25-1-10089

7/25/2019 25-1-10089

1/149

I n s t i t u t o P o l i t c n i c o N a c i o n a l

Escuel a Superi or de I ngeni er a Qu mi ca e I ndustri as Extacti vas

"EXPERIENCIAS DE OPERACION EN EL AREA

QUIMICA DE CENTRALES TERMOELECTRICAS"

TESIS PROFESI ONAL

QUE P A R A OBTENER EL TI TULO DE

I NGENI ERO QUI MI CO I NDUST RI AL

P R E S E N T A

H u m b e r to D u r n H u e r ta S a ld a a

MEXICO, D. F. I 986

7/25/2019 25-1-10089

2/149

I N ST I T U T O P OL I T E CN I CO N A C I ON A L

CSCun A SUPERI OR PE I NGENI ERI A QUI MI CA E I NDUSTRI AS EXTRACTI VAS

T. -139

DI VI SI ON DE SI STEMAS DE TI TULACI ON

Meneo, D. F. 5 Di ci embre de 1985

C. HUMBERTO DURAN HUERTA SALDAA.Pasantede Ingeniero QUI MI CO INDUSTRIAL. 1967-1971Presente

El tema de trabajo)/otesis parasuexamen profesional enlaopcin TESIS TRADI CI ONAL I NDIVIDUAL,

es propuesto por el C ING. MARIO R. LOBERA MAYA. quienserel responsable

de lacalidadde trabajoque ustedpresente, referidaa] tema ' EXPERI ENCI AS DE OPERACI ON EN EL AREA OUTMTCADE CENTRALES TERMOELECTRI CAS."el cual deber usteddesarrollar de acuerdo conel siguienteorden

RESUMEN.

I . - I NTRODUCCION.I I . - GENERALI DADES.

I I I . - DESCRI PCI ON DE LOS PROCESOS.

I V. - EXPERI ENCI AS OBTENI DAS.V. - CONCLUSIONES Y RECOMENDACI ONES.BI BLI OGRAFI A.

.. nos

; U U ' t Tf. >i M*, 4

Ml Ul I\ujvni.

Ll1 u H*.\ l-L1LIC

ING. RUBEN LEMUS BARRON.El Jefe de! Departamento de Opcin

ING. RUBN LEMUS BARRON.El Jefe de la Divisin de

Ststeim s de I tulacin

mr c,

7/25/2019 25-1-10089

3/149

SECRETARIADE

educacionpublica MEXICO, D. F.,8 de dici embre de 1986

c. HUMBERTO DURAN HUERTA SALDAA

Pasante de Ingeniero QUIM ICO INDUSTRIAL

Presente:

Los suscritos tenemos el agrado de informar a usted que, habiendo procedido a revisar el borrador

de la modalidad de titulacin correspondiente, denominado "EXPERIENCIAS. D E . QPEBAC.^QiJ. .E-.

- . QUIMICA.deCENTRALES.TERMOELECTRICAS. J'...................................................

I NST I TUTO POL I TECNI CO NAC I ONAL

ESCUELASUPERIOROEINGENIERIAQUIMICA EINDUSTRIASEXTRACTIVAS

encontramos que el citado trabajo y/o proyecto de tesis, rene los requisitos para autorizar el Examen Pro

fesional y proceder a su impresin segn el caso, debiendo tomar en consideracin las indicaciones y correc

ciones que al respecto se le hicieron.

Atentamente

J URADO

C. ING. MARI ) LOBERA MAYA(ORI NTADOR)

C. M.C. RUBEN LEMUS BARRON G ING. yO RGE IBARRA OLV ERA

cmh.

c.c.p.Expediente.

7/25/2019 25-1-10089

4/149

S R. D A V I D D U R A N H U E R T A R O L D A N Y

P R I M A V E R A S A L D A A D E D U R A N H U ER T A,

C O N C; R I O Y P R O F U N D O A G R A D E C I M I E N T O .

4. MI S PADRES :

A M I E S P O S A ;

S R . M I R I A D Z L R E F U G I O M O N A R R E Z D E D U R A N H U E R T A ,

P O R S U A M O R Y A P O Y O .

7/25/2019 25-1-10089

5/149

A MIS H IJ OS :

H U M B E R T O

E R I C K A I L L I AN A

D A V I D

3RENDA LETI CI A

A MI S H E R M A N O S :

D A V I D

J O S E F I N A

C E L I A

Y O L A N D A

G U I L L E R M I N A

I R E N E

M A R I A E U G E N I A

A M I S F A M I L I A R E S

Y A M I G O S

7/25/2019 25-1-10089

6/149

A M I S M A E S T R O S Y C O M P A E R O S ,

PORQUE C O N T I N U E N S U S E N S E A N Z A S

C O N L A S G E N E R A C I O N E S QU E V IE N EN .

A L A E . S . I . Q . I . E .

Y A L I N S T I T U T O P O L I T E C N I C O N A C I O N A L ,

P O R Q U E P R E V A L E Z C A

L A T E C N I C A A L S E R V I C I O D E L A P A TR I A .

A L A C O M I S I O N F E D E R A L D E E L E C T R I C I D A D ,

P O R Q UE S E C O N T I N U E G E N E R A N D O

E L E C T R I C I D A D P A R A E L P R O G R E S O D E M E XI C O .

7/25/2019 25-1-10089

7/149

I.- INTRODUCCION.

II.- GENERAL ID/DES.

III.-DESCRIPCION DE LOS POCESOS.

111.1.- Anlisis de Aguas.

111.1.1.- Agua Cruda.

111.1.2.- Agua de Plantas Desmineralizadoras.

III. 1.3-- Agua de Calderas.

111.1.4.- Condensado y Agua de Alimentacin.

111.1.5.- Vapor Saturado y Sobrecalentado.

111.1.6.- Agua de Sistemas e Enfriamiento.

111.1.7.- Aguas Negras.

111.2.- Control de Pozos Profundos.

111.2.1.- Calidad de ~.gua.

111.2.2.- Historial de Operacin.

III.2.2.1.- Interpretacin de las Mediciones que se E

fectan en los Pozos Profundos.

III.3.- Descripcin del Ciclo Agua-Vapor.

III. if.- Tratamiento Interno de Calderas y Ciclo Agua-Va

por.

III.if. 1.- "malidaa del Tratamiento Interno.

111.4.2.- Tcnicas para Efectuar el Tratamiento Interno.

III.if.3.- Dosificacin de Substancias Qumicas para el

Tratamiento Interno de Calderas y Ciclo Agua-

'apor.

C O N T E N I D O

RESUMEN.

7/25/2019 25-1-10089

8/149

I I I . P a r m e t r o s de Control.

111.5.- Desmmeralizacin (.Tratamiento Externo).

111.5.1.- Descripcin General.

111.5.2.- Operacin de una Planta Desmineralizad

111.6.- Flantas de Trata .lento de Aguas Negrrs.

111.6.1.- Jescripcin General.

111.6.2.- Operacin.111.6.3.- Parmetros de Control.

111.6.4.- Clcalos Operativos.

111.7.- Tratamiento de agua de Sistemas de Enfnamien

to.

111.7.1.- Dosificacin de .icido Sulfrico.

111.7.2.- Cloracin.

111.7.3.- Inhibidores de Corrosin e Incrustacin.

111.7.4.- MxcroDicidas > Antiespumantes.

111.7.5.- Evaluacin de Testigos de Corrosin.

111.7.6.- Clculo del Factor de Limpieza en Condensado

res.

111.7.7.- Funcionamiento de los Equipos de uto-limpie-

za ce Tubos de Condensador "Taproge".

III.8 .- Liirpiezas Qumicas.

111.3.1.- Limpieza Qjmica ael Sistema Pre-caldera.

111.3.2.- Limpieza Quijuca de la Caldera.

111.5.3.- Limpieza galaica del Condensador.

IV.- EXPEF.I2NCI.-S OBTENIDAS.

IV.1.- Tratamiento Interno de Calderas y Ciclo Agua-Va

por.

7/25/2019 25-1-10089

9/149

IV.3.- Proceso de Tratamiento de 4guas Negras.

IV.4.- Sistemas de Enfriamiento.

IV.5.- Limpiezas Qumicas.

CONCLUSIONES Y KECO'EftDACIONES.

BIBLIOGRAFIA.

I V. 2. - Desmi neral i zaci n.

7/25/2019 25-1-10089

10/149

RESUMEN.

Enste trabajo se hace una descripcin detallada delos proce-

sos que son ae estricta observancia por parte del Ingeniero Qumico en

la Operacin deCentrales Termoelctricas, las cuales ocupan un lugarpreponderante dentro del Sector Elctrico para satisfacer las necesida

des de energa elctrica que requiere nuestro pas.

Sedescriben las experiencias deoperacin ms relevantes, obte

nidas a travs devarios aos de trabajo dentro del Area Qumica de

Centrales Termoelctricas.

Finalmente, se dan algunas recomendaciones relacionadas con los

procesos referidos, todo lo cual se elabor con la finalidad de contri

bulr dealguna forma en la ordenacin sistemtica de la informacin

tcnica, la cual es primordial para aumentar la disponibilidad de di-

chas Centrales Termoelctricas.

7/25/2019 25-1-10089

11/149

- 2-

L a c a d a v e z ms c r e c i e n t e demanda d e e n e r g a e l c t r i c a e n n u e s -

t r o p a i s , h a o b l i g a d o s il S e c t o r E l c t r i c o n s l o a a um e nt ar s u c a p a c i

d ad i n s t a l a a a , s i n o t am bi n a a um e nta r l a d i s p o n i b i l i d a d de s u s C e n t r a

l e s G e n e ra do ra s y i n s t a l a d a s .

