Continuando la serie sobre el tratamiento interno de calderas de alta presión, hablaremos del Programa Fosfato de Equilibrio.
Los dos programas anteriores, Fosfato Coordinado y Fosfato Congruente, se basaban en mantener el fosfato dentro de una caja de control definida por la razón molar Na/PO₄, con concentraciones más altas de fosfato —valores superiores a 5 ppm de PO₄— siendo comunes.
Estas concentraciones más altas de fosfato ayudan a crear el ambiente favorable a la aparición del Hideout. Es el fenómeno por el cual especies disueltas en el agua de caldera dejan temporalmente la fase líquida circulante y se concentran en regiones específicas de la superficie de calentamiento, principalmente bajo depósitos porosos existentes en los tubos evaporadores. Este fenómeno es característico de calderas de alta presión, donde los elevados flujos térmicos favorecen la concentración local de las sales disueltas.
El principal problema no es la pérdida temporal de fosfato del agua, sino la alteración de la química bajo los depósitos. Dependiendo de la composición química local, pueden crearse condiciones favorables para la corrosión cáustica, la corrosión por fosfato ácido y la aceleración de la corrosión bajo depósitos.
El Programa Fosfato de Equilibrio
El Fosfato de Equilibrio, desarrollado por el EPRI en la década de 1990 (el trabajo de referencia es el de J. Stodola, de 1991, presentado en la International Conference on Fossil Plant Cycle Chemistry), parte de una lógica diferente. En vez de perseguir una razón Na/PO₄ fija, el programa reconoce que cada caldera tiene su propio punto de solubilidad del fosfato, determinado por variables específicas de la unidad como la tasa de quema, la limpieza interna, el flujo de calor y las variaciones de combustible. No existe una caja de control universal. Existe una curva de equilibrio que debe levantarse caldera a caldera.
En la práctica, esto significa operar con concentraciones de PO₄ bastante más bajas que en los programas anteriores, típicamente entre 0,2 y 2 ppm, siempre por debajo del punto en que el fosfato comenzaría a precipitar durante un aumento de carga. Como la concentración de fosfato es baja, el programa tolera algunos ppm de hidróxido de sodio libre en el agua de caldera sin riesgo relevante de corrosión cáustica, lo que elimina la necesidad de la lógica de neutralización vía razón Na/PO₄ que sostenía los dos programas anteriores.
Resultado y Costo de Implementación
El resultado es un control más estable en cargas variables y menos susceptible al Hideout. A cambio de estos beneficios, existe el costo de una implementación más laboriosa, pues es necesario caracterizar el comportamiento de la caldera en diferentes condiciones de carga antes de fijar el rango de operación.
Si su caldera todavía opera con Fosfato Coordinado o Congruente y enfrenta Hideout recurrente, hable con nosotros: evaluamos, a partir de las lecturas de pH, PO₄ y la presión de diseño, si tiene sentido migrar al Fosfato de Equilibrio.