El documento describe el funcionamiento de los sistemas de generación de vapor. Explica que su función es aprovechar la energía de un combustible para transformar el agua en vapor y usarlo para calentar equipos de proceso o mover máquinas térmicas. También describe los diferentes tipos de calderas, los problemas causados por las impurezas del agua como la corrosión y los depósitos, y los programas de tratamiento químico usados para controlarlos.

1. CURSO
DE
CAPACITACION
B W T

2. FUNCION DEL SISTEMA
DE GENERACION DE VAPOR
LA FUNCION DE UN SISTEMA DE GENERACION
DE VAPOR , ES LA DE APROVECHAR LA ENERGIA
DE UN COMBUSTIBLE PARA TRANSFORMAR EL
AGUA EN VAPOR PARA CALENTAR EQUIPOS DE
PROCESO, MOVER MAQUINAS TERMICAS, ETC.

3. PROPIEDADES TERMICAS
SUSTANCIA CALOR CALOR DE CALOR
DE FUSION VAPORIZACION ESPECIFICO
Cal/gr Cal/gr Cal/gr °C
ACETONA 23.40 124.50 0.506
ACIDO SULFURICO 24.00 330.00 0.270
AGUA 79.71 540.00 1.007
BENCENO 30.30 94.30 0.389
ETANOL 24.90 204.00 0.535
MERCURIO 2.82 70.60 0.033
METANOL 23.70 263.00 0.570
TETRACLORURO
DE CARBONO 4.16 46.40 0.198

4. 1 gr
FASE
VAPOR
FASE
LIQUIDA
1 gr
1 gr
540
CALORIAS
540
CALORIAS
1 gr
CALOR DE VAPORIZACION
AGUA

5. 1 gr
FASE
VAPOR
FASE
LIQUIDA
1 gr
1 gr
46.4
CALORIAS
46.4
CALORIAS
1 gr
CALOR DE VAPORIZACION
TETRACLORURO
DE CARBONO

6. SISTEMA DE
GENERACION
DE VAPOR
PROCESO
PRETRATAMIENTO
CALDERA
DEAEREADOR
VAPOR
RETORNO DE CONDENSADOS
AGUA
CRUDA
O2
PURGA

7. CLASIFICACION DE
CALDERAS
1.- USO.
2.- PRESION.
3.- MATERIALES DE CONSTRUCCION.
4.- TAMAÑO.
5.- CONTENIDO DE TUBOS.
6.- FORMA Y POSICION DE LOS TUBOS.
7.- SISTEMA DEL FOGON.
8.- FUENTE DE CALOR.

8. CLASIFICACION DE
CALDERAS ( 2 )
9.- CLASE DE COMBUSTIBLE.
10.- FLUIDO UTILIZADO.
11.- SISTEMA DE CIRCULACION.
12.- POSICION DEL HOGAR.
13.- TIPO DE FOGON.
14.- FORMA GENERAL.
15.- NOMBRE REGISTRADO
DEL FABRICANTE.
16.- PROPIEDADES ESPECIALES.

9. CALDERA DE
TUBOS DE HUMO
GASES CALIENTES
SALIDA DE VAPOR
SALIDA DE
GASES CALIENTES
ALIMENTACION DE AGUA

10. CALDERA DE
TUBOS DE HUMO

11. CALDERA
DE
TUBOS
DE
HUMO

12. AREA
1er
PASO
CALDERA
DE
TUBOS
DE
HUMO

13. AREA
2º PASO
CALDERA
DE
TUBOS
DE
HUMO

14. AREA
3er
PASO
CALDERA
DE
TUBOS
DE
HUMO

15. AREA
4º PASO
CALDERA
DE
TUBOS
DE
HUMO

16. CALDERA
DE TUBOS
DE AGUA
TIPO D

17. CALDERA
DE TUBOS
DE AGUA
TIPO O

18. CALDERA
DE TUBOS
DE AGUA
TIPO A

19. CALDERETA
HORIZONTAL
VAPOR DE AGUA
CONDENSADOS LIQUIDO
VAPOR

20. VAPOR DE
AGUA
CONDENSADOS
VAPOR
ENTRADA
DE LIQUIDO
LIQUIDO
CONCENTRADO
CALDERETA TIPO MARMITA

21. OPERACIÓN
DE
LA
CALDERA

22. SEPARADOR
DE VAPOR
TUBOS
GENERADORES
PURGA
CONTINUA
AGUA
ALIMENTACION
MAMPARA
SALIDA VAPOR
SATURADO SECO
TUBOS DE
BAJADA
DOMO
QUIMICOS