En t a l v i r t u d , e s m e n e st er c a n a l i z a r t o d a l a i n fo r m a c i n d i s p o -

n i b l e c on e l f u de o p t i m i z a r , e n form a s i s t e m t i c a y o rd e na da , l o s

pro ced im i en t o s t an t o de p r o d u c c i n como de m an t en im i en t o , con l a f i n a -

l i d a d de au m en ta r en lo p o s i b l e d i c h a d i s p o n i b i l i d a d y l o g r a r de s t a

m an era l o s m e ga w a tt s qu e n e c e s i t a e l s i s t em a p r o d u c t i v o de n u e s t r o pa

is.

L a C o m is i n F e d e r a l de E l e c t r i c i d a d c u e n t a c on C e n t r a l e s Termo-

e l c t r i c a s de pe qu e a, m e dia na y g r an c a p a c id a d p a ra c o n t r i b u i r , a t r a

v s d e l S i st e m a E l c t r i c o n a c i o n a l , a s a t i s f a c e r l a demanda d e l f l u i d o

e l c t r i c o .

En l a g e n e r a c i n t e rm o e l c t r i c a e x i s t e un s in n m e ro e a s p e c t o s ,

t a n t o o p e r a t i v o s como de ma n t en im i en t o , q u e s on m ene s t e r a t e n a e r p a r a

l o g r a r e n s u o p o r t u n id a d l a p r o d u c ci n p ro gr am a da .

E s l a f i n a l i d a d de s te t r a b a j o e l e f e c t u a r un co mpendio a e l o s

a s p e c t o s ms im p o r t a n t e s d e l c o n t r o l q u m i c o en l a s C e n t r a l e s T e rmo e l c

t r i c a s . Se p r e t e n d e q ue e l I n g e n i e r o Q u m i co , a c a rg o d e u na S u p e r i n t e n

I . - I NTRODLCCI OH.

7/25/2019 25-1-10089

12/149

-3-

denci a Qu mi ca, cuent e con un i nst r ument o que i nvol ucr e l os punt os ms

i mpor t ant es rel aci onados a su r ea, en el cual se consi deran t anto uro

cedi rai entos como exper i enci as r el evantes de operaci f i n, que a su vez po

drc.n ser de apl i caci n di r ect a en el desarr ol l o de sus act i vi dades.

Asi mi smo, se pr et ende reaf i r mar l a i mpor t anci a bsi ca que t i e

ne el cont r ol q. i mco en l a generaci n de energ a el ct r i ca en l as Cent r sl es ae Vapor .

7/25/2019 25-1-10089

13/149

Par a el Depar t ament o Qu mi co de una Cent r al Ter moel ct r i ca, l os

si st emas que pueden t ener mayor i nf l uenci a en l a mdi sponi bi l i aad ae -

l as Uni dades, desde el punt o de vi st a qu mi co, son ;

a) Si st emas que i nvol ucr a el t r at ami ent o i nt er no.

b) Si st emas de producci n de agua des i neral i zada.

c) Si st emas de pr oducci n de agua negr a t r ataaa.

d) Si st emas det r at ami ento de agua de ci r cul aci n.

a) Las condi ci ones de al t a pr esi n y al t a t emper at ur a a que ope

r an l as Uni dades de l as Cent r al es Ter moel ct r i cas, conl l evan pr obl emas

que han de ser r esuel t os desde el punt o ae vi st a qu mi co, f si co y por

supuest o met al ogr i co.

Muchos de st os probl emas n han si do resuel t os an tot al ment e,

por l o que t odav a hoy en di a, son obj et o de est udi os ci ent f i cos s i s

t emt i cos.

Los pr i nci pal es pr obl emas que pr esentan en l os si st emas que i n

vol ucr a el t r at ami ent o i nt er no son :

- Fenmenos de cor r osi n, l os cual es son ocasi onaaos pr i nci pal

mente por oxi geno di suel t o y f al l as en el cont r ol del pH.

- Fragi l i zaci n cust i ca, l a cual es debi aa bsi cament e a f a--

l i as en el cont r ol del t r at ami ent o con f osf at os.

-4-

I I . - GENERALI DADES.

7/25/2019 25-1-10089

14/149

-5-

- . r r ast r es de sl i dos y sal es di suel t as haci a el vapor .

- Ar r ast r es de sal es, f i er r o y cobr e del si st ema pr e- cal der a,

l os cual es causan depsi t os en l os t ubos de l a cal der a.

Par a evi t ar st os pr obl emas se r equi er e de un est r i ct o cont r ol

en el si st ema de t r at ami ent o del agua de pr oceso, el cual exi ge car ac

t er st i cas de mxi ma pur eza a f i n de evi t ar l os f enmenos ae cor r osi n

y/ 6 i ncr ust aci n de depsi t os en el i nt er i or de l os t ubos de l a cal de

ra.

En t odo el pr oceso del ci cl o agua- vapor pueden exi st i r cont ami

nant es a l o l argo de l os di st i nt os si st emas que l o conf or man, por l o -

que es menest er cont r ol ar debi dament e l a adi ci n de l os di f erent es pro

t-uctos qu mi cos par a ef ect uar el t r atami ent o en f or ma adecuada.

Todo st o or i gi na l a necesi dac ae cont r ol ar en f orma est r i ct a -

l os punt os cl ave de st os si st emas, par a l o cual se consi dera mdi s pen

sabl e el cont r ol qu mi co de :

- Cal i aaa ael agua de r epuest o al ci cl o.

- Cal i aad ael conaensaao y aetecci n i nmedi at a de f ugas en el -

concensaaor.

- Ef i ci enci a ael deaer eador y el i mi naci n qu mi ca del oxi geno -

r emanent e.

- Cal i dad ael agua ae al i ment aci n a l a cal der a.

- I mpurezas en el agua del ao-no ae l a cal der a ( aj ust e de l a pur

ga cont i nu.

7/25/2019 25-1-10089

15/149

-6-

- Arrastres en el vapor saturado y ajuste del nivel del domo.

- Calidaa ael vapor principal.

- Dosificacin de productos qumicos (amonaco, hidrazma y fos

fatos).

La funcin que cumple el sistema de dosificacin de productos -

qumicos es mantener el agua de proceso (condensado, agua de alimenta

cin 3 vapor) dentro de ciertos lmites de pH y oxigeno disuelto, as

como mantener el pH y la concentracin de slidos disueltos dentro de

los limites permisibles en la caldera.

La dosificacin qumica se basa fundamentalmente en : adicin -

de amoniaco para mantener un valor alto depH, adicin de hidrazma pa

ra eliminar el oxgeno disuelto y la adicin de fosfatos de sodio que,

adems de contribuir para mantener el pH adecuado en la caldera, preci

pitan los iones Ca y Mg y fragiliza los depsitos que son facilmen

te eliminables por la purga continua del domo ae la caldera.

b) Debido a que el agua cruda contiene dureza, slice y otras -

sales disueltas, es menester desmmeralizarla para que pueda ser utili

zada como repuesto en el ciclo agua-vapor.

Jsxcamente, el proceso de desmmeralizacin por intercambio i

nico se basa en la substitucin de cationes y aniones por iones H+ y

~OH, respectivamente.

Se requi er e de un cont rol est r i cto en l a operaci n de l a pl ant a

7/25/2019 25-1-10089

16/149

-7-

des "ineralizadora con el fin ae evitar impurezas que suelen causar pro

blemas graves en el ciclo agua-vapor y en la caldera misma.

c) En algunas Centrales Termoelctricas, como Tula y Valle de -

xico, parte del agua de repuesto a los sistemas de enfriamiento es a

gua negra tratada, la cual debe cumplir con ciertas caracteristicas de

calidad (fsicas, qumicas y biolgicas), con el fin de evitar proble

mas en la torre de enfriamiento, condensador principal y equipos auxi

liares.

Uno de los principales parmetros que es menester controlar en

la produccin de agua negra tratada es el conteniuo de slidos suspen

didos, cuyo valor mximo admisible es 20partes por milln. Un exceso

de ste valor causa problemas graves, tales como erosin en los tubos

del condensador, ensuciamiento de los enfriadores de hidrgeno de la -

turbina, ensuciamiento de la torre de enfriamiento, etc.

Asi como se requiere un control estricto de ste parmetro, e

xisten otros aa i;ual ms importancia que requieren atencin especial

con el fin de obtener la adecuada cantidaa y calidad de agua negra tra tada.

d) En el agua de circulacin ae los sistemas de enfriamiento se

deben considerar ciertos parmetros de importancia para lograr la pro

teccin aaecuaaa, tales cono :

7/25/2019 25-1-10089

17/149

Volumen t o t a l d e a g ua en e l c i r c u i t o , e l c u a l d e b e r mant en e r

s e d e n t r o de c i e r t o s l i m i t e s , c o n s ia e r a n d o e l ag ua de r e p u e s -

t o .

F l u j o de a gu a de c i r c u l a c i n que se e n f r i a en l a t o r r e .

T emp e ra tu r as de e n t r a d a y s a l i d a d e l a g u a d e c i r c u l a c i n a l a

t o r r e de e n f r i am i e n t o y a l c o n d en sa d o r.

P o t e n c ia r e f r i g e r a n t e de l a t o r r e de e n f r i a m i e n t o .

F l u j o de e v a p o r a c i n qu e p ro du c e e l e n f r i am i e n t o d e l f l u j o t o

t a l d e l s i s t e m a .

F l u j o d e l a r r a s t r e p or v i e n t o en l a t o r r e de e n f r ia m i e n t o .

F l u j o de pu r g a s n e ce s a r i o p a r a man ten e r u na ad e cu ad a con cen

t r a c i n de s l i d o s e n e l ag ua de c i r c u l a c i n ( l a c o n c e n t r a---

c i n de s l i a o s a um en ta con l a s p r d i d a s p o r e v a p o r a c i n ) .

F l u j o de r e p u e s t o a l s i s t e m a , e l c u a l c ompens a e l c o n j u n t o de

p r d id a s t o t a l e s .

