Debido a las crecientes demandas de la industria de una producción de energía más eficiente, así como al aumento de las presiones operativas en las calderas modernas, la necesidad de medir y controlar las concentraciones de sílice (Si) es más crucial que nunca. Las concentraciones excesivas de sílice en el agua de alimentación de la caldera pueden provocar depósitos en los álabes de la turbina y en los tubos de la caldera. Estos depósitos provocan puntos calientes localizados que reducen la eficiencia de transferencia de calor y, por lo tanto, deben evitarse.

Esta Nota de aplicación del proceso detalla el análisis en línea de sílice en el agua de alimentación de calderas. Esto se logra a través de fotometría diferencial utilizando un módulo de cubeta termostática de última generación para evitar el contacto de la muestra con el detector. Este método ofrece diferentes rangos de concentración para sílice: 0–50 μg/L y 0–1 mg/L o superior.

En combinación con el Sistema de Control Distribuido (DCS) de la planta de energía, el monitoreo en línea de este analito mediante un analizador de procesos garantiza que la escala se pueda controlar antes de que afecte la eficiencia de la planta de energía, lo que en última instancia reduce el tiempo de inactividad y los costos de mantenimiento.

La sílice, conocida como dióxido de silicio, comprende más del 10% en masa de la corteza terrestre [1]. Se utiliza en una variedad de aplicaciones, desde microelectrónica (en la producción de obleas) hasta componentes utilizados en la industria alimentaria. En la industria energética, la sílice no es tan apreciada y se considera una de las principales impurezas que provocan incrustaciones en las calderas y depósitos en los álabes de las turbinas de vapor. Las incrustaciones de la caldera son causadas por impurezas que se precipitan fuera del agua y forman depósitos en las superficies de transferencia de calor. A medida que la escala se acumula con el tiempo, reduce las tasas de transferencia de calor. Esto conduce a puntos calientes locales que hacen que los tubos de la caldera se sobrecalienten y se rompan, lo que resulta en costosas interrupciones de la caldera. Además, las incrustaciones de caldera no tratadas reducen la eficiencia de la caldera por el retardo del calor y aumentan los costos de funcionamiento por purgas de caldera no programadas y más frecuentes. Las incrustaciones en los álabes de la turbina del estator provocan cambios en las velocidades del flujo de vapor y una reducción de la presión que disminuye la eficiencia y la capacidad de salida de una turbina de vapor.

Debido a las crecientes demandas de la industria por una producción de energía más eficiente y al aumento de las presiones operativas en las calderas modernas, la necesidad de medir y controlar las concentraciones de sílice es más crucial que nunca. El agua de alimentación de la caldera es el punto de control más crítico, y cuanto mayor sea la presión en la caldera, menor debe ser la concentración de sílice. Otros puntos de muestreo (Figura 1) incluyen el interior de las calderas de tambor y el agua que regresa a la caldera desde el condensador para garantizar que los límites de sílice estén dentro de las especificaciones. La sílice también juega un papel importante en el control de procesos en la planta de desmineralización donde se produce y se pule el agua desmineralizada a partir de aguas subterráneas o superficiales. Un aumento en la concentración de sílice o un avance de sílice sugiere un lecho de intercambio iónico agotado y es un indicador de control para la regeneración oportuna.

Metrohm ofrece una amplia gama de analizadores de procesos que son adecuados para monitorear sílice desde niveles bajos de ppb (μg/L) hasta niveles altos de ppm (mg/L). El fotómetro de procesos 2029 de Metrohm Process Analytics (Figura 2) es la herramienta más sencilla y fácil de usar para hacerlo en línea.

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• Ahorre dinero al reducir el tiempo de inactividad: el analizador envía alarmas para valores fuera de especificación que informan al operador antes
• Proteger activos valiosos de la empresa (por ejemplo, tuberías, PWR y turbinas, que son propensas a incrustarse)
• Alta precisión para límites inferiores de detección de sílice

1. Florke, O. W.; Graetsch, H. A.; Brunk, F.; et al. Sílice. En Enciclopedia de química industrial de Ullmann; Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Ed.; Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA: Weinheim, Alemania, 2008; p a23_583.pub3. https://doi.org/10.1002/14356007.a23_583.pub3.