23. TUBOS DE
BAJADA
TUBOS
GENERADORES
DOMO
SALIDA
DE
VAPOR

24. DOMO
TUBOS
GENERADORES
TUBOS DE
BAJADA
SALIDA DE VAPOR

25. SEPARADOR
TERCIARIO
SALIDA VAPOR
SATURADO SECO
SEPARADOR
PRIMARIO
SEPARADOR
SECUNDARIO
TUBOS
GENERADORES
TUBOS DE
BAJADA
PURGA
CONTINUA
AGUA
ALIMENTACION
DOMO
QUIMICOS

26. OPERACIÓN
DE
LA
CALDERA

27. TUBOS
GENERADORES
SEPARADOR
TERCIARIO
SEPARADOR
PRIMARIO
SEPARADOR
SECUNDARIO
TUBOS DE
BAJADA
DOMO
SALIDA VAPOR
SATURADO SECO

28. ¿ CUALES
SON
LOS
OBJETIVOS
DEL
TRATAMIENTO
QUIMICO?

29. OBJETIVOS DEL TRATAMIENTO
QUIMICO A CALDERAS
1.- OPERACIÓN CONTINUA DE LOS
PROCESOS INDUSTRIALES.
2.- EVITAR DEPOSITOS Y LA FORMACION
DE INCRUSTACIONES EN LA CALDERA.
3.- EVITAR LA CORROSION EN LA
CALDERA.

30. OBJETIVOS DEL TRATAMIENTO
QUIMICO A CALDERAS ( 2 )
4.- ACONDICIONAMIENTO DE LOS
LODOS.
5.- PREVENCION O MINIMIZACION
DE ESPUMACION Y ARRASTRES.
6.- PROTEGER DE LA CORROSION A
LAS LINEAS DE VAPOR, EQUIPOS
Y LINEAS DE CONDENSADO.

31. PROGRAMA DE TRATAMIENTO QUIMICO PARA
LOS SISTEMAS DE GENERACION DE VAPOR
1. ELIMINADOR DE OXIGENO.
2.- ANTIINCRUSTANTE.
3.- ACONDICIONADOR DE LODOS.
4.- DISPERSANTE DE FIERRO.
5.- ANTIESPUMANTE.
6.- TRATAMIENTO PARA LINEAS DE
VAPOR, EQUIPOS Y CONDENSADOS.

32. CALDERA PASIVADA Y LIBRE DE DEPOSITOS

33. CALDERA SUCIA

34. IMPUREZAS DEL AGUA
1.-SOLIDOS DISUELTOS.
2.-SOLIDOS SUSPENDIDOS
3.-GASES DISUELTOS.

35. PROBLEMAS OCASIONADOS
POR LAS IMPUREZAS DEL AGUA
A.- CORROSION.
B.- DEPOSITOS.
1.- INCRUSTACION.
2.- AZOLVAMIENTO.

36. A.- CORROSION
ES LA DETERIORACION QUE OCURRE
CUANDO UN MATERIAL, GENERALMENTE
UN METAL, REACCIONA CON EL MEDIO
AMBIENTE PARA REGRESAR A SU
FORMA MAS ESTABLE.

37. CATODO CATODO
ANODO
MECANISMO DE CORROSION
EN MEDIO ACUOSO
e- e-
e-
e-
e-
e-
Fe° = Fe 2+ + 2e-
O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-
Fe 2+ + 2OH- = Fe(OH)2
4Fe(OH)2 + O2 + H2O= Fe(OH)3
2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3H2O
EL FIERRO SE DISUELVE
FLUJO DE
AGUA

38. VELOCIDAD DE REACCION
APROXIMADAMENTE LA VELOCIDAD DE
REACCION DE LA CORROSION SE
DUPLICA POR CADA 17 °C QUE SE
INCREMENTA LA TEMPERATURA
100
1
10 100
2
27 100
4
44T°C
UC
61
8
78
16
95
32
112
64
129
128
146
256
163
512

39. CORROSION POR OXIGENO

40. FORMAS DE ELIMINAR
EL OXIGENO DEL AGUA
1.- FORMA MECANICA.
2.- FORMA QUIMICA.

41. 26
24
22
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
60 80 100 120 140 160 180 200 220 240
10 psi
5 psi
0
10" VAC
OXIGENO-ppm
TEMPERATURA- ºF
SOLUBILIDAD DEL OXIGENO

42. O2
ENTRADA
DE
VAPOR
SECCION
DE
CHAROLAS
ASPERSOR DE
AGUA DE
ENTRADA
ALMACENAMIENTO
VENTEO
A BOMBA DE
ALIMENTACION
DEAEREADOR
TIPO CHAROLA

43. ENTRADA
DE
VAPOR
ASPERSOR DE
AGUA DE
ENTRADA
VENTEO
A BOMBA DE
ALIMENTACION
DEAEREADOR
TIPO ASPERSION
O2

44. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
pH
VELOCIDADDECORROSION
EFECTO DEL
pH SOBRE LA
VELOCIDAD
DE CORROSION
EN EL FIERRO

45. ELIMINADORES DE OXIGENO
1.- SULFITO DE SODIO.
2.- HIDRAZINA.
3.- BISULFITO DE SODIO.
4.- MEKOR.
5.- DIETILHIROXILAMINA.
6.- CARBOHIDRAZIDA.
7.- HIDROQUINONA.