R e l a c i n de c o n c e n t r a c i n , l a c u a l c o r re s p on d e a l a r e l a c i n

e n t r e l a c o n c e n t r a c i n de s l i d o s e n e l a g ua de c i r c u l a c i n y

l a de l o s s l i d o s en e l agua d e r e p u e s t o .

D esde e l p u nt o de v i s t a q u i l i c o , e l a g ua de e n f r i am i e n t o de be

s e r t ra t a d a s eg n l o s s i g u i e n t e s p r i n c i p i o s :

P r oc e d s ie n to de e q u i l i b r i o , s eg n e l c u a l s e ha de man t ene r

un e q u i l i b r i o e n t r e l a c o r ro s i n y l o s p r o c e so s de i n c r u s t a -

c i n , s o b re to do en l o s t u bo s d e l c o n d e n s a d o r. E s t e p r o c e d i -

mien to se basa e n m a n t e n e r c i e r t o s v a l o r e s d e pH ( par a l o

- 8-

7/25/2019 25-1-10089

18/149

- 9-

cual se dosi f i ca ci do sul f r i co) y sal es di suel tas, de a---

cuer do con el cl cul o y apl i caci n del ndi ce de sat ur aci n 6

de Langel i er y/ el ndi ce de estabi l i dad 6 de Ryznar.

- Uso de i nhi bi dores de i ncrust aci n, medi ant e l os cual es se

mant i ene el equi l i br i o con una l i ger a t endenci a i ncrust ant e,

basndose en l a pr eci pi t aci n del car bonat o de cal ci o. Est os

productos, tal es como l os pol i f osf at os y l os f osf onat os, que

act an a escal a mol ecul ar , i nhi ben l a f ormaci n de i ncr ust a

cl ones, e i nci den en el proceso, ya que ampl an l a zona de

t emperaturas dent ro de l a cual puede consi derarse el agua en

equi l i br i o, i mpi den l a i ncr ust aci n en zonas de al t a t emper a

tura y permi t en un aument o en el grado de concent r aci n de sa

l es, con l o que se l ogr a di smi nui r l as pr di das por purga.

- Dso de i nhi bi dores de cor rosi n, medi ant e l os cual es se prot egen tant o el acer o como l as al eaci ones de cobre de l oe equi

pos del si st ema de enf r i ami ent o.

- Uso de mi crobi ci das, con l os que se evi t an desarrol l os mi cr o-

bi ol gi cos, sobr e todo de bact er i as f er r osas( aer obi as) y sul -

f at or r educt or as( anaer obi as) , l as cual es pr oducen cor r osi n. El

cl oro y l os mi cr obi ci das a base de sal es cuat ernari as de amo

ni o y de organometl i cos, son l os ms empl eados.

7/25/2019 25-1-10089

19/149

-10-

1 1 1 .1.- ANAL ISIS DE AGUAS.

Los anl i si s qu mi cos de aguas que se l l evan a cabo en una Cen

t ral Ter moel ct r i ca son l os si gui ent es s

111.1.1. Agua Cruda.

- Dureza del cal ci o.

- Sul f atos.

- Cl oruros.

- Ni t ratos.

- Dureza total .

- Al cal i ni dad a l a f enol f tal ei na.

- Al cal i ni dad al anaranj ado de met i l o.

- Anh dr i do carbni co l i bre.

- Fosf atos.

- S l i ce.

- Mat er i a orgni ca.

- Sl i dos t ot al es dxsuel tos.- Conduct i vi dad especi f i ca.

PH.

111. 1. 2. - Agua de Pl ant as Desai neral i zadoras.

- Aci dez mi neral l i bre.

- Dureza total (baj a concent raci n) .

- S l i ce (baj a concent raci n) .

I I I , - DESCRI PCI ON DE LOS PROCESOS

7/25/2019 25-1-10089

20/149

-11-

Conductividad.

pH.

III.1.3. AguadeCalderas.

Alcalinidad ala fenolftaleina.

Alcalinidad al anaranjado demetilo.

Cloruros.

Fosfatos. Hidrazina.

- pH.

Slice (baja concentracin).

Conductividad.

III.1.h.-Condensado Agua deAlimentacin.

Conductividad.

- pH.


Cloruros.

- Fi err o.

Cobre.

Hidrazina.

Amoniaco.

Oxigeno disuelto.

111.1.5. Vapor Saturado Sobrecalentado.


Conductividad.

- pH.

111.1.6. Agua deSistemas deEnfriamiento.

-pH.

7/25/2019 25-1-10089

21/149

12-

- S l i ce.

- Conduct i vi dad.

- Fosf at os.

- Sul f at es.

- Al cal i ni dad a l a f enol f t al el na.

- Al cal i ni dad al anaranj ado de met i l o.

- Cl oruros.

- Dur eza del cal ci o.

- Dur eza total .

- Cl or o resi dual .

I I I . 1. 7. Aguas Negras.

- Sl i dos suspendi dos.

- Oxi geno di suel t o.

- Sedi ment abi l i dad.- Demanda Bi oqu mi ca de Oxi geno.

- Demanda Qu mi ca de Oxi geno.

- Det er gent es ( A. B. S. ) .

- Cl oro resi dual .

- Grasas.

- p H .

- Conduct i vi dad.

- S l i ce.

- Fosf at os.

- Sul f at os.

- Al cal i ni dad a l a f enol f t al el na.

- Al cal i ni dad al anar anj ado de met i l o.

7/25/2019 25-1-10089

22/149

-13-

Dureza del calcio. Dureza total.

Todos stos anlisis son menester efectuar con el fin de lograr

unadecuado control qumico enla>generacin termoelctrica. Dichos a

nlisis se elaboran con una periodicidad preestablecida, la cual pue-

deincrementarse deacuerdo a las necesidades.

III.2. CONTROL DEPOZOSPROFUNDOS.

Para poder tener el control adecuado en la operacin delos po-

zos profundos que abastecen el agua derepuesto, tanto para desminera

lizacin como para los sistemas de enfriamiento se requiere, por un lado, contar con el registro de la calidad del agua que cada uno de ellos

produce y, por otro, contar con el registro del historial de operacinde los mismos.

III.2.1. Calidad deAgua.

Conel fin de ilustrar en forma prctica como se elabora un re-porte completo que indique la calidad deun agua cruda depozo, a con-

tinuacin se expone el desarrollo del reporte deuna muestra deagua

cruda depozo correspondiente a la Central Ternoelctrica "Las Cruces

deAcapulco, Gro., enel cual se anotan las determinaciones queson me

nester efectuar, as como el clculo delas variables que complementar

7/25/2019 25-1-10089

23/149

H

dicho reporte:

Determinaciones :

Dureza del cal ci o, en t rmi nos de CaCO = 100 ppm.

Sul f at os, en t r mi nos de SO, = = 26 ppm.

Cl oruros, en t rmi nos de Cl ~ = 60 ppm.

Ni t ratos, en t rmi nos de NO = 6 ppm.

Dureza total , en trmi nos de CaCO.^ = 166 ppm.

Al cal i ni dad a l a "F" , como CaCO = 0 ppm.

Al cal i ni dad a l a "M", como CaC0? = 130 ppm.

Anh dr i do carbni co l i bre, como CO = ifO ppm.

Fosf atos, en t rmi nos de PO. -k

= 6 ppm.

S l i ce, en t rmi nos de Si O = 42 ppm.

Materi a orgni ca, en t r mi nos de 02 =6. 3

Sl i dos t ot al es di suel t os, comoCaCO = 325. 6ppm.

Conduct i vi dad especi f i ca =550 mi cr o-mhos.

pH = 7. 5

Var i abl es Compl ement ari as :

Dureza del magnesi o :

DMg'*"f * como C a C 0 3 = Dx DCa+* = 66 - 100 = 66 ppm.

Bi car bonat os :

Puest o que l a al cal i ni dad "F" es cero, t oda l a al cal i ni dad est

dada por l os bi car bonat os, 6 sea l a al cal i ni dad nM** (n hay hi drxi dos

ni carbonat os) :

Bi carbonatos ( HCO - ) = M = 130 ppm.

7/25/2019 25-1-10089

24/149

15

Car bonat os (COg) = 0 ppm.

Hi drf txi dos (OH) = 0 ppm.

Dureza de Carbonatos :

Dcq= M = 130 ppm.

Dureza de S6- Carbonat os :

DK6- C0= dt ' M = 166 - 130 Q 6 ppa.3

Lo ant er i or es debi do a que l a di f erenci a ent re l a dur eza totaly l a al cal i ni dad "M" d un val or posi t i vo, por l o que l a dureza de n-

carbonatos se expr esa por di cha di f erenci a, si endo l a dureza de carbo

natos i gual a l a al cal i ni dad total "M". Cuando D, - M d& un val or de -

cero 6 negat i vo, l a dureza de n-carbonatos ser i gual a cero y l a du

reza de carbonat os serf i i gual a l a dureza total .

Par a poder det ermi nar l as dems var i abl es compl ement ari as (so

di o y s6l i ao_- t otal es di suel t os) , es necesar i o conver t i r l as par t es

por mi l l n de l os ani ones a t rmi nos de CaCO , para l o cual t enemos l a

si gui ent e tabl a :

F A C T O R E S P a R a C O N V S R T I H

A TERMI NOS DE CaCO,.

