En el entorno de la generación de vapor, la eficiencia y seguridad son prioridades absolutas. Un componente crucial que garantiza la calidad del agua de alimentación de la caldera y previene la corrosión y otros problemas es el desaireador. Este dispositivo juega un papel fundamental en la eliminación de gases disueltos, especialmente el oxígeno, que pueden ser perjudiciales para la caldera y el proceso de generación de vapor.
¿Qué es un Desaireador?
Un desaireador es un equipo fundamental utilizado en las industrias de procesos químicos y plantas de energía donde se genera vapor a partir del agua de alimentación de la caldera. Su función principal es eliminar los gases disueltos no deseados, principalmente el oxígeno disuelto, del agua de alimentación de la caldera antes de que esta ingrese al sistema de generación de vapor.
La presencia de oxígeno disuelto en el agua de alimentación de la caldera puede provocar problemas graves, incluyendo:
- Corrosión: El oxígeno reacciona con el acero de la caldera, formando óxidos que debilitan las paredes del equipo y pueden causar fugas.
- Formación de incrustaciones: El oxígeno puede contribuir a la formación de incrustaciones en las tuberías y componentes de la caldera, lo que reduce la eficiencia de transferencia de calor y aumenta el riesgo de sobrecalentamiento.
- Deterioro de la calidad del vapor: La presencia de oxígeno en el vapor puede causar problemas de corrosión en las tuberías y equipos que utilizan el vapor.
Los desaireadores están diseñados para eliminar el oxígeno disuelto hasta niveles muy bajos, típicamente 7 ppb (partes por billón) según el estándar WTC (Water Treatment Council). Esto asegura que el agua de alimentación de la caldera sea segura y eficiente para la generación de vapor.
Principios de Funcionamiento del Desaireador
El funcionamiento del desaireador se basa en dos principios fundamentales:
Ley de Henry
La Ley de Henry establece que la solubilidad de un gas en un líquido es directamente proporcional a la presión parcial del gas sobre el líquido. En el caso del desaireador, se reduce la presión parcial del oxígeno disuelto en el agua de alimentación mediante la inyección de vapor. Al disminuir la presión parcial, la solubilidad del oxígeno también disminuye, lo que permite que el gas se libere del agua.
Solubilidad Inversa del Agua
La solubilidad de los gases en el agua disminuye a medida que aumenta la temperatura. En el desaireador, el agua de alimentación se calienta mediante la inyección de vapor, lo que reduce aún más la solubilidad del oxígeno y facilita su liberación.
Tipos de Desaireadores
Existen diferentes tipos de desaireadores, cada uno con sus características y aplicaciones específicas:
Desaireador Tipo Bandeja
Los desaireadores tipo bandeja contienen bandejas perforadas en la sección superior del desaireador. El agua de alimentación se introduce en las bandejas perforadas, donde aumenta el área de contacto con el vapor y el tiempo de residencia, lo que facilita la eliminación de los gases disueltos. El agua tratada luego pasa a una sección de almacenamiento horizontal, donde se inyecta vapor a través de una tubería de burbujeo para eliminar los gases restantes y mantener el agua a su temperatura de saturación.
Desaireador Tipo Rociador
En los desaireadores tipo rociador, el agua de alimentación se introduce a través de una boquilla rociadora en el espacio de entrada. El agua se precalienta y desairea antes de ser enviada a la sección de almacenamiento. Similar al tipo bandeja, se inyecta vapor en la sección de almacenamiento para mantener el agua a su temperatura de saturación.
Sistema de Control de Procesos en un Desaireador
El control de procesos en un desaireador es fundamental para garantizar un funcionamiento eficiente y seguro. Los principales aspectos a considerar son:
Control de Presión de Vapor
El desaireador funciona con vapor a baja presión, generalmente entre 0,5 y 1,5 kg/cmEsta presión se puede obtener de diferentes fuentes, como la extracción de turbinas de contrapresión, vapor instantáneo recuperado de la caldera o vapor de descarga de un cabezal de vapor de alta presión a través de una válvula reductora de presión. La presión del vapor dentro del desaireador debe mantenerse para facilitar la eliminación de los gases disueltos y para proporcionar el NPSH (Net Positive Suction Head) adecuado para la bomba de alimentación de la caldera.
Control de Nivel de Agua
El nivel de agua en el desaireador debe mantenerse dentro de un rango específico para evitar problemas de funcionamiento. Las principales fuentes de agua cruda al desaireador son el agua tratada de la planta de tratamiento de agua y el condensado de las turbinas de vapor. Se utilizan alarmas de alto y bajo nivel para indicar cualquier desviación del nivel de agua deseado. El nivel bajo puede provocar la falta de agua de alimentación en la bomba, mientras que el nivel alto puede causar la entrada de agua al cabezal de vapor. Para prevenir un nivel de agua excesivamente alto, se instala un drenaje de desbordamiento para drenar el agua en caso de sobrellenado.
Otros Beneficios del Desaireador
Además de su función principal de eliminación de gases disueltos, los desaireadores ofrecen otros beneficios:
- Almacenamiento de Reserva: El desaireador actúa como un tanque de almacenamiento adicional, proporcionando una reserva de agua de alimentación de la caldera durante cortes momentáneos en el suministro de agua corriente arriba, generalmente por un periodo de unos veinte minutos.
- Dosificación de Oxígeno: En algunas plantas, el desaireador se utiliza para dosificar oxígeno mediante la eliminación de químicos como la hidrazina o la hidroquinona, que se usan para controlar la corrosión.
(Consultas Habituales)
¿Qué pasa si no se utiliza un desaireador?
Si no se utiliza un desaireador, el agua de alimentación de la caldera contendrá oxígeno disuelto, lo que provocará corrosión, incrustaciones y otros problemas que pueden dañar la caldera y reducir su eficiencia. Además, la calidad del vapor generado se verá afectada, lo que puede causar problemas en los equipos que utilizan el vapor.
¿Con qué frecuencia se debe inspeccionar y mantener un desaireador?
Se recomienda inspeccionar y mantener el desaireador de forma regular, al menos una vez al año, para garantizar su correcto funcionamiento. Las inspecciones deben incluir la verificación de los niveles de oxígeno disuelto en el agua de alimentación, la limpieza de las bandejas o rociadores, la comprobación de la presión de vapor y el funcionamiento de las válvulas de seguridad.
¿Qué tipo de desaireador es el mejor para mi aplicación?
La elección del tipo de desaireador depende de las necesidades específicas de la aplicación, incluyendo el caudal de agua de alimentación, la presión de vapor disponible, el espacio disponible y el presupuesto. Es importante consultar con un experto en tratamiento de agua para determinar el tipo de desaireador más adecuado para su aplicación.
El desaireador es un componente esencial para la generación eficiente y segura de vapor. Su función principal es eliminar el oxígeno disuelto del agua de alimentación de la caldera, previniendo la corrosión, la formación de incrustaciones y otros problemas que pueden afectar el rendimiento y la vida útil de la caldera. Al garantizar una calidad de agua de alimentación óptima, el desaireador contribuye a la eficiencia energética, la seguridad del proceso y la reducción de los costes de mantenimiento.
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