46. ELIMINACION QUIMICA
DEL OXIGENO
1.- SULFITO DE SODIO:
2Na2SO3 + O2
===>
2Na2SO4

47. DOSIFICACION
DE
ELIMINADOR
DE
OXIGENO
BOQUILLAS
DE
DOSIFICACION

48. DOSIFICACION
DEL
ELIMINADOR
DE
OXIGENO
TUBERIA DE
ACERO INOXIDABLE
DE 1/2”.
LAS TAPAS DE
LOS EXTREMOS
TIENEN AJUGEROS
DE 1/8”

49. VENTAJAS Y DESVENTAJAS
DEL SULFITO DE SODIO
* POLVO ACEPTADO POR FDA.
* SU VELOCIDAD DE REACCION ES
SUPERIOR A LA DE LA HIDRACINA.
* NO TIENE ACCION PASIVADORA.
* LOS PRODUCTOS DE REACCION CON EL
OXIGENO APORTAN CONDUCTIVIDAD
AL AGUA DE LA CALDERA.
* SU CONTROL ES SENCILLO.

50. B.- DEPOSITOS
1.- INCRUSTACIONES.
2.- AZOLVAMIENTOS.

51. 1.- INCRUSTACION
SON DEPOSITOS ADHERENTES,
DUROS Y CRISTALINOS FORMADOS
POR LA PRECIPITACION DE LOS
SOLIDOS DISUELTOS AL
EXCEDERSE SU LIMITE DE
SOLUBILIDAD O POR EL
CAMBIO DE CONDICIONES .

52. 1.- INCRUSTACION ( 2 )
LOS MAS COMUNES SON:
CARBONATO DE CALCIO.
SULFATO DE CALCIO.
SILICATO DE CALCIO.
FOSFATO TRICALCICO.
SILICATO DE MAGNESIO.
SILICE.

53. Ca2+ CO3
2-
+
TEMPERATURA
Y/O
SOBRESATURACION
INCRUSTACION

54. CALDERA INCRUSTADA

55. CONDUCTIVIDAD TERMICA DE
LOS DEPOSITOS
BTU /hr pie2 °F /plg
DEPOSITOS
Carbonato de calcio ( CaCO 3 ) 6.4
Cuarzo ( SiO 2 ) 10.5
Fosfato de calcio ( Ca3(PO4)2 ) 25.0
Fosfato de magnesio ( Mg3(PO4)2 ) 15.0
Hematita ( Fe2O3 ) 4.1
Magnetita ( Fe3O4 ) 20.1
Serpentina ( 2MgSiO3.Mg(OH)2.H2O ) 6.8
Sulfato de calcio ( CaSO4 ) 9.0

56. CONDUCTIVIDAD TERMICA DE
DIVERSOS MATERIALES
BTU / hr pie2
°F / plg
METALES
Acero al carbón 312
Aluminio 1,428
Latón 720
Níquel 408
Oro 2,050
Plata 2,858
Zinc 768

57. INCRUSTACIONES EN
TUBOS DE CALDERA
553 °F
289 ºC
1,000 °F
538 ºC
1,500 °F
815 ºC
TUBO
LIMPIO
SOBRECALENTAMIENTO
R
U
P
T
U
R
A
1.34 mm
2.71 mm
600 psig
0.0 mm

58. TUBO
DE
CALDERA
INCRUSTADO

59. FALLA
EN
TUBO
DE
CALDERA

60. 2.- AZOLVAMIENTO
SON DEPOSITOS NO-CRISTALINOS
Y SUAVES FORMADOS CUANDO
LOS SOLIDOS SUSPENDIDOS
SEDIMENTAN SOBRE LAS
SUPERFICIES METALICAS.

61. 2.- AZOLVAMIENTO ( 2 )
LOS MAS COMUNES SON:
SILICE ( LODOS Y ARCILLAS ).
OXIDOS METALICOS.
LAMA MICROBIANA.
GRASAS Y ACEITES.
CONTAMINANTES DEL PROCESO.
LODOS RELACIONADOS CON EL
TRATAMIENTO.