S0= - - - - - - - - - - 1. 04

Cl " - - - - - - - - - - 1. 41

NO" - - - - - - - - - - 0. 80

po- - - - - - - - - - i . 58

Si 02 - - - - - - - - - - 1. 66

co2-------------------- , . 13

7/25/2019 25-1-10089

25/149

- 16-

Suma de Ani ones :HCO = 1 3 0 . 0 0

co3- = 0 . 0 0

"OH = 0. 00

so; = 2 6 X 1 . 0 4 = 2 7 . 0 4

C l ~ = 60 X 1 . 4 1 = 84. 60

N$ ~= 6 X 0. 80 = 4. 80

PO?4 = 6 X 1. 58 = 9. 48

TOTAL =255.92 ppb. en trmi nos de CaCO,

Puesto que l a suma de ani ones es i gual a l a suma de cat i ones, po

demos cal cul ar el cat i n sodi o :

255. 92 - ( 100 + 66) = 89. 92 ppm de Na* como CaCO,

Los sl i dos tot al es di suel t os son l a suma de cat i ones 6 ani ones

ms l a s l i ce, en t rmi nos de carbonato de cal ci o.

Conversi n de Si O_ a trmi nos de CaCO- :2 3

42 x 1.66 = 69. 72 ppm como CaCO

S. T. D. = 255- 92 + 69. 72 = 325. 64 ppm como CaCO-,

Por l o que, f i nal ment e, el report e queda :

Cat i ones :

Cal ci o (Ca++) como CaCO _ 1 0 0 ppm

Magnesi o( Mg++)como CaCO = 66 ppm

Sodi o (Na*) como CaCO = 89.92 ppm

TOTAL = 255. 92 ppm

7/25/2019 25-1-10089

26/149

-17-

Aniones ;Bicarbonatos (HCO) OOBOCaCO - 1 3 0 . 0 0 ppm

Carbonatos (CO*), cono K\odo = 0.00 ppm

Hidrxidos (OH), comoCaCO = 0.00 ppm

Sulfatos (SO*), como CaCO = 27.04 ppm

Cloruros (Cl~), como CaCO = 8460 ppm

Nitratos (NO), como K\OO = 4.80 ppm

Fosfatos (POT),4 como CaCOj = 9.48 ppm

TOTAL= 255.92 ppm

Complementarios

Dureza total, comoCaCO =166.00 PPHDureza dencarbonatos,como CaC03= 36.00 ppm

Dureza de carbonatos, comoCaCO =1 3 0 . 0 0 ppm

alcalinidad ala "F", comoCaCOj = 0.00 ppmAlcalinidad ala "M", como O0>o

J5=1 3 0 . 0 0 ppm

CO libre, como c2= 40.00 ppm

Slice, como Si02= 42.00 ppm

Materia orgnica, como 2 =/ , ms.de6.3 n

Slidos totales disueltos, CaCO =325.64 ppm

Conductividad especfica =5 5 0 micromfr

pH 75

III2.2. Historial deOperacin.

El registro del historial de operacin de cada uno de los pozos

7/25/2019 25-1-10089

27/149

-18-

es de suma i mpor t anci a, t oda vez que es el que d l a pauta de l as con

di ci ones f si cas que guarda.

Como se i l ust r a en l a"Fi gur a N- 1. en l a cual , de l a l et r a "A"

a l a"K" se r ef i ere a datos de cont rol y de l a "L" en adel ant e a datos

de di seo, a cada pozo se l e det er mi na l o si gui ent e s

A. Ni vel Est t i co. - Est e se dete-mi na cuando l a bomba del pozoest f uer a de servi ci o y se ha dej ado r eposar el t i empo suf i ci ent e ps

r a que recupere su ni vel .

El ni vel est t i co se det er mi na de l a si gui ent e maner a :

a) El pozo debe t ener un m ni mo de 15 mi nut os f uera de servi ci c

par a poder det ermi nar el ni vel estt i co.

b) Se abre l a vl vul a 1 para i nt r oduci r ai re a pr esi n en l a co

l umna de cobre hast a que l a presi n del manmet r o sea establ e.

c) Se ci err a l a vl vul a 1 y se anot a l a pr esi n del manmetr o 2,

despus de l a pequea osci l aci n que experi ment a.

d) La di f er enci a ent re l a l ongi t ua "0" del tubo de cobr e, expr e

sada en metros, y el val or de col umna de agua expresada en met r os co

r respondi ent e a l a presi n obt eni da del manmetr o 2 , pr oporci ona el -

ni vel est t i co del pozo, expresado en met ros, consi deranco que 1. 0 ^2encor r esponde a 10 met r os de col umna de agua.

B. Ni vel Di nmi co. - El ni vel di nmi co de un pozo pr of undo es a-

quel que el agua adqui ere dent ro del pozo cuando st e se encuent r a en

operaci n.

Su determi naci n se l l eva a cabo en f orma si mi l ar a l a del ni vel

7/25/2019 25-1-10089

28/149

DATOS NECESARIOS PARA EL CONTROLDE POZOS PROFUNDOS.

CLAVEA- Nivel estoticoenmB- Nivel dmomico enmC- AbatimientoenmD- Recuperacinfoto! enmmE - Recuperacinparcial enm/ler mm

F - Horas trabajadas duranteel mesG- Horas trabajadas desdeel ulttmomantenimiento.H- Gastodeservicioen1/segI - PresindeservicioenKg/cm2J - Produccinduranteel mes enmK- Produccinacumuladadesdeel ultimomantenimientoenm3kL - ColumnodeBomba_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _mM- Columna deTazones_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _mN- Columna deCedazo_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ mO- ColumnadeCobre_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ mP - Columna deFondo_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ mQ- Profundidadtotol del Polo .R- Numero deTazones____S- Numero decadaTazn_Ts- Dia'metrosuperior del Cedazo_ _ _ _ _ _

Ti - Dimetroinferior del Cedazo_____

U- Dimetrodelasperforaciones del Cedazo_V - DiometrodelocolumnadelaBombo__W- DimetrodeloflechadeiaBombo___X- DimetrodelocamisadelaFlecho___

Y - Diometrodetolneade descarga_ _ _ _HP- Potenciadel Motor_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _RPM-Velocidadde Diseodel Motor -Vd- voltajedeDiseftodel Motor__Ad- AmperajedeDiseodel Motor_

_cm

_cm_ mm_cm_ mm_ mm_ cm-HP. RPM. V_ A

F I GUR A N2 1

y

7/25/2019 25-1-10089

29/149

19

esttico, con la diferencia de queantes deabrir la vlvula 1se debecomprobar queel pozo tenga un mnimo de 3 0 minutos deestar en opera-

cin.

Algunos pozos profundos cuentan con sonda elctrica, con la

cual se obtienen las lecturas denivel esttico y dinmico en forma di

recta.

C. Abatimiento. Se denomina abatimiento deun pozo profundo a

la diferencia entre el nivel dinmico y el nivel esttico, expresado

enmetros :

C = B - A

DyE. Recuperacin. La recuperacin deunpozo profundo corres

pondeal tiempo transcurrido desde que se para la bomba, despus de ha

ber determinado el nivel dinmico, hasta querecupera su nivel estti-

co. La recuperacin total "D" se expresa enunidades de tiempo (mi-

nutos), cuando dicha recuperacin es rpida (que tarde menos de 5minu

tos). Cuando la recuperacin es lepta, se determina la recuperacin

parcial "E" enmetros, durante el primer minuto, despus de parar la .

bomba.

F. Horas Trabajadas

Durante el Mes. El nmero "F" dehoras trabajadas por un pozo profundo mensualmente es un dato importante, tanto para el clculo

dela produccin acumulada, como para calcular la produccin mensual

deagua.

G. Horas Trabajadas desde

el Ultimo Mantenimiento. Este dato es iuy til para progra-

7/25/2019 25-1-10089

30/149

-20-

mar opor t unament e l os mant eni mi ent os prevent i vos y r ut i nar i os, con el

f i n de asegur ar l a cont i nui dad de pr oducci n del pozo y n exponerl o -

a una f al l a, cuyo mant eni mi ent o correct i vo seri a m&s t ardado y costoso.

H. gast o de Ser vi ci o.- Es l a cant i dad de agua por uni dad de t i em

po que produce el pozo. Se expr esa general ment e en l i t ros por segundo.

I . Pr esi n de Servi ci o.- Es l a pr esi n que r egi st ra el manme

tro 3 i nst al ado en l a l i nea de descarga, cuando el pozo se encuentr a -

en servi ci o.J . Producci n Durant e el Mes .- Se cal cul a por di f erenci a de l ee

t uras en el meai dor i nt egr ador del pozo bi en, medi ant e l a f rmul a :

J = 3- 6 B F, en m '> ,

donde 3. 6 es el f actor para conver t i r "H" en l t / seg. a nrVhr.

K. Producci n Acumul ada Desde

el DI t i mo Mant eni mi ent o. - Est e dato, que corresponde a l a

producci n mensual acumul ada (en m) , es un dato t i l en l as Cent r al es

Termoel ct r i cas, ya que a part i r de l se puede cal cul ar ;

a) El gasto promedi o del pozo, medi ant e l a f rmul a

K 3Hm = - g- , en nr / hr , bi en,

Hm=J g > en l t / seS-

7/25/2019 25-1-10089

31/149

-21-

b ) E l nmero de h o r a s t r a b a j a d a s d e sd e e l l t im o man t e n im i e n to ,

segn l a f rm u l a :V

G =~~g~ > en horas.

L. Columna de Bomba. Es la d i s t a n c i a e n m e t r o s , d e s d e d onde em

p i e z a la t u b e r a del po z o , h a s t a el comienzo de la co lumna de t a z o n e s .

Es te da to se toma cuando se hace el monta je de la bomba.M. Col umna de Tazones . E s l a l o n g i t u d en m e t ro s , d e sde donde

t e rm in a l a col umna de l a bomba, h a s t a e l c om ien zo d e l c e d a zo . E s t e d a -

t o t amb in se t oma a l hac e r s e e l mon t a j e de l a bomba y debe m o d i f i c a r -

se , en caso de que se camb ie e l nmero de ta zo ne s .

