Noções básicas de controle de TDS em água de caldeira

Como o vapor é gerado em uma caldeira, as impurezas que estão na água de alimentação da caldeira e que não fervem com o vapor ficarão concentradas na água da caldeira. À medida que os sólidos dissolvidos se tornam cada vez mais concentrados, as bolhas de vapor tendem a se tornar mais estáveis, cessando de estourar ao atingir a superfície da água da caldeira.

Chega um momento (dependendo da pressão, tamanho e carga de vapor da caldeira), em que uma parte substancial do espaço de vapor na caldeira é preenchida com bolhas e a espuma é puxada para o tubo de saída do vapor.

Obviamente, isso é indesejável, não só porque o vapor estará excessivamente úmido ao sair da caldeira, mas também contém água da caldeira com alto teor de sólidos dissolvidos e suspensos. Esses sólidos contaminarão o válvulas de controle, trocadores de calor y armadilhas de vapor.

Embora a formação de espuma possa ser causada por altos níveis de sólidos suspensos, alta alcalinidade ou contaminação por óleos e graxas, a causa mais comum de transporte (desde que os outros fatores sejam adequadamente controlados) é um alto nível de sólidos dissolvidos totais (TDS). O controle cuidadoso do TDS na água da caldeira, junto com a atenção a esses fatores, deve garantir que os riscos de formação de espuma e passagem sejam minimizados.

O TDS pode ser expresso em várias unidades diferentes e a tabela a seguir nos mostra algumas conversões aproximadas de TDS em ppm para outras unidades. Os graus Baumé e os graus Twaddle são escalas alternativas do hidrômetro.

 

Comparação de unidades usadas para medir TDS

Amostragem de água da caldeira 

O nível de TDS na água da caldeira pode ser medido por:

• Tirar uma amostra e determinar o TDS externo à caldeira, ou por
• Um sensor dentro da caldeira que fornece um sinal para um monitor externo. 

Amostragem para análise externa 

Ao coletar uma amostra da água da caldeira, é importante garantir que seja representativa. Não é recomendado que a amostra seja retirada de visores de nível ou câmaras de controle externas, a água nestes é quase puro condensado formado pela condensação contínua de vapor no vidro / câmara externa.

Da mesma forma, as amostras tomadas perto da conexão de entrada de água de alimentação da caldeira podem fornecer leituras falsas. Hoje, a maioria dos fabricantes de caldeiras instala uma conexão de purga TDS e uma amostra representativa geralmente pode ser obtida neste local.

Se a água for simplesmente retirada da caldeira, parte dela piscará violentamente à medida que sua pressão for reduzida. Isso não é apenas potencialmente muito perigoso para o operador, mas uma análise mais aprofundada não será boa devido à perda de vapor instantâneo na concentração da amostra.

Como uma amostra fria é necessária para a análise, um resfriador de amostra também economizará muito tempo e tornará mais fácil amostrar com mais frequência. Um refrigerador de amostra é um pequeno trocador de calor que usa água fria da torneira para resfriar a amostra de água de purga. 

Método de densidade relativa 

A densidade relativa da água está relacionada ao seu conteúdo de sólidos dissolvidos. Para água natural, água de alimentação e condensado, a densidade relativa é tão próxima à da água pura que não pode ser medida satisfatoriamente com um densímetro. Para a água da caldeira, entretanto, um densímetro pode ser usado para obter uma medida aproximada dos sólidos dissolvidos, uma vez que para a água da caldeira, cada aumento de 0,0001 na densidade relativa a 15,5 ° C é aproximadamente igual a 110 ppm.

Um densímetro muito sensível que requer manuseio e uso cuidadosos é necessário para que uma medição TDS satisfatória seja obtida. O procedimento é geralmente o seguinte:

• Filtre a amostra de água resfriada da caldeira para remover sólidos em suspensão, que, de outra forma, poderiam gerar uma leitura falsa.
• Arrefecer a 15,5 ° C.
• Adicione algumas gotas de um agente umectante para evitar que bolhas grudem no hidrômetro.
• Coloque o hidrômetro na amostra e gire suavemente para remover as bolhas.
• Leia a densidade relativa.
• Na tabela fornecida com o hidrômetro, leia o TDS ou calcule o TDS em ppm usando a equação abaixo:

O hidrômetro é um instrumento delicado, que pode ser facilmente danificado. Para evitar a obtenção de leituras falsas, ele deve ser verificado regularmente em relação à água destilada. 

Método de condutividade 

A condutividade elétrica da água também depende do tipo e da quantidade de sólidos dissolvidos contidos. Como a acidez e a alcalinidade têm um grande efeito na condutividade elétrica, é necessário neutralizar a amostra de água da caldeira antes de medir sua condutividade. O procedimento é o seguinte:

• Adicione algumas gotas da solução indicadora de fenolftaleína à amostra resfriada (<25 ° C).
• Se a amostra for alcalina, uma cor púrpura forte é obtida.
• Adicione ácido acético (normalmente 5%) gota a gota para neutralizar a amostra, mexendo até que a cor desapareça. 

O TDS em ppm é aproximadamente conforme mostrado na seguinte equação:

Alternativamente, pode ser usado um medidor de condutividade com compensação de temperatura alimentado por bateria, como o da figura abaixo, que é adequado para uso em uma temperatura de até 45 ° C:

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