Aditivos fiáveis para água de caldeiras, circuitos de refrigeração, sistemas de membranas e tratamento de águas residuais em centrais eléctricas e centrais de cogeração

Porque é que a escolha é crucial
Os materiais (aço vs. ligas de cobre), a pressão/temperatura e a conceção da caldeira determinam se os regimes AVT(R) (redutor), AVT(O)/OT (tratamento oxigenado) ou fosfato/Na/PO₄ são adequados. A estratégia errada conduzirá a FAC (corrosão acelerada pelo fluxo), hemiout de fosfato, depósitos na turbina ou flutuações de condutividade.

Lógica de seleção comprovada

• Tudo-ferroso, de passagem única/HRSG e pressão ultra-alta: frequentemente AVT(O)/OT (fluxo de O₂ direcionado e baixo) para minimizar a FAC nas áreas de alimentação/cone.

• Sistemas que contêm cobre / caldeiras de tambor mais antigas: de preferência AVT(R) (condições redutoras com ligantes de oxigénio), uma vez que as ligas de cobre toleram mal o OT.

• Caldeira de tambor com controlo de fosfato: Fosfato coordenado/congruente (rácio Na/PO₄) para controlo de depósitos na caldeira de tambor; evitar a ocultação de fosfato através de uma monitorização rigorosa da condutividade e Na/PO₄.

• Formadores de película/FFS (substâncias formadoras de película): como medida suplementar (não um substituto) para a estabilização da camada passiva em operações HRSG de arranque/paragem intensiva - utilização em conformidade com OEM e IAPWS.

Aditivos & Conversão (ALMA AQUA)

• Alcalinização (amoníaco/aminas) para a janela de pH especificada na alimentação/condensado.

• Aglutinantes de oxigénio (por exemplo, sistemas de sulfito ou alternativas modernas) para AVT(R).

• Fosfatos para caldeiras de tambor com regime Na/PO₄, monitorizados através de CACE (condutividade catiónica) e sódio.

• Formadores de película com dosagem controlada e verificação (por exemplo, através de variáveis medidas sensíveis a orgânicos) da integridade da camada.

Monitorização - o que conta
CACE e condutividade específica, transporte de Fe/Cu (tendência ppb), sódio/silício no vapor/condensado, O₂ dissolvido (dependendo do regime), pressões/temperaturas diferenciais em zonas de alto risco FAC.

Principais factores de prejuízo

• FAC: estabilidade da camada de óxido demasiado baixa em condições de fraca redução, elevadas velocidades de fluxo/elevada turbulência.

• Corrosão por picadas sob depósitos: as partículas metálicas/sais promovem a corrosão sob o filme.

• Sensibilidade da turbina: impurezas transportadoras mínimas (Na⁺, SiO₂, orgânicos) levam a depósitos/erosão.

Conceito de proteção com aditivos e funcionamento

• Agentes alcalinizantes (amoníaco/aminas): operar dentro da janela de pH OEM/IAPWS; utilizar aminas neutralizantes com um número de distribuição adequado para retornos longos.

• AVT(O)/OT para HRSG totalmente ferrosos: pequena adição de O₂ para estabilização da camada de óxido; AVT(R) para ligas de Cu.

• Formador de película (FFA/FFP) como uma fina película protetora hidrofóbica em zonas problemáticas de retorno/umidade; dosagem e verificação documentadas.

• Tratamento de condensados: CPU/polisador (ácido forte catião/anião) limitam os iões vestigiais; estratégias de bypass para proteção da resina.

• Limpeza: filtro de fluxo lateral e estratégias de enxaguamento contra o transporte de partículas.

Indicadores de monitorização e limites
Tendência CACE, Fe/Cu-ppb (transporte), Na e silicato em vapor/condensado, O₂ dependendo do regime, TOC/UV-254 (entradas orgânicas em FFS), Δp aumenta como indicador de incrustação.

Caraterísticas do sistema
Cargas de calor elevadas, grandes áreas de superfície e água bruta variável (água de superfície/ salobra, RO de fluxo parcial) criam riscos de incrustação, MIC/biofouling e corrosão. Ao mesmo tempo, o balanço hídrico e a dessalinização são economicamente críticos.

Controlo químico (ALMA AQUA)

• Estabilizadores/anti-incrustantes de dureza: Inibição de CaCO₃, CaSO₄, sulfatos de Ba/Sr, silicatos; funcionamento de acordo com índices de saturação/dados do projeto.

• Inibidores de corrosão: sistemas fosfonatos/orgânicos adequados para materiais CS/Cu/Al; opções sem zinco para requisitos ambientais.

• Biocidas: programa rotativo oxidativo/não-oxidativo contra MIC/biofilme; antiespumante para uma hidráulica estável da torre de arrefecimento.

• Dispersantes: Controlo de partículas/sujidade, manter os depósitos móveis.