N. Columna de C e d a zo . E s l a l o n g i t u d t o t a l d e l c e d a z o , e x p r e s a

da en me t ros y es un da to de a i s e o de l a bomba.

0. Columna de Cob r e . E s l a l o n g i t u d en me t r o s de l a l i n e a de

c o br e que se u t i l i z a p a r a l a i n t r o d u c c i n de a i r e d u r a n t e l a toma de

l e c t u r a s . E s t a co lu mn a v s u j e t a a l a t u b e r a d e l p oz o y s e r e q u i e r e

que l l eg u e ms aba j o de l a co lumna de cedaz o , ap rox imadamen te a una

lo n g i t u d de P/10 m e t r o s , c on e l f i n de po ae r d e t e c t a r a z o l v e s , t apona -

m ien to ae l cedazo ago t a r , i en to de l po zo .

P. Co l unn a ae i o n do . Es l a a i s t a n c i a en m e t r o s , d e sd e d onde

te rm ina l a co lumna de cedazo , ha? t a e l f ondo de l po zo . S i r v e como r e

f e r e n c i a p a r a d e t e r m i n a r l a l o n g i t u d P/10, que a s u v e z d e t e rm in a l a

l o n g i t u d t o t a l de l a c olumna de c o b r e . E s t e d a t o t amb i n e s t i l p a r a

c o n oc e r l a p r o f u n d i a a d t o t a l "Q" d e l p o zo , y a qu e :

Q=L+M+N+P , 6 b i e n ,

7/25/2019 25-1-10089

32/149

-22'

q - o * p - 4 -

XI I . 2. 2. 1. - I nt er pr et aci n de l as Medi ci ones que se

Ef ectan en l os Pozos Pr of undos. -

1. - La det er mi naci n del ni vel est t i co puede i ndi car l o si gui en

te :

a) Si el ni vel est t i co permanece constant e, si gni f i ca que el pozo conserva su capaci dad de producci n.

b) Si el ni vel est t i co aument a (di smi nuci n de l a col umna de a

gua. con r espect o al f ondo del pozo) , i ndi ca que hay t endenci a al abat i

mi ento, l o cual puede ser ori gi nado por escasez de l l uvi a en l a r egi n

por exi st i r per f oraci n de ot ros pozos en l os al r ededores cercanos.

c) Cuando el ni vel est t i co di smi nuye ( aument o de l a col umna de

agua, con r espect o al f ondo del pozo) , l o cual n es muy f recuent e, se

debe i ndudabl ement e a l a abundanci a de l l uvi as, en cuyo caso el ni vel

di nmi co t ambi n di smi nui r.

2. - La det er mi naci n del ni vel di nmi co puede i ndi car l o si --

gui ent e :

a) Un ni vel di nmi co const ante, i ndi ca buena conservaci n del -

pozo y de l a bomba, asi como buena producci n de l os veneros.

b) Un ni vel di nmi co en aument o, si n que haya vari aci n del ni

vel est t i co ni aument o del gast o de servi ci o, es s mbol o de que exi s

te taponami ent o obst rucci n, ya sea en el mant o acui f ero en el ade

me del pozo.

c) Cuando el ni vel di nmi co di smi nuye, si n que haya var i aci n -

del ni vel estt i co, si gni f i ca f al l a de l a bomba 6 f uga en l a l i nea de

7/25/2019 25-1-10089

33/149

-23-

succin, lo cjal se comprueba por una disminucin del gasto de servico.

3.- Cuando se presentan simultneamente los aumentos de los ni

veles esttico y dinmico (disminucin dlas columnas de agua,con res

pecto al fondo del pozo) sin que haya sobre-bombeo, es decir, aumento

ael gasto de fcervicio, se tiene la indicacin de que el pozo se est a

gotando. En ste caso n se conserva la relacin de abatimiento.

U. - La determinacin del gasto de un pozo profundo es importan

te, ya que indica lo siguiente :

a) Una disminucin del gasto de un pozo con relacin a los obte

niQOS con anterioridad puede deberse a falla de la bomba, fuga en la -

line~ de succin, taponamiento del ceaazo abatimiento del nivel fre

tico.

b) Si el gasto se va a utilizar para el clculo de la proauc--

cin el consumo de agua de la Central, debe considerarse dicho gasto

a la presin que se tenga normalmente durante la operacin, ya que de

otra ..aera el clculo seria errneo.

7/25/2019 25-1-10089

34/149

- 24-

En l a s C e n t r a l e s T e rm o e l c t r i c a s , e l c i c l o a gu a va p or de c ad a u

n a de l a s u n i d a d e s , r e p r e s e n t a l a p a r t e m e d u la r d e l p r o ce s o de g e n e r a -

c i n d e e n e r g a e l c t r i c a , y a que en l s e l l e v a a ca bo l a g e n e r a c i n

de v a p or de a l t a p r e s i n n e c e s a r i o p a r a m ov er l a s t u r b i n a s , l a s q ue a

s u v e z a c t i v a n e l g e ne r ad o r e l c t r i c o , a s i como e l e x c i t a d o r , c o n v i r

t i n d o s e l a e n e r g a m ec n ic a en e n e r g a e l c t r i c a , a s i m ism o, s e t i e n e

l a r e c u p e r a c i n de c on de ns ad o p a r a c o mp l e ta r e l c i c l o .

En l a ' T i g u r a N 2 s e p ue de a p r e c i a r e l d i a g r ama de f l u j o d e l

c i c l o a g u a vapo r pa r a u na Un id ad de 30 0 Megawa t t s de capac idad de ge -

n e r a c i n , como c u a l q u i e r a de l a s 5 Un i da d e s c on qu e c u e n t a l a C en t r a l

T e r m oe l c t r i c a T u l a . E l g en e r ado r d e v apo r p r o d u ce 980 t on e l a d a s d e v a

ppo r sob re ca l en t ad o po r ho ra , con una p re s i n de ope ra c in de 170 Kg/cm

y con una t empera t u r a de 54 0 C , e l c u a l p a sa a l a t u r b i n a de a l t a p r e

s i n , h a c i n d o l a g i r a r a 3600 r e vo l u c i o n e s po r m in u t o . De spu s de cum-

p l i r s u f u n c i n , e l v a p or se c o n de n sa en un c o n de n sa d o r de s u p e r f i c i e

2de 12,075 m de s u p e r f i c i e d e c a l e f a c c i n , con f l u j o de ag ua d e e n f r i a

mie nto de 21,600 m^/hr y 158 C de d i f e r e n c ia l de t em p er a tu ra .

D e l p oz o c a l i e n t e , l a s b ombas de e x t r a c c i n d e c o nd en sa do e n v a n

s t e a l o s c a l en t a d o r e s de b a j a p r e s i n n me ro s 1, 2 , 3 y 4, p a r a po s

t e n o rm e n t e e n v i a r l o a l d e a e re a d o r con e l f i n de e l i m i n a r t a n t o e l o

x l g e n o d i s u e l t o , como e l C02 p r e s e n t e . E l d e a e r e a d o r , a s u v e z a c t a

XI I . 3. - DESCRI PCI ON D3L CI CLO AGUA- VaPOR.-

7/25/2019 25-1-10089

35/149

\

GENERADOR DOMOBAJAPRESION

CALENTBAJA^PRESION/ *3

CALENTBAJAPRESION#2;

#1 jTRANSFORMADOR

/ TANQUE\f DE }OSCILACION)

TORREDEENFRIAMIENTO

CALENTALTAPRESION#-6

ISTOtXO

PLANTA OESMINERALIZADORA

S1MBOLOGIA'

TANQUEDECOMBUSTOUS)

PLANTA DE TRATAMIENTODE AGUASNEGRAS

EMNOMIZAOOR

GENERADOR

OE VAPORINTfCOUCCWNDEHWRAZINAYAMONIACO __

DCAREADOR(CALENT5)HBOMBASDEY CIRCULACION

BOMBASDECONDENSADOCALENTDE

ALTAPMESION#7

INTROOUCOONOEHIDRAZINA

BOMBASDEMUADEALIMENTACION

REPUESTO

VAPORPRINCIPAL (Sobrecalentado)AGUADEALIMENTACIONCOMBUSTOLEOVAPORRECALENTADOY EXTRACCIONESAGUAOECIRCULACIONAGUADESMINERALI ZADA (Repuestoal cielo)CONDENSADO

FIO. N 2. DIAGRAMA DE FLUJ O DEL CICLOAGUAVAPOR DE UNA UNIDAD DE

300 MEGA WATTS

7/25/2019 25-1-10089

36/149

- 25-

Del tanque ae oscilacin del deaereador, el condensado pasa a -

las bombas de agua ae alimentacin, las cuales lo envian a los calenta

cores de alta presin nmeros 6y 7 , para que posteriormente llegue al

economizador de la caldera, completndose el ciclo.

El agua desmineralizada de repuesto al ciclo, el curl corres---

ponde n Fproximadamente el 2% del flujo de vapor producido (18- 20

rn-Vhr), es proporcionado por la planta desmineralizadora, a travs del

tanque de condensado, hacia el pozo caliente del condensador principal.

El vapor de calefaccin de los calentadores de baja presin n

meros i, 2 , 3 y h , es proporcionado por las extracciones 1, 2 , 3 y 4-

de la turbina de baja presin, respectivamente, cuyos condensados son

retornados al pozo caliente del condensador.

SI vapor de calefaccin para el deaereador es proporcionado ---

por la extraccin n2 5de la turbina de presin intermedia y la extrae

cin ti- 6 de sta misma turbina proporciona el vapor de calefaccin

del calentador de alta presin n2 6 . El vapor para el calentador ae al

t? presin i" 27es proporcionado por la extraccin 7de la turbina

de fita presin. El condensado, producto del vapor de calefaccin de -

los calentadores de alta presin nmeros o y 7, es enviado al deaerea

dor.

como el cal ent ador de al t a presi n N- 5-

7/25/2019 25-1-10089

37/149

-26-

es envi aao al r ecal ent aaor del gener ador de vapor par a, post er i or ment e,

ser ut i l i zado en 1a t ur bi na de pr esi n i nt er medi a y el vapor r emanent e

de l a t ur oma de pr esi n i nt er medi a es ut i l i zado en l a t ur bi na de baj a

pr esi n.

