Les parties 1, 2 et 3 de cette série se sont concentrées sur la surveillance des systèmes d’eau d’appoint et des condensats/eau d’alimentation pour les générateurs de vapeur à haute pression, et principalement ceux de l’industrie électrique.. Cependant, il existe des milliers de chaudières à basse pression dans les installations industrielles du monde entier, qui nécessitent également une surveillance précise et un contrôle de la chimie. Dans cet article, nous nous concentrerons sur la surveillance de la chimie de l’eau et de la vapeur dans les chaudières à basse pression, et plus particulièrement sur les problèmes de retour de condensat.
Dans de nombreuses installations industrielles, le réseau d’alimentation en vapeur et de retour du condensat, souvent vaste et complexe, constitue un facteur de complication. Selon les produits fabriqués dans une installation, un certain nombre d’impuretés peuvent potentiellement entrer dans le retour des condensats et être transportées vers les chaudières.
Schéma général d’un système industriel courant de production de vapeur. Notez les multiples lignes de retour du condensat dans le système.
Lorsqu’ils atteignent la chaudière, les contaminants peuvent provoquer un encrassement interne et un entartrage des tubes de la chaudière, ou ils peuvent influencer la chimie de l’eau de la chaudière et entraîner des impuretés dans la vapeur. Un exemple dramatique survenu il y a quelques années dans une usine de produits chimiques organiques provient du transport de produits organiques vers quatre chaudières de conditionnement, ce qui a provoqué un moussage et un entraînement importants dans chaque baril. L’encrassement des tubes du surchauffeur, et la surchauffe des tubes qui s’ensuivait, nécessitait le remplacement du surchauffeur tous les 1,5 à 2 ans.
En ce qui concerne la surveillance de la chimie du retour des condensats, un paramètre standard, similaire à tous les autres flux liquides, est le pH. En général, la plage de pH optimale pour ces systèmes est de 9 à 10, avec quelques variations en fonction des différentes métallurgies. En présence d’alliages de cuivre, un pH situé dans la partie inférieure de la fourchette est généralement préférable. La mesure du pH dans une eau très pure peut être problématique et sujette à des erreurs, mais dans la gamme légèrement basique de 9 à 10, des valeurs précises peuvent être calculées à partir des mesures de la conductivité spécifique et de la conductivité cationique (également connue sous le nom de conductivité après échange cationique [CACE]). Un résumé de cette technique est présenté dans un article paru en janvier 2021 dans Power Engineering.
Des instruments supplémentaires pour le retour du condensat peuvent être sélectionnés en fonction des impuretés primaires qui pourraient apparaître. Pour l’usine chimique mentionnée ci-dessus, les analyses du carbone organique total (COT) auraient été un choix logique. Le COT est également un facteur important dans les raffineries, les usines pétrochimiques, les usines de liquéfaction du gaz naturel, etc.
Dans les installations qui fabriquent des produits chimiques inorganiques, un certain nombre d’analyses ont une valeur potentielle, notamment le sodium et la CACE susmentionnée, qui est en fait une mesure de substitution pour le chlorure et le sulfate dans l’eau et la vapeur de haute pureté. La surveillance en ligne de la dureté peut convenir à certaines applications pour minimiser le transport de calcium et de magnésium vers les chaudières, qui peuvent ensuite précipiter sous forme de dépôts durs. Si l’on se réfère à la première partie de cette série, la surveillance de la dureté de l’effluent de l’adoucisseur de sodium peut alerter les opérateurs des perturbations du système d’appoint avant que des problèmes graves ne surviennent.
Les analyses du fer (et si nécessaire du cuivre) sont utiles pour évaluer la protection contre la corrosion, ou son absence, dans les systèmes de retour des condensats. Un problème qui touche de nombreux générateurs de vapeur est le transport des produits de corrosion de l’oxyde de fer vers les chaudières, où ces matériaux précipitent, généralement sur le côté chaud des tubes de la chaudière. Ces dépôts sont alors le siège d’une corrosion sous dépôt (UDC), dans laquelle l’acide ou le caustique se concentre à la surface du tube et attaque directement le métal du tube. L’UDC peut être plus grave dans les chaudières à haute pression avec des flux de chaleur élevés, mais les chaudières à basse pression sont souvent exploitées pendant des années sans aucun nettoyage chimique, de sorte que les dépôts deviennent très épais et induisent l’UDC.
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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.