Conceito de funcionamento e medição

• Otimizar o número de ciclos/dessalinização em função da água bruta e dos requisitos ambientais.

• KPIs em linha: pH, condutividade, ORP, turvação/SDI, nutrientes, ΔT/Δp.

• A filtragem do fluxo lateral (1-5 %) reduz as partículas/bioincrustações.

• Proteção dos materiais: ânodos de sacrifício/ICCP em componentes expostos, verificar a compatibilidade com inibidores.

Origem e cargas
Águas residuais de sistemas de arrefecimento/caldeiras, águas de enxaguamento e de limpeza, regenerados de permutadores de iões. Cargas típicas: dureza/sais, fosfatos, ferro/cobre, resíduos orgânicos, biocidas.

Cadeia de tratamento (modular)

• Precipitação/floculação e controlo do pH: separação de metais/fosfatos/silicatos; polímeros para flocos desidratáveis.

• Fases oxidativas (por exemplo, à base de peróxido) para redução da DQO/cor, desintoxicação de espécies reactivas.

• Rotas de membrana: UF como proteção, RO para recuperação; com elevada carga salina, possivelmente EFC/cristalizadores ou conceitos ZLD.

• Recirculação: permeado de RO como água de compensação/alimentação; concentrado de retorno para a linha químico-física.

Compatibilidade dos aditivos
As formulações ALMA AQUA são compatíveis com RO/UF, minimizam a incrustação e são selecionadas de modo a não prejudicar a jusante (Bio/RO).

Benefício

• Valores-limite seguros e custos de eliminação reduzidos

• A reutilização da água (permeado) reduz as necessidades de água bruta e de energia

• Custos de funcionamento previsíveis graças a pacotes de precipitação/floculação optimizados para as lamas

Porque é que as mudanças de carga são críticas
As modernas centrais de PCCE e os HRSG (Geradores de Vapor de Recuperação de Calor) funcionam frequentemente em modo flexível - arranques rápidos, mudanças de carga frequentes, carga parcial. Isto coloca uma enorme pressão sobre a química da água: flutuações de pH, entrada de oxigénio, riscos de FAC e camadas passivas instáveis são o resultado.

Estratégias aditivas para uma condução flexível

• Aglutinantes de oxigénio de reação rápida: evitam picos de corrosão durante o arranque.

• Combinações de aminas com um elevado número de distribuição: asseguram um pH uniforme em longos retornos, mesmo a temperaturas variáveis.

• Formadores de película (FFS): protegem contra ciclos repetidos de condensação e evaporação com camadas hidrofóbicas estáveis.

• Estratégia de fosfato na caldeira de tambor: monitorizada de perto (rácio Na/PO₄) para evitar efeitos de "ocultação" em carga parcial.

Instruções de monitorização e funcionamento

• O₂ online, condutividade (CACE), transporte de Fe e tendências de Δp.

• Dosagem automatizada, associada a mudanças de carga.

• Análise periódica de metais (Fe/Cu) para prevenção da FAC.

Vantagens práticas
Mesmo em modo flexível, a caldeira, o HRSG e os sistemas de tubagem permanecem protegidos, evita-se a corrosão durante os períodos de inatividade e garante-se a disponibilidade para o funcionamento do controlo da rede.

Porque é que os formadores de película são cada vez mais importantes
As substâncias formadoras de película (FFS) baseadas em amidas/aminas são utilizadas como um complemento aos regimes clássicos AVT/OT. Criam camadas protectoras ultra-finas em superfícies metálicas e protegem áreas particularmente sensíveis, como retornos húmidos, refrigeradores de ar ou zonas de condensação a baixa temperatura. No entanto, uma aplicação incorrecta pode causar depósitos na turbina, espuma ou problemas analíticos.

Aplicação e estratégia de dosagem

• Introdução com uma "dose inicial" definida, passando depois para uma dose baixa contínua.

• Combinação com AVT(O)/AVT(R), sem substituição - o controlo do pH permanece centralizado.

• Pontos de dosagem: ideais na água de alimentação ou diretamente em frente à saída da CPU para garantir uma distribuição homogénea.

• CIP e limpeza: não há resíduos nas resinas, pelo que é necessário verificar a compatibilidade.

Prova e controlo da eficácia

• Provas indirectas através do transporte de Fe (tendência ppb): valores decrescentes confirmam o efeito protetor.

• Monitorização orgânica (TOC/UV-254): os picos demasiado elevados indicam sobredosagem ou produtos de degradação.

• Inspecções visuais durante as revisões (padrão do revestimento, brilho da superfície).

• Efetuar séries de testes em conformidade com OEM/IAPWS antes da utilização generalizada.

Vantagens práticas
Os formadores de película fornecem proteção adicional em pontos fracos críticos, reduzem os riscos de FAC no fluxo de retorno e prolongam a vida útil do sistema - quando utilizados de forma controlada com monitorização fiável.