Con r espect o al agua del si st ema de enf r i ami ent o ael condensa

dor pr i nci pal y equi pos auxi l i ares ( como bombas " boost er " par a el en

f r i ami ent o de l os enf r i adores de hi dr geno de l a t ur bi na y enf r i ami en

t o de l as bombas de agua de al i ment aci n) , el r epuest o es pr opor ci ona

do por l a Pl ant a de Tr at ami ent o de Aguas l egr as y l os pozos pr of undos.

n aspect o pr i mor di al ment e i mpor t ant e en el ci cl o agua- vapor es

el vaci o del condensador pri nci pal , para l ogr ar l a adecuada condensa

ci n del vapor . En l a "F i gur a K- 5" se i l ust r a l a gr f i ca del vaci o

qu debe t ener el condensador , en mm. de mer cur i o, con r espect o a di f e

r ent es car gas de l a Uni dad, en l a cual se pueden obser var l as zonas de

oper aci n segur a, pel i gr osa y en l a que n se debe oper ar por pr ot ec

ci n de l a mqui na. El baj o vaci o en el condensador puede deber se a ma

l as mani obr as de oper aci n, ent r aaas de ai r e al s i st ema, i nsuf i ci enci a

en el ' gast o deagua ae enf r i ami ent o, i nsuf i ci enci a en l a ext r acci n del

cal or l at ent e de vapori zaci n ael si st ema ce enf r i ami ent o debi da a f a

l l as en l os vent i l ador es de l a t or r e de enf r i ami ent o y/ ensuci ami ent o

de l os t ubos del condensador por el l ado de agua de ci r cul aci n, por -

l o que debern t omars e l as pr ovi denci as al r espect o.

51 vapor sobrecal entado remanente de l a turbi na de al t a presi n

7/25/2019 25-1-10089

38/149

25

F l G . N i l . G R A F I C A DE VACIO OEL CONDENSADOR

V S CARGA DE LA UNIDAD

5 0 0 -

5 2 0 -

ZONA

C A R G A D E L A U N I D A D ( M E G A W A T T S)

7/25/2019 25-1-10089

39/149

-27-

I I 1. 4. - TRATAMI ENTO I NTERNO CE CALDERAS

Y CI CLO GOArVAPOR.

I I I . 4. 1. - F i nal i dad del Tr at ami ent o I nt er no. -

La f i nal i dad ae ef ect uar el t r at ami ent o qu mi co i nt er no de l as

cal deras es acondi ci onar el agua desamer al i zac a par a su oper aci n en

el i nt eri or de l as mi smas agr egando subst anci as qu mi cas, con el f i n -

de evi t ar l os si gui ent es f enmenos :

a) Depsi t os e i ncr ust aci ones en el i nt eri or de l os t ubos.

b) Cor r osi n.

c) Cont ami naci n del vapor .

d) Fragi l i zaci n cust i ca del met al .

a) Los depsi t os en l os t ubos de l as par edes de agua, economi za

dor , sobr ecal ent ador y/ r ecal ent ador de una cal der a, t i enen dos ef ec

t os noci vos, por un l ado di smi nuyen l a t r ansmi si n de cal or or i gi nanao

sobr ecal ent ami ent os que al t er an ser i ament e l as car act er st i cas f s i cas

del metal , di smi nuyendo su r esi st enci a mecni ca y causando f i nal ment e

l a r upt ur a ael t ubo y por ot r o, f avor ecen l a pr esenci a de mecani smos -

cor r osi vos, causaoos por el ef ect o conoci do cono "cor r osi n baj o dep

s i tos" .

La acumul aci n de sl i aos que han pr eci pi t ado en el seno del a-

gua de l a cal der a que han ent r ado como f uga en el agua de al i ment a

ci n, se denomi na depsi t o y su adher enci a n es muy gr ande, si n enbar

go, el cal or r et eni do por su acci n ai sl ant e t i ende a cal ci nar l os t r ans

f or mndol os en un mat er i al denso y con bast ant e aureza, el cual se dg

7/25/2019 25-1-10089

40/149

- 28-

Las i ncrust aci ones n&s comunes son l as pr oduci das por l as s al es

de cal ci o y magnesi o, l a s l i ce y l as de l os xi dos de f i er r o y cobr e

l as cual es pr ovi enen, como y se i ndi c, por f ugas de l a pl ant a desni -

neral i zadora y por ar r ast r es de l os cal ent ador es de baj a y al t a pr e- - -

si n, asi como por di sol uci n del cobr e vi a amoni aco y en pr esenci a de

ox geno, de l os t ubos del condensador pr i nci pal .

b) La cor r osi n se puede def i ni r como el det er i or o del met al por -

una r eacci n qui mi ca. El agua y el ox geno di suel t o en st a son l os

pr i nc i pal es f act or es que causan l a cor r os i n en el i nt er i or de l os t u

bos de l a cal dera.

Muchas t eor as han si do desarr ol l adas par a expl i car l as causas

y l os mecani smos de cor r osi n si n embar go, l a ms ampl i ament e acept ada

es l a conoci da como t eor a el ect r oqu mi ca, l a cual est abl ece, b&si camen

te, que l a cor r osi n de l os met al es ocur r e por l a exi st enci a de una di

f erenci a de pot enci al ent r e dos ms punt os, con el consecuent e f l uj o

de el ect r ones. De acuerdo con st a t eor a, cada part cul a de f i err o al

est ar en sol uci n se i oni za, danao l ugar al i n f er r oso :

nomi na i ncrust aci n.

por ot r o l aao, el agua t i ende a f or mar i ones hi dr geno e hi dr oxi l o :

Fe

o

Fe

H+ + OH

7/25/2019 25-1-10089

41/149

-29-

E1 in hidroxilo se une con un in ferroso, dando lugar a la for

macin de hidrxido ferroso :

Fe++ + 2 "OH -r- Fe (OH)

El oxigeno disuelto oxida al hidrxiao ferroso :

kFe(0H)2 + 02 + 2 H20 ---- 4 Fe(OH)3 ,

dando l ugar al hi dr xi do f r r i co, el cual es mucho menos sol ubl e, f or

mando el depsi t o que compl et a el ci cl o de st e f enmeno.

c) La cont ami naci n del vapor es debi da a i mpur ezas que son a

r r ast r adas haci a el mi smo y que const i t uyen pr i nci pal ment e el si l i cat o

de sodi o, l os f osf at os de sodi o, el car bonat o de sodi o, el sul f at o de

soai o, el cl orur o de sodi o y el hi dr xi do de sodi o. Est as sal es, depen

ul endo de su sol ubi l i dad a di f er ent es t emper at ur as, t i enden a deposi t ar

se en l os t ubos del sobr ecal ent ador , como es el caso ae l os f osf at os -

ae sodi o, car bonat o y sul f ato de sodi o, en l os ai f erent es l abes de

l a t ur bi na, como si l i cat o, cl or ur o e hi dr xi do de sodi o.

u) La f r agi l i zac i n cust i ca, es t r el l ar ment mt er cr i s t a l i no -

ael met al , ha si do r econoci do coao un gr ave pr obl ema que causa f al l as -

en l a cal dera.

La f r agi ] i zaci n cust i ca es un f enmeno que puede l l evar se a -

cabo por l a pr esenci a de una al t a concent r aci n de sol uci n cust i ca ,

ori gi nada por l a concent r aci n del agua ae l a cal dera, conj unt ament e -

con el esf uer zo mecni co del met al ms al l de su l i mi t e el st i co por

7/25/2019 25-1-10089

42/149

-30-

l as al t as t emper at ur as que se t i enen en l a mi sma. Se r equi er e que l a -

concent r aci n de l a sol uci n cust i ca est sobr e 10 % , l a cual l gi c a

ment e es muy di f ci l que se tenga, si n embar go, pueden exi st i r f ugas -

de vapor haci a l a atmsf era por l as que l as s al pi cadur as de l as s al i

as se evapor en, pudi ndose l l egar a t ener en st e caso t al concent r a

ci n punt ual .

I I I . 4. 2. - Tcni cas para Ef ec tuar el

Tr abami ent o I nt er no . -

Las t cni cas par a el acondi ci onami ent o del agua de l a cal aer a,

l as c ual es consi st en en agr egar subst anci as qu mi cas y mant ener sus

concent r aci ones, con el f i n de que r ena l as car act er st i cas adecuadas

par a preveni r l os pr obl emas que se anal i zar on de depsi t os e i ncr ust ac i ones, cor r os i n, cant ammaci n del vapor y f r agi l i zac i n cust i ca _ _

del metal , son :

) Cont r ol de Pr eci si n. - Est e cont r ol consi st e en mant ener ba

j as concent r aci ones de s l i ce y f osf at os, con el f i n de r educ i r l os a-

r r ast r es de s l i ce haci a l os l abes de l a t ur bi na, as i como evi t ar l os

depsi t os de f osf at o de magnesi o en el i nt er i or ae l os t ubos de l a cal

der a. El magnesi o que f uga de l a pl ant a desmi ner al i zador a haci a l a cal

der a, r eacci ona con l os f osf at os par a f or mar el hi drxi do de magnesi o.

Con concent r aci ones baj as de f osf at os, el magnesi o se combi na casi en

f or ma excl usi va con l a s l i ce, par a dar l ugar a un l odo menos adher en-

t e de si l i cat o de magnesi o, por st o, es menest er di smi nui r l a conren-

7/25/2019 25-1-10089

43/149

- 31-

t r aci n de f osf at o al mant ener concent r aci ones ms baj as de s l i ce en

el agua de l a cal der a, con l o que se evi t a l a f ormaci n del hi dr oxi - - -

f osf ato de magnesi o.

