Cette série de blogues porte sur différents aspects de la surveillance de la chimie des générateurs de vapeur. Partie 1 a discuté des recommandations de surveillance du système haute pression, et la Partie 2 a examiné le système de condensat.
Cette discussion sur l’échantillonnage de l’eau d’alimentation dans le cadre de la surveillance de la chimie de l’eau et de la vapeur des générateurs de vapeur est étroitement liée à l’épisode précédent, notamment en ce qui concerne l’instrumentation recommandée. Le circuit des générateurs de vapeur à haute pression, et en particulier des unités de production d’énergie, est presque fermé (ou devrait l’être), avec seulement un appoint modéré. Si la chimie du condensat décrite dans la Partie 2 est en ordre, la chimie de l’eau d’alimentation devrait également être satisfaisante. Cependant, l’échantillon d’eau d’alimentation (idéalement à l’entrée de l’économiseur [EI] ou, mieux encore, à la sortie de l’économiseur) est crucial, car il représente généralement le principal endroit pour évaluer la corrosion à écoulement accéléré (FAC) dans le système d’eau d’alimentation. En outre, les produits chimiques de traitement des condensats/eaux d’alimentation sont ajoutés après la décharge de la pompe à condensats (CPD), de sorte que l’échantillon d’eau d’alimentation est l’endroit privilégié pour surveiller les dosages chimiques et leurs effets.
Pour les systèmes standards, les analyses continues de l’eau d’alimentation recommandées sont :
- Conductivité cationique (CACE) : ≤ 0,2 µS/cm
- Conductivité spécifique (SC) : compatible avec le pH
- Sodium : ≤ 2 ppb
- Oxygène dissous (OD) : 5–10 ppb
- pH : 9,6-10,0 (Il s’agit de la plage de pH pour la conception HRSG la plus courante, le type basse pression à triple pression et à action directe. La plage peut être un peu différente pour les autres modèles HRSG.)
- Fer total : ≤ 2 ppb
Les échantillons de sodium et de CACE servent souvent d’excellentes solutions de secours pour les mêmes instruments au CPD. La détection et la réponse à la pénétration de contaminants est généralement la plus haute priorité dans les unités à haute pression, et les lectures redondantes des instruments d’eau d’alimentation peuvent être très utiles pour confirmer si une perturbation est réelle ou le résultat d’un analyseur défectueux. Bien que cela soit rare, on sait parfois que des impuretés pénètrent dans le générateur de vapeur par le biais de produits chimiques de traitement de l’eau d’alimentation contaminés, ce que ces instruments détectent généralement. Enfin, dans la plupart des unités à haute pression, un petit courant d’eau d’alimentation est utilisé pour l’atténuation de la vapeur. Cette disposition peut introduire des impuretés directement dans le surchauffeur/réchauffeur et la turbine. L’hydroxyde de sodium, le chlorure et le sulfate en particulier peuvent être très dommageables pour ces composants.
Comme indiqué dans la Partie 2, l’ammoniac (ou parfois une amine ou un mélange ammoniac/amine) est l’agent normal de conditionnement du pH pour l’eau de condensation/eau d’alimentation. Cependant, la mesure directe du pH de l’eau de haute pureté peut être délicate, et des algorithmes ont été développés pour calculer le pH en fonction des mesures SC et CACE afin de fournir des résultats plus précis. Le SC dans l’eau de haute pureté est directement corrélé à la concentration d’ammoniac, de sorte que les mesures SC offrent un meilleur contrôle de l’alimentation en ammoniac/amine que le pH.
Pratiquement aucun générateur de vapeur moderne, en particulier les HRSG, ne comporte d’alliages de cuivre dans le système d’eau d’alimentation. Les agents d’épuration/réducteurs d’oxygène ne sont donc pas recommandés pour ces unités, mais une petite quantité d’OD (5 à 10 ppb) est nécessaire pour établir la couche d’oxyde de fer la plus protectrice sur les tuyauteries en acier au carbone. Pour ce faire, il peut être nécessaire de fermer les évents de dégazage (pour les systèmes qui en sont équipés), mais pas sans une évaluation préalable adéquate.
Ces dernières années, la surveillance du fer est devenue une fonction très importante dans de nombreux systèmes. Elle fournit une indication directe de la FAC et de l’efficacité du programme chimique à atténuer ce mécanisme de corrosion. La plupart du fer présent dans le condensat et l’eau d’alimentation existe sous forme de particules, de sorte que les méthodes d’analyse ne portant que sur le fer dissous sous-estiment largement la concentration totale. L’échantillonnage des produits de corrosion est une méthode qui consiste à filtrer un échantillon au fil du temps, après quoi la concentration est déterminée par digestion du filtre, avec analyse ultérieure du fer dissous. Hach propose une méthode peu coûteuse de prélèvement d’échantillons instantané, qui comprend une étape de digestion, pour la surveillance du fer. Les analyses peuvent être effectuées quotidiennement, hebdomadairement ou à n’importe quelle fréquence souhaitée par le personnel de l’usine, et sur l’un des nombreux flux importants, notamment les condensats, l’eau d’alimentation et l’eau de chaudière.
Figure 1. Réactif combiné, flacons de digestion et bloc chauffant (à gauche) : cellule d’échantillon de 1 pouce (au centre) et spectrophotomètre (à droite). Photos gracieuseté de Hach.
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Comme toutes les autres technologies, une diligence raisonnable est nécessaire pour déterminer la faisabilité de l’utilisation des méthodes. Consultez toujours les manuels et guides de votre équipement et demandez conseil à ChemTreat pour répondre aux besoins spécifiques de votre système.
