Betrouwbare additieven voor ketelwater, koelcircuits, membraansystemen en afvalwaterbehandeling in elektriciteitscentrales en WKK-installaties

Waarom de keuze cruciaal is
Materialen (staal vs. koperlegeringen), druk/temperatuur en ketelontwerp bepalen of AVT(R) (reducerende), AVT(O)/OT (zuurstofbehandeling) of fosfaat/Na/PO₄ regimes geschikt zijn. De verkeerde strategie zal leiden tot FAC (flow-accelerated corrosion), fosfaathemiout, turbineafzettingen of geleidbaarheidsschommelingen.

Bewezen selectielogica

• All-ferro, once-through/HRSG & ultrahoge druk: vaak AVT(O)/OT (gerichte, lage O₂-stroom) om FAC in toevoer/econgebieden te minimaliseren.

• Koperhoudende systemen / oudere vatenketels: bij voorkeur AVT(R) (reducerende omstandigheden met zuurstofbinders), omdat Cu-legeringen OT slecht verdragen.

• Trommelketel met fosfaatregeling: Gecoördineerd/congruent fosfaat (Na/PO₄-verhouding) voor afzettingsregeling in de trommelketel; voorkom fosfaatschuilplaats door nauwgezette geleidbaarheid en Na/PO₄-bewaking.

• Filmvormers/FFS (Filmvormende Stoffen): als aanvullende maatregel (geen vervanging) voor passieve laagstabilisatie in start-/stopintensieve HRSG-activiteiten - OEM- en IAPWS-conform gebruik.

Additieven en conversie (ALMA AQUA)

• Alkalisatie (ammoniak/amines) voor het opgegeven pH-venster in voer/condensaat.

• Zuurstofbinders (bijv. sulfietsystemen of moderne alternatieven) voor AVT(R).

• Fosfaten voor vatenketels met Na/PO₄ regime, gecontroleerd via CACE (kationische geleidbaarheid) & natrium.

• Filmvormers met gecontroleerde dosering en verificatie (bijv. door middel van organisch-gevoelige meetvariabelen) voor laagintegriteit.

Monitoring - wat telt
CACE & specifieke geleidbaarheid, Fe/Cu transport (ppb trend), natrium/silicium in damp/condensaat, opgeloste O₂ (afhankelijk van regime), drukverschillen/temperaturen in FAC-zones met hoog risico.

Belangrijkste oorzaken van de schade

• FAC: te lage oxidelaagstabiliteit in zwak reducerende, hoge stroomsnelheden/hoge turbulentie.

• Putjes onder afzettingen: metaaldeeltjes/zouten bevorderen corrosie onder afzettingen.

• Turbinegevoeligheid: minimale drageronzuiverheden (Na⁺, SiO₂, organische stoffen) leiden tot afzetting/erosie.

Beschermingsconcept met additieven & werking

• Alkaliserende middelen (ammoniak/amines): werken binnen het OEM/IAPWS pH-venster; gebruik neutraliserende amines met een geschikt verdelingsgetal voor lange retouren.

• AVT(O)/OT voor all-ferro HRSG: kleine toevoeging van O₂ voor stabilisatie van de oxidelaag; AVT(R) voor Cu-legeringen.

• Filmvormer (FFA/FFP) als een dunne hydrofobe beschermende film in problematische retour-/vochtzones; dosering en controle gedocumenteerd.

• Condensaatbehandeling: CPU/polisher (sterk zuur kation/anion) beperken sporenionen; bypassstrategieën voor harsbescherming.

• Reinheid: zijstroomfilter & spoelstrategieën tegen deeltjesvervoer.

Monitoring- & grenswaardenindicatoren
CACE-trend, Fe/Cu-ppb (transport), Na & silicaat in damp/condensaat, O₂ afhankelijk van regime, TOC/UV-254 (organische input in FFS), Δp neemt toe als aangroei-indicator.

Systeemeigenschappen
Hoge warmtebelastingen, grote oppervlakken en wisselend ruw water (oppervlakte/brak water, partiële stroom RO) creëren risico's op scaling, MIC/biofouling en corrosie. Tegelijkertijd zijn waterbalans en ontzilting economisch kritisch.

Chemische bestrijding (ALMA AQUA)

• Hardheidsstabilisatoren/antiscalants: Inhibitie van CaCO₃, CaSO₄, Ba/Sr sulfaten, silicaat; werking volgens verzadigingsindexen/projectgegevens.

• Corrosieremmers: fosfonaat/organische systemen geschikt voor CS/Cu/Al materialen; zinkvrije opties voor milieueisen.

• Biociden: roterend oxidatief/niet-oxidatief programma tegen MIC/biofilm; ontschuimer voor stabiele koeltorenhydrauliek.

• Dispergeermiddelen: Deeltjes/slib onder controle houden, afzettingen mobiel houden.

Bedienings- en meetconcept

• Optimaliseer het aantal cycli/ontzouting ten opzichte van de vereisten voor ruw water en het milieu.

