Incrustaciones en calderas de vapor

El agua de alimentación de la caldera de vapor debe estar libre de dureza. En ocasiones, debido a un funcionamiento corto o inadecuado del ablandador o a la falta de regeneración oportuna de las resinas, se introduce cierta dureza en el agua de alimentación. El aumento de la temperatura del agua en la caldera reduce la solubilidad de las sales. El agua adyacente a las superficies calientes se satura, creando condiciones propicias para la deposición de sustancias poco solubles. Las incrustaciones que se forman en las calderas de vapor actúan como aislante térmico. Si la pared del tubo se cubre de incrustaciones, la eficiencia térmica de la caldera disminuye. Como consecuencia, la absorción de calor de los gases de combustión se reduce, se desperdicia energía y disminuye la producción de vapor. Para compensar esta disminución en la producción de vapor, aumenta la carga térmica y de combustible de la caldera. En estas condiciones, los tubos se funden y pierden resistencia. Para evitar que la temperatura del vapor aumente de 260 °C, es necesario incrementar la temperatura de la superficie térmica de las incrustaciones en aproximadamente 110 °C con respecto a la superficie limpia.

Efecto de la incrustación en las superficies térmicas de la caldera

No es posible predecir el tipo de incrustación, su composición ni qué tipo de incrustación se formará en la caldera con una determinada alimentación de agua. Incluso con el mismo tipo de agua, el tipo de incrustación varía según la zona. A continuación se muestra la composición química de varios tipos de incrustación. Una incrustación de 5 mm de espesor aumenta el consumo de combustible en un 8 %. En estas condiciones, se requieren 20 000 litros adicionales de combustible para una planta que consume 250 000 litros al año.

Composición química de algunos de los depósitos observados en la caldera:

• Sulfato de calcio (CaSO4)
• Carbonato de calcio (aragonita) (CaCO3)
• Serpentina (3MgO·2SiO2·H2O)
• Xenotelita (5CaCO3·5SiO2·H2O)
• Analita (Na2O·Al2O3·4SiO2·2H2O)
• Fosfato de magnesio (Mg5(PO4)3OH)
• Brusita (Mg(OH)2)
• Hematita (Fe2O3)
• Magnetita (Fe3O4)
• Hidroxiapatita (CCa10(OH)2(PO4)6)
• Pectolita (Na2O·4CaO·6SiO2·H2O)

Prevención de la formación de depósitos en calderas

Para reducir y prevenir la formación de depósitos en calderas, se recomienda lo siguiente:

1. Al operar el ablandador, preste la debida atención a su regeneración y mantenimiento para evitar el paso de depósitos duros. agua.
2. La dureza residual en el agua de alimentación de la caldera debe controlarse mediante la adición de productos químicos adecuados (como fosfatos y dispersantes). Estos compuestos se combinan con la dureza residual en un entorno alcalino y producen materiales insolubles similares a lodos que no se adhieren a las paredes ni a las tuberías de la caldera.
3. Con una gestión oportuna y adecuada, se debe controlar la concentración de sales dentro de la caldera.
4. La cantidad de productos químicos antiincrustantes inyectados en el agua de alimentación de la caldera debe ajustarse para que su nivel residual en la caldera sea el deseado y así prevenir la formación de incrustaciones.