Par Brad Buecker, Publiciste technique principal
La production d’eau d’appoint de haute pureté et le contrôle précis de la chimie de l’eau de chaudière ou de la vapeur sont essentiels pour les générateurs de vapeur haute pression dans l’industrie électrique. Cependant, de nombreuses usines industrielles utilisent des chaudières à basse pression pour produire de la vapeur de procédé pour diverses applications, y compris la chaleur pour les réacteurs chimiques, les évaporateurs, les espaces de construction, etc. Même si les programmes de traitement pour ces unités sont souvent considérés comme moins rigoureux que pour les chaudières à haute pression, le personnel de l’usine sous-estime souvent les difficultés de corrosion et de formation de tartre qui résultent d’une sélection et d’un fonctionnement appropriés des systèmes de traitement de l’eau d’appoint et du condensat retourné.
Eau d’appoint pour chaudières à vapeur basse pression
Pour les chaudières à vapeur à basse pression (unités jusqu’à environ 600 psi qui ne font pas fonctionner les turbines), le traitement de l’eau d’appoint n’est souvent pas extrêmement rigoureux. Habituellement, la principale préoccupation est le potentiel d’entartrage du carbonate de calcium (CaCO3), comme l’illustre la réaction suivante des ions calcium (Ca2+) et de l’alcalinité du bicarbonate (HCO3– qui peut se produire dans les systèmes d’eau chaude et les chaudières.
Le CaCO3 est le matériau blanchâtre-bronzé qui apparaît dans la tuyauterie d’eau chaude domestique et les pommes de douche et est souvent appelé à tort « calcaire ».
Pendant des décennies, une méthode de traitement primaire typique pour l’appoint des chaudières industrielles était l’adoucissement à la zéolite de sodium. Dans ce processus, l’eau passe à travers des lits de résine échangeuse d’ions, où les ions de dureté calcium et magnésium sont remplacés par du sodium. Le courant adouci, avec les impuretés restantes comprenant l’alcalinité, les ions chlorure (Cl–), les ions sulfate (SO42-), la silice (SiO2), etc., alimente ensuite la chaudière.
Avantages et inconvénients de l’adoucissement à la zéolite de sodium
Cette méthode simple offre à la fois des avantages et des inconvénients. Par exemple, le processus unique d’adoucissement du sodium, par rapport aux techniques d’appoint nécessaires pour les générateurs de vapeur à haute pression (par exemple : l’ultrafiltration, l’osmose inverse et le polissage des effluents OI) permettent à l’usine d’économiser de l’argent en équipement et en coûts d’exploitation. Mais l’adoucissement du sodium ne touche pas les autres ions, dont beaucoup peuvent être problématiques. L’alcalinité peut se convertir en dioxyde de carbone (CO2) dans la chaudière, qui se transforme ensuite en vapeur. Le CO2 peut abaisser le pH du condensat retourné, ce qui peut provoquer des problèmes de corrosion dans ces systèmes. Le chlorure et, dans une moindre mesure, le sulfate, peuvent être des impuretés désagréables, en particulier en combinaison avec l’oxygène dans la chaudière. Les composés peuvent également se concentrer sous des dépôts de tubes de chaudière poreux, généralement des produits de corrosion à l’oxyde de fer transportés d’ailleurs, par exemple des systèmes de condensat retourné, pour induire une corrosion sous-dépôt (UDC).
Un dernier point à considérer : au fil des ans, le personnel de ChemTreat a constaté de nombreux cas de formation de tartre et de corrosion dans les systèmes de générateur de vapeur, où le problème principal était lié aux perturbations ou au mauvais entretien des adoucisseurs de sodium et d’autres équipements de traitement d’appoint, ce qui a permis à des impuretés excessives de pénétrer dans le système. L’usine d’eau ou de vapeur semble être négligée jusqu’à ce que des problèmes surviennent, et il en va souvent de même pour le contrôle de la chimie du condensat retourné. Recherchez plus de détails dans les prochains articles!
La partie 2 de cette série examinera les technologies modernes qui peuvent éliminer la plupart des impuretés de l’alimentation en eau d’appoint, ce qui, à son tour, peut améliorer considérablement la fiabilité de la chaudière.
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Veuillez contacter ChemTreat pour obtenir de l’aide dans la conception d’un programme de traitement personnalisé pour votre application. 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.