Como se puede apr eci ar en l a "Fi gur a K- 4". par a una cal der a de

al t a pr esi n ( 170 Kg/ cm ), l a concent r aci n mxi ma t ol er abl e de s l i ce

en el agua de l a mi sma debe ser de 0.30 par t es por mi l l n, con l o que

se asegur a una concent r aci n mxi ma de 0. 02 par t es por mi l l n de s l i ce en el vapor .

El cont r ol de pr eci si n r equi er e l a pr esenci a de ci er t a cant i

ca de hi dr xi ao l i br e, con el f i n de mant ener f l ui dos l os l odos que -

l l egaran a f or mar se. Si n embargo, conf or me l as pr esi ones de oper aci n

aument an, con l o que l as t emper at ur as del met al t ambi n se ven i nor e

ment adas, se ha encont r ado que l a al cal i ni dad ae hi drxi dos ha si ao

per j udi ci al , ya que acel er a l a cor r osi n baj o depsi t os, sobr e t odo en

l as super f i c i es cal i ent es, f avor eci endo l a f r agi l i dad cust i ca. Est e -

f enmeno se ha pr esent aao con mayor f r ecuenci a en cal der as que oper an

a pr esi ones super i or es a l os 98 Kg/ cm .

b) Cont r ol Coor di nado de Fosf at os- pH. - Est e cont r ol , conoci do -

t ambi n como " Cont r ol de Al cal i ni dad Caut i va" , depende de l as mezc l as

de or t o- f osf at o de l a mezcl a de sosa y f osf at o di sdi co per a el con

t r ol del pH en una sol uci n Buf f er que i nvol ucre f osf at os t nsdi co, -

di sdi co y monosdi co, ae acuerdo con su f aci l i dad de hi dr ol i zaci n a

hp4 > H2P0^ y P04- y est abl ecer el equi l i br i o a st as f or mas en con

j unci n con el i n hi dr oxi l o, de acuer do a l as si gui ent es r eacci ones ;

7/25/2019 25-1-10089

44/149

7/25/2019 25-1-10089

45/149

-32-

P0 = + Ho0 - - - HPO, - + OH4 2 --- 4

HPO. = + H O- - - H- PO, ' +" OH4 2 2 4

H_PO. ~ + H_0 PO, - +3 H+ + ' OH2 4 2 - - - 4

En agua con baj a concent r aci n de sl i dos di suel t os, como el

Na PO , y mant eni endo el equi l i br i o ent r e l as var i as f or mas del i n

f osf at o, puede ser ut i l i zado el cont r ol de l a ac i dez al cal i ni dad del

si st ema compl et o. La r el aci n de un f osf at o a ot r o puede ser cont r ol a

da par a obt ener l a r el aci n Na/ PO deseada. Si t odo el f osf at o pr esent e

est en l a f orma de Ka PO , l a r el aci n Na/ PO d un val or de 3. 0, l o

cual or i gi na i ones hi dr ox i l o l i bres, que i ndi ca l a cant i dad de hi dr

xi do de sodi o en sol uci n en exceso, der i vada de l a hi dr l i si s del -

Na, P0, :3 4

Na, P0, + H _ 0 N a H PO . +N a O H3 4 2 2 4

En st e t i po de t r at ami ent o, i ni ci al ment e se cont r ol an ent r e 5

y 10 par t es por mi l l n de f osf at os en al t a pr esi n y ent r e 15 y 25 par

pt es por mi l l n par a pr esi ones ent r e 42 y 85 Kg/ cm . Par a cal der as con

pr esi ones del or den de 170 Kg/ cm , el mant ener ent r e 5 y 10 par t es - - -

por mi l l n de f osf at os, l o que i nvol ucra pH s super i ores a 9. 3, puede

causar ar r ast r es a l a t ur bi na, di smi nuyendo su ef i ci enci a, asi mi smo ,

se ha demost r ado que l a r el aci n Na/ PO = 3. 0 causa arr ast r es de sodi o

a l a t ur oma, el cual es sumament e per j uai ci al .

7/25/2019 25-1-10089

46/149

-33-

En l a " Fi gur a K- 5" puede obser varse l a cur va que es menest er -

mant ener par a el cont r ol coordi nado f osf at os- pH, par a una r el aci n de

Na/ PO =3. 0.

c) Cont r ol Congr uent e.- El t r at ami ent o congr uent e cont r ol a l a -

caust i ci dad l i bre, evi t ando de st a f or ma l a f r agi l i zaci n cust i ca en

l a cal der a. El cont r ol congr uent e mant i ene una r el aci n de Na/ PO en

t re 2. 65 y 2. 85) si endo el val or pt i mo el de 2. 6 par a t odo t i po de

pcal deras con pr esi ones ent r e 85 y 210 Kg/ cm .

Como se puede apr eoi ar en l a "Fi gur a 5". par a l l evar un ade

cuado cont r ol congruent e en cal der as de al t a presi n, es menest er man

t ener un r esi dual de f osf at os de 2. 0- 4. 0 par t es por mi l l n (en una r e

l aci n de 2: 1 de t r i f osf at o : di f osf at o, que equi val e a una r el aci n -

ae Na/ PO = 2. 6) , con un pH de 9. 0 a 9. 3.

d) Agua Pur a. - Est e mt odo, conoci do t ambi n con el nombr e de -

"Cer o Sl i dos" , n mant i ene pr ct i cament e subst anci as qu mi cas, cuando

menos en sol uci n. Si n embar go, n excl uye por compl et o el uso de subs

t anci as qu mi cas, si no que su empl eo est di r i gi do a t r at ar de mant e

ner pur a el agua de l a cal der a.

I deal ment e, st e mt odo ser a el aaecuado par a ut i l i zar l o en l as

cr l der as moder nas de al t a pr esi n, ya que cada vez es menos t ol er abl e

l a pr esenci a de sl i dos di suel t os en el agua, si n embar go, dej a de ser

aaecuado en l a prct i ca ya que act ual ment e es i nevi t abl e l a f uga de _ _

cont ami nant es del si st ema pr e- cal dera, como r ast r os de sal es de cal ci o

y magnesi o, s l i ce, f i er ro y cobr e.

7/25/2019 25-1-10089

47/149

DoS2

CURVAS PARA EL CONTROL DE FOSFATOSEN CALDERAS DE ALTA PRESI ON

CONCENTRACION ORTOFOSFATO p 9 m

FI GURA N2 5

7/25/2019 25-1-10089

48/149

-34-

I I I . 4. 3. - Dosi f i caci n de Subst anci as Qu mi cas

par a el Tr at ami ent o I nt erno de Cal de

r as v Ci cl o Agua- Vapor . -

Los s i st emas de dosi f i caci n qu mi ca cumpl en con l a f unci n de

mant ener el agua de pr oceso ( condensado, agua de al i ment aci n y vapor

pr i nc i pal ) dent r o de l os l i mi t es admi s i bl es par a l a cal der a en l os pa

r met r os de pH, oxi geno di suel t o y concent r aci n de sl i dos di suel t os.

Con el f i n de i l ust r ar en f or ma pr ct i ca l a dos i f i caci n qu mi

ca, se consi der ar n a cont i nuaci n l os si st emas que se empl ean act ual

ment e en l a Cent r al Ter moel ct r i ca Tul a, l os cual es est n r ef er aos a

l a "F i gur a h 2 2" :

Amon aco. - El amon aco, el cual se ut i l i za par a mant ener el pH

del condensado ent r e 9. 0 y 9. 3 ( cuya mxi ma concent r aci n per mi t i da es

0. 5 ppm, par a evi t ar el r i esgo de di sol uci n del cobr e del Admi r al t y -

con que est n const r ui dos l os t ubos del condensador pr i nci pal ) , se i n

yect a en l a descar ga de l as bombas de ext r acci n de condensado, con un

gast o de 0. 19 l t / mi n. de sol uci n al 15 %, a una pr esi n de 30 Kg/ cm2 .

Reci ent ement e se na i nst al ado ot r o punt o de dosi f i caci n, en l a

succi n de l as bombas de agua de al i ment aci n, con el obj et o de pr ot e

ger l os t ubos del condensador , ya que a baj as car gas cuando se di spa

r a l a Uni dad, abr e una vl vul a aut omt i ca de f l uj o m ni mo que se t i ene

i nst al ada en l a descar ga de l as bombas de ext r acci n de condensado, pa

r a pr ot ecci n de l as mi smas. Cuando st o sucede, se cambi a el punt o de

dosi f i caci n con el f i n de n suspender el t r at ami ent o, ent ant o se r es

7/25/2019 25-1-10089

49/149

-35-

El amoni aco que se encuent r a en l os si st emas agua- vapor , n pr e

sent a car ct er cor r osi vo par a el f i er r o. Debi do a su car ct er bsi co -

se ut i l i za para combat i r l a cor r osi n, si n embar go, como y se i ndi c,

el amoni aco puede acel er ar l a cor r osi n de al eaci ones de cobr e. An

cuanao el amoni aco n at aca en f or ma di r ect a al cobr e met l i co, puede

di sol ver f ci l ment e l os xi dos de cobr e, por l o que al exi st i r oxi geno

en el condensador , el amoni aco puede cor r oer l a al eaci n de l os t ubos.

Hl dr azi na. - Lahi dr azi na es un compuest o or gni co que ha subst i

t ui do por compl et o al sul f i t o de sodi o par a el i mi nar el oxi geno di suel

to en Uni dades de al t a pr esi n, pri nci pal ment e por que se evi t an l os s

l i dos en el si st ema. Adems, se ut i l i za como r egul ador a en el cont r ol

del pri y para r educi r l os el ement os de val enci a al t a de l os xi dos en

l as par edes de l as t uber as.

