Le dernier article de cette série de blogues portait sur la surveillance de la chimie de l’eau et de la vapeur dans les chaudières à basse pression, et plus particulièrement sur le retour des condensats.
Cet article examine les paramètres de surveillance recommandés pour les chaudières d’un système de production de vapeur. Les facteurs qui influencent le traitement d’eau de chaudière comprennent la conception de la chaudière, la pression de la chaudière ou de la vapeur, le fait que la vapeur soit utilisée strictement pour le chauffage du processus ou pour entraîner des turbines, et les questions liées au retour des condensats et à la pénétration d’impuretés dans l’eau de la chaudière.
L’importance de la mesure du pH
Les générateurs de vapeur des centrales électriques fonctionnent généralement en boucle fermée, car la vapeur n’entraîne qu’une turbine et est ensuite renvoyée dans son intégralité vers la chaudière. Pour les quantités normalement faibles d’eau ou de vapeur perdues, l’appoint provient de systèmes de traitement de haute pureté, ce qui garantit normalement une eau de chaudière propre.
Ainsi, le principal paramètre de surveillance de l’eau des chaudières de service public est le pH. La plage recommandée peut varier légèrement en fonction du type de chaudière et de la pression de fonctionnement, mais, en général, la plupart des directives préconisent une plage comprise entre 9,2 et 9,8.
Pour les nombreuses unités équipées de condenseurs de vapeur refroidis par eau, la pénétration d’impuretés est toujours possible et peut provoquer de graves perturbations dans l’environnement de la chaudière à haute température. Dans ces cas, le pH devient la mesure la plus critique. Pratiquement toutes les directives de l’industrie recommandent d’arrêter immédiatement une unité si le pH descend à 8,0.
Le phosphate trisodique (Na3PO4, TSP) en petites doses est encore un moyen courant de se protéger (temporairement) contre la pénétration de contaminants jusqu’à ce que l’unité puisse être arrêtée. Dans certains cas, de petites concentrations de caustique (NaOH) peuvent être préférables au TSP.
Remarque : Dans le type le plus courant de générateur de vapeur à récupération de chaleur (HRSG), le modèle basse pression et à action directe (FFLP), les alcalis solides ne peuvent pas être utilisés pour le traitement de l’évaporateur à basse pression. Le pH est plutôt contrôlé par le traitement de l’ammoniac des condensats et des eaux d’alimentation.
Analyses recommandées pour les applications à haute pression
Pour la plupart des applications à haute pression, les analyses suivantes sont recommandées :
- pH
- Phosphate (pour les unités traitées au phosphate)
- Conductivité spécifique
- Conductivité après échange de cations (CACE)
Les mesures de conductivité, en particulier la CACE combinée aux lectures de phosphate, peuvent être précieuses pour s’assurer que la chimie est équilibrée et réduit au minimum le potentiel de corrosion. Lorsqu’elles sont collectées et analysées par un logiciel tel que CTVista®+ de ChemTreat, ces données peuvent fournir des analyses précises et les tendances de la chimie de l’eau de chaudière.
Pour les chaudières industrielles, une surveillance supplémentaire peut être nécessaire. Dans de nombreux cas, le traitement de l’eau d’appoint peut consister uniquement en un adoucissement du sodium ou un adoucissement et une élimination de l’alcalinité. En outre, de nombreuses installations industrielles disposent de systèmes complexes de retour de la vapeur et des condensats qui peuvent permettre la pénétration d’impuretés supplémentaires dans les chaudières. Souvent, les principales impuretés sont des produits de corrosion à base d’oxyde de fer provenant de la tuyauterie de retour des condensats.
Programmes de traitement courants pour l’eau de chaudière
Un programme commun de traitement de l’eau de chaudière pour ces systèmes comprend du phosphate et un polymère, ce dernier pour maintenir les particules en solution.
Si la pénétration de la dureté n’est pas un problème, les programmes uniquement en polymère peuvent être préférables. Dans un cas comme dans l’autre, la détermination des concentrations de polymères peut être une tâche difficile. Une méthode consiste à mélanger une quantité infime d’un composé fluorescent à la formulation du produit. La très petite quantité du composé traceur n’interfère pas avec les réactions chimiques mais peut être facilement analysée pour fournir une mesure de substitution de la concentration chimique.
Une autre possibilité, qui a fait son apparition dans le secteur de l’eau de refroidissement il y a quelques années, concerne les polymères marqués. Une molécule non réactive est ajoutée aux polymères primaires pour les rendre détectables par l’instrumentation. Dans les cas où les polymères marqués sont applicables, le contrôle se fait directement et non par des méthodes de substitution.
Comme vous le savez, tous les systèmes sont différents. Le personnel de ChemTreat possède les connaissances et peut fournir les produits et services nécessaires pour traiter n’importe quelle chaudière, des très grandes chaudières électriques aux petites unités industrielles. Veuillez nous contacter pour de plus amples renseignements. 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.
Des détails supplémentaires concernant l’échantillonnage des chaudières électriques peuvent être obtenus dans le « Document d’orientation technique – Révision 2015 : Instrumentation pour la surveillance et le contrôle de la chimie du cycle pour les circuits vapeur-eau des centrales électriques à combustible fossile et à cycle combiné »; Association internationale pour les propriétés de l’eau et de la vapeur (www.iapws.org).