62. PROGRAMAS DE CONTROL
1.- PRECIPITACION.
2.- SOLUBILIZACION.
3.- DISPERSION.

63. PROGRAMA DE PRECIPITACION
FOSFATO-POLIMERO

64. REACCIONES NO DESEABLES EN EL
TRATAMIENTO INTERNO DE CALDERAS
Ca2+
+ 2HCO3
-
===> CaCO3 + CO2 + H2O
Ca2+
+ SO4
2-
===> CaSO4
Ca2+
+ SiO3
2-
===> CaSiO3
3Ca2+
+ 2PO4
3-
===> Ca3(PO4)2
Mg2+
+ 2OH-
===> Mg(OH)2
3Mg2+
+ 2PO4
3-
===> Mg3(PO4)2
Mg2+
+ SiO2
2-
===> MgSiO3

65. REACCIONES DESEABLES EN
EL TRATAMIENTO INTERNO
FOSFATO-POLIMERO
10Ca2+
+ 6PO4
3-
+ 2OH-
===>
3Ca3(PO4)2.Ca(OH)2
HIDROXIAPATITA DE CALCIO

66. REACCIONES DESEABLES EN
EL TRATAMIENTO INTERNO
FOSFATO-POLIMERO ( 2 )
3Mg2+
+ 2OH-
+ 2SiO3
3-
+ H2O
===>
3MgSiO3.Mg(OH)2.H2O
SERPENTINA

67. MODIFICACION
DE CRISTALES
-
-
- - - -
-
-
- - --
-
-
- - - -
-
-
- - --
-
-
- - - -
-
-
- - --
- - - - - - - - - -
- - - - - - - - - -
- - - - - - - - - -
+
DISPERSANTECRISTAL

68. VALVULA
DE PASO
VALVULA DE
ACCION RAPIDA
ANGULO DE FIERRO
DOMO DE LODOS

69. PROGRAMA DE SOLUBILIZACION
ESTE PROGRAMA MANTIENE LOS
IONES DE CALCIO Y MAGNESIO EN
FORMA SOLUBLE A BASE DE LOS
AGENTES QUELANTES:
1.- EDTA
2.- NTA

70. PURGA DE LODOS
PURGA CONTINUA
VAPOR
LIQUIDO
PURGAS
DE
CALDERA

71. ARRASTRE
EL VAPOR QUE SALE DEL
DOMO DE LA CALDERA
ARRASTRA GOTAS DE AGUA,
CAUSANDO DAÑOS MECANICOS
EN ALABES DE TURBINA,
INCRUSTACIONES EN EQUIPOS
Y/O CORROSION BAJO DEPOSITO.

72. CAUSAS DE ARRASTRES DE AGUA
DE CALDERA
1.- MECANICAS.
2.- QUIMICAS.

73. CAUSAS DE ARRASTRES DE AGUA
DE CALDERA
MECANICAS
1.- DAÑOS EN EL SEPARADOR
DE VAPOR.
2.- ALTO NIVEL DE AGUA.
3.- ALTA CARGA.
4.- FALLAS DE DISEÑO.

74. CAUSAS DE ARRASTRES DE AGUA
DE CALDERA
QUIMICAS
1.- EXCESO DE STD.
2.- ALTA ALCALINIDAD TOTAL.
3.- EXCESO DE SS.
4.- PRESENCIA DE GRASAS
Y ACEITES.
5.- DETERGENTES.

75. CLASES DE AMINAS
1.-NEUTRALIZANTES.
2.-FILMICAS.

76. FORMA DE ACCION DE LAS
AMINAS NEUTRALIZANTES
N
CH2
CH2
CH2 CH2
O
H
+ H2CO3 ===>
N H+-HCO3
CH2
CH2
CH2 CH2
O
H
MORFOLINA

77. FORMA DE ACCION DE LAS
AMINAS NEUTRALIZANTES
CICLOHEXILAMINA
CH
CH2
CH2
CH2 CH2
CH2
NH2
+ H2CO3 ===>
CH
CH2
CH2
CH2 CH2
CH2
N H+-HCO3
H
H

78. 0
25
7 8 9 10
pH
VELOCIDADDECORROSION
ACERO AL CARBON
COBRE
VELOCIDAD DE CORROSION
EN FUNCION DEL pH

79. AMINAS FILMICAS
SUPERFICIE METALICA
CONDENSADO

80. LINEA
DE
CONDENSADOS
PROTEGIDA
POR
AMINAS
FILMICAS

81. AMINAS FILMICAS
AMINA DE SOYA
H H H H H H H H H H H
H C C C C C C C C C C C N
H H H H H H H H H H H
8
H H
C C OH
H H
H H
C C OH
H H

82. AMINAS FILMICAS
H H H H H H H H H H H H H H H H H H H
H C C C C C C C C C C C C C C C C C C N
H H H H H H H H H H H H H H H H H H H
OCTADECILAMINA