Dando continuidade aos posts sobre Tratamento Interno de Caldeiras de Alta Pressão, falaremos sobre o Programa Fosfato de Equilíbrio.
Os dois programas anteriores, Fosfato Coordenado e Fosfato Congruente, se baseavam na manutenção do fosfato dentro de uma caixa de controle definida pela razão molar Na/PO₄, com concentrações mais altas de fosfato — valores superiores a 5 ppm de PO₄ — sendo comuns.
Estas concentrações mais altas de fosfato ajudam a criar o ambiente favorável ao aparecimento do Hideout. É o fenômeno pelo qual espécies dissolvidas na água da caldeira deixam temporariamente a fase líquida circulante e se concentram em regiões específicas da superfície de aquecimento, principalmente sob depósitos porosos existentes nos tubos evaporadores. Esse fenômeno é característico de caldeiras de alta pressão, onde os elevados fluxos térmicos favorecem a concentração local dos sais dissolvidos.
O principal problema não é a perda temporária de fosfato da água, mas a alteração da química sob os depósitos. Dependendo da composição química local, podem ser criadas condições favoráveis para a corrosão cáustica, a corrosão por fosfato ácido e a aceleração da corrosão sob depósitos.
O Programa Fosfato de Equilíbrio
O Fosfato de Equilíbrio, desenvolvido pelo EPRI nos anos 1990 (o trabalho de referência é o de J. Stodola, de 1991, apresentado na International Conference on Fossil Plant Cycle Chemistry), parte de uma lógica diferente. Em vez de perseguir uma razão Na/PO₄ fixa, o programa reconhece que cada caldeira tem seu próprio ponto de solubilidade do fosfato, determinado por variáveis específicas da unidade como a taxa de queima, limpeza interna, fluxo de calor e variações de combustível. Não existe uma caixa de controle universal. Existe uma curva de equilíbrio que precisa ser levantada caldeira a caldeira.
Na prática, isso significa operar com concentrações de PO₄ bem mais baixas do que nos programas anteriores, tipicamente entre 0,2 e 2 ppm, sempre abaixo do ponto em que o fosfato começaria a precipitar durante um aumento de carga. Como a concentração de fosfato é baixa, o programa tolera alguns ppm de hidróxido de sódio livre na água da caldeira sem risco relevante de corrosão cáustica, o que dispensa a lógica de neutralização via razão Na/PO₄ que sustentava os dois programas anteriores.
Resultado e Custo de Implantação
O resultado é um controle mais estável em cargas variáveis e menos suscetível ao Hideout. Em troca destes benefícios, há o custo de uma implantação mais trabalhosa, pois é preciso caracterizar o comportamento da caldeira em diferentes condições de carga antes de fixar a faixa de operação.
Se a sua caldeira ainda opera com Fosfato Coordenado ou Congruente e enfrenta Hideout recorrente, fale com a gente: avaliamos, a partir das leituras de pH, PO₄ e da pressão de projeto, se faz sentido migrar para o Fosfato de Equilíbrio.