• Online KPI's: pH, geleidbaarheid, ORP, troebelheid/SDI, voedingsstoffen, ΔT/Δp.

• Zijstroomfiltratie (1-5 %) vermindert deeltjes/biofouling.

• Materiaalbescherming: Opofferanoden/ICCP op blootgestelde onderdelen, compatibiliteit met inhibitoren controleren.

Herkomst & belasting
Afvalwater van koelsystemen/boilers, spoel- en reinigingswater, regeneraten van ionenwisselaars. Typische ladingen: hardheid/zouten, fosfaten, ijzer/koper, organische residuen, biociden.

Behandelingsketen (modulair)

• Precipitatie/flocculatie & pH-regeling: scheiding van metalen/fosfaat/silicaat; polymeren voor ontwaterbare vlokken.

• Oxidatieve stadia (bijv. op basis van peroxide) voor CZV-/kleurreductie, ontgifting van reactieve species.

• Membraanroutes: UF als bescherming, RO voor terugwinning; bij hoge zoutbelasting mogelijk EFC/kristallisatoren of ZLD-concepten.

• Recirculatie: RO permeaat als make-up/voedingswater; retourconcentraat naar chemisch-fysische lijn.

Compatibiliteit met additieven
ALMA AQUA formuleringen zijn RO/UF compatibel, minimaliseren scaling/fouling en zijn zo geselecteerd dat downstream (Bio/RO) niet wordt belemmerd.

Voordeel

• Veilige grenswaarden en lagere verwijderingskosten

• Waterhergebruik (permeaat) vermindert de behoefte aan ruw water en energie

• Voorspelbare bedrijfskosten dankzij slibgeoptimaliseerde precipitatie-/flocculatiepakketten

Waarom belastingswisselingen kritisch zijn
Moderne WKK-installaties en HRSG's (Heat Recovery Steam Generators) werken vaak in flexmodus - snelle starts, frequente belastingswisselingen, gedeeltelijke belasting. Dit legt een enorme druk op de waterchemie: pH-schommelingen, binnendringen van zuurstof, FAC-risico's en instabiele passieve lagen zijn het gevolg.

Additieve strategieën voor flexibel rijden

• Snelreagerende zuurstofbinders: voorkomen corrosiepieken tijdens het opstarten.

• Aminecombinaties met een hoog verdelingsgetal: zorgen voor een uniforme pH in lange retouren, zelfs bij wisselende temperaturen.

• Filmvormers (FFS): beschermen tegen herhaalde condensatie- en verdampingscycli met stabiele hydrofobe lagen.

• Fosfaatstrategie in de trommelketel: nauwlettend in de gaten houden (Na/PO₄ verhouding) om "verstoppingseffecten" bij gedeeltelijke belasting te voorkomen.

Bewakings- en bedieningsinstructies

• Online O₂, geleidbaarheid (CACE), Fe-transport en Δp-trends.

• Automatische dosering, gekoppeld aan veranderingen in de lading.

• Periodieke metaalanalyse (Fe/Cu) voor FAC-preventie.

Praktische voordelen
Zelfs in flexmodus blijven de ketel, HRSG en leidingsystemen beschermd, wordt corrosie tijdens stilstand voorkomen en is de beschikbaarheid voor netregeling gegarandeerd.

Waarom filmvormers steeds belangrijker worden
Filmvormende stoffen (FFS) op basis van amiden/aminen worden gebruikt als aanvulling op klassieke AVT/OT-regimes. Ze creëren ultradunne beschermende lagen op metalen oppervlakken en beschermen bijzonder gevoelige gebieden zoals natte retourleidingen, luchtkoelers of condensatiezones bij lage temperaturen. Een onjuiste toepassing kan echter leiden tot turbineafzettingen, schuim of analytische problemen.

Toepassing en doseringsstrategie

• Introductie met gedefinieerde "begindosis", daarna overschakelen op lage continue dosering.

• Combinatie met AVT(O)/AVT(R), geen vervanging - pH-regeling blijft gecentraliseerd.

• Doseerpunten: ideaal in voedingswater of direct voor de CPU-uitlaat voor een homogene verdeling.

• CIP & reiniging: geen residuen in harsen, controleer daarom compatibiliteit.

Bewijs & controle van effectiviteit

• Indirect bewijs via Fe-transport (ppb-trend): dalende waarden bevestigen beschermend effect.

• Organische monitoring (TOC/UV-254): te hoge pieken duiden op overdosering of afbraakproducten.

• Visuele inspecties tijdens revisies (coatingpatroon, glans van het oppervlak).

• Voer OEM/IAPWS-conforme testseries uit voor algemeen gebruik.

Praktische voordelen
Filmvormers bieden extra bescherming op kritieke zwakke punten, verminderen de FAC-risico's in de retourstroom en verlengen de levensduur van het systeem - mits op een gecontroleerde manier gebruikt met betrouwbare bewaking.