

Anderson Beber cita outro exemplo para explicar este fenômeno.

Para termos uma ideia, 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. Isso pode reduzir a eficiência térmica em um primeiro momento, mas também pode ocasionar uma falha grave em razão do sobreaquecimento do equipamento”.

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

A introdução de gorduras em fábricas que trabalham com óleos vegetais e animais, residual de sólidos suspensos em excesso e a alta dosagem de produtos químicos na água podem gerar o arraste, caracterizado como um fenômeno em que o vapor gerado sai “molhado”, ou seja, partículas de água vão junto com o vapor”, ressalta Beber.

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

Para saber mais sobre caldeiras e a busca pela melhor performance desse equipamento? Então confira o blog da COONTROL e saiba muito mais sobre o tema.

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