La r eacci n par a l a el i mi naci n del ox geno r emanent e que n se

el i mi na en el deaer eador , es l a si gui ent e :

N2H4 + 2 - 2 H2 +N2

Puest o que el peso mol ecul ar de l a hi dr azi na es el mi smo que el

del ox geno ( 32 gr / mol ) , para r emover 1. 0 par t e por mi l l n dest e se

r equi er e 1. 0 par t e por mi l l n de hi dr azi na.

La hi dr azi na, adems de r eacci onar con el oxi geno, f avor ece l a

f or maci n de una pel cul a del gada de xi do f er r oso- f r nco ( magnet i t a;

de col or gr i s que pasi va l as par eaes de l os t ubos, pr ot egi ndol as con-

tabl ecen l as condi ci ones normal es de operaci n.

7/25/2019 25-1-10089

50/149

-36-

t ra l a corrosi n, de acuerdo a l a si gui ente reacci n :

6 Fe_0, + N H.2 3 2 4

4 F e5 0 t + 2 H20 + N2

La hi dr azi na tambi n r educe al cobr e del xi do cpr i co,par a dar

l ugar al xi do cupr oso :

Un exceso de hi dr azi na en el agua de al i ment aci n,se descompone

en l a cal der a en amoni aco y ni t r geno :

Al i gual que el amoni aco, l a hi dr azi na ee i nyect a en l a descar

ga de l as bombas de ext r acc i n de condensado, con un gast o de 0. 19

se mant i ene con un r esi dual de 0. 01 a 0. 02 par t es por mi l l n en el a

gua de al i ment aci n y en l a cal der a.

Fosf at os. - Act ual ment e, el cont r ol de f osf at os que se l l eva a -

cabo en l as ci nco Uni dades de l a Cent r al Ter moel ct r i ca Tul a, es el

"Cont r ol Congr uent e", que consi st e en mant ener una r el aci n mol ar de -

sodi o a f osf at o i gual a 2. 6, par a l o cual se ut l i za una r el aci n de

f osf at o t nsdi co a f osf at o di sdi co de 2 : 1, mant eni endo un r esi dual

de 2 a 4 par t es por mi l l n de f osf at os t ot al es en l a cal der a, con un -

pH de 9. 0 a 9 . 3 .

2 CuO + N2H^ + ~ 0 2 Cu20 + 2 H20 + N2

pl t / mi n. de sol uc i n al 1 % , a una pr esi n de 30 Kg/ cm . La mdr az i na -

7/25/2019 25-1-10089

51/149

-M i

t i f i cada, dbi l ment e bsi ca, Amber l i t e I RA- 93. EX vol umen t ot al de r e

si na de st a uni dad es de 8,1 5 5 . 3 l t ( 2 8 8 pi e ) .

- Una uni dad l echo mi xto, con 1 , 1 3 3 l t (40 pi e-5) de r esi na ca

t i ni ca f uer te, Amber l i t e I R- 120 y, 2, 266 l t ( 8 0 pi e-5) de r esi na ani -

ni ca f uer t e , Amber l i t e I RA- 402. El vol umen t ot al de resi na de st a u-

ni dad es de 3 . 3 9 9 l t ( 1 2 0 pi e-5).

Regeneraci n. -En st a pl ant a desmi neral i zador a, l a regener aci n se puede ef ec

t uar en f or ma automt i ca manual .

Si l a posi ci n del sel ect or del t abl er o de cont r ol se col oca en

"aut omt i co", l a aper t ur a y ci er re de vl vul as de l os f i l t ros depende

rn de l os r el oj es pr ogr amadores corr espondi ent es. En l a posi ci n "ma

nual ", l a oper aci n de l as vl vul as de l os f i l t ros depender di r ect a

ment e de l os i nt er r upt ores i ndi vi dual es de l as vl vul as sol enoi des co

r respondi ent es.

La r egener aci n de l as uni dades cat i ni cas, ani ni cas y l echos

mi xtos se r eal i za en f orma i ndependi ent e, i ni ci ndose cada una de e-r_

l i as con su corr espondi ent e botn de ar r anque en el t abl ero de cont rol .

Par a l a r egeneraci n de uni dades ani ni cas es condi ci n que se

encuent r e en f unci onami ent o cuando menos un grupo cat i ni co y par a l ar egeneraci n de l os l echos mi xtos se r equi ere que se encuent r e en ope

raci n un grupo cat i ni co- ani ni co.

Condi ci ones Previ as a l a Begeneraci n. -

a) Que l os f i l t ros est n agotados.

7/25/2019 25-1-10089

52/149

-45-

b) El agotami ent o puede ser det ermi nado por el vol umen de agua

t r atado, para l o cual se t i enen si st emas de i nt egr aci n de f l uj o a l a

ent r ada de l os cat i ones dbi l es, a l a sal i da de l os ani ones y a l a sa

l i da de l os l echos mi xtos, l os que pueden ser pr e- f i j ados y una vez

compl et ados l os vol menes correspondi ent es, a t ravs de seal i zaci ones

el ctr i cas operan l as al armas de "l mi t e de producci n" par a cada uno

de l os f i l t ros.

Est a es una al t enat i va vl i da cuando l os parmetros de cont r ol

se mant i enen durant e l a cor r i da, pero l o que r eal ment e f i j a el agoat a-

mi ent o son l os cambi os en l os si gui ent es parmetr os :

Par a Cati ones Fuert es :

- Cuando di smi nuye l a aci dz mi neral l i br e (menos de 3 0 0 ppm,

cuando di smi nuya en un 1 0 % del val or al i ni ci o de l acor r i da) .

- Di smi nuci n de l a conduct i vi dad.- Pr esenci a de rast ros de dureza.

Para Ani ones :

- Aument o del a s l i ce ( me de 0. 3 ppm) .

- Aument o del a conduct i vi dad ( ms de 80 mi cr o- mhos) .

Pai ra Lechos Mi xtos :

- Aument o del a s l i ce (ms de 0. 002 ppm).

- Aument o del a conduct i vi dad ( ms de 5 mi cr o- mhos) .

c) Se deben tener di sponi bl es l os si gui nt es equi pos y servi ci os:

- Bombas de agua cr uda.

- Bombas de i nyecci n de ci do sul f r i co.

- Bombas de i nyecci n de sosa cust i ca.

7/25/2019 25-1-10089

53/149

-V>-

- Sopl adores de tor re desgasi f i cadora ( 6 descarbonat adora) .

- Bombas de agua desgasi f i cada.

- Bombas de agua desmi neral i zada.

- Tener ni vel adecuado en t anque de d a de ci do.

- Tener ni vel adecuado en t anque de di a de sosa.

- Pot enci al el ct r i co.

- Ai r e de servi ci o.

- Vapor de cal entami ent o.

Regeneraci n Cat i 6 ni ca en Aut om&t i co. -

La secuencia de eventos que se describe a continuacin correspon

de a la regeneracin del Grupo 1, la cual es similar para los Gru

pos N- 2 y N- 3, partiendo de la posicin "fuera de servicio". Se posi

cionan los relojes temponzadores a los tiempos de operacin programa

dos para cada uno de ellos en el tablero de control.

Con el cont rol sel ect or de grupo se posi ci ona el grupo cat i ni -

co N- 1, asi como el sel ector de operaci n del grupo n2 i en "Auto" y

se opr i me el bot n de "I ni ci o de Regeneraci n".

a) Hetrolavado :

- Al ener gi zarse el rel oj 1, env a seal a l as vl vul as 3 y

6 del cat i n dbi l y 2 , 5 y 1 0 del cat i n f uer t e ( abren) y l as 2 y 5 -del cat i n dbi l ( ci er ran) .

- Se aj ust a un f l uj o de 27 m / hr con l a vl vul a manual 10 de ad

mi si n de agua cr uda al cat i n dbi l y un f l uj o de 80 m / hr con l a vl

vul a 1 0 del cat i n f uerte.

- Duraci n del proceso : 20 mi nut os.

7/25/2019 25-1-10089

54/149

b) Inyeccin de cido al cati6n fuerte :

- Al energi zar el rel oj n2 2, envi a seal a l as v&l vi Has 1, 6 ,

8 y 9 del cat i n f uer te ( abren) y 2 y 5 ( ci erran) .

- Se cont r ol a un f l uj o de agua de di l uci n de ci do de 40 m/ hr,

con l a vl vul a "A".

- Se cont r ol a un f l uj o de agua de bl oqueo de 30 m/ hr , con l a

vl vul a 1 0 del cat i n fuerte.

- Se ar r anca l a bomba de i nyecci n de ci do y se cont r ol a con -

l as vl vul as "B" y "C" una concent r aci n del 2 % (1. 011 gr / cm de den

si dad) .

- Despus de 30 mi nut os con st a condi ci n, se aument a l a con

cent raci n de ci do al 4 % ( 1 . 0 2 3 gr / cm de densi dad) , por 3 0 mi nut os

ms.

- Duraci n del proceso : 60 mi nutos.

c) Inyeccin de cido a los cationes fuerte y dbil :

- Al energi zar el rel oj n2 3 , envi a seal a l as vl vul as 1, 2 y

7 del cat i n dbi l y 8 del cat i n fuer te ( abren) y a l as 3, 5, y 6 del

cat i n dbi l y 7 y 9 del cat i n fuerte ( ci erran) .

- Se aj ustan f l uj os de agua de bl oqueo a 20 m/ hr , en el cat i n

dbi l con vl vul a 1 0 de st e y de 3 0 nrVhr , en el cat i n f uer t econ

vl vul a 10 de ste; conservndose el f l uj o de sol uci n f i ci da en 4 0 - - -

m / hr .

- Duraci n del proceso : 60 mi nutos.

d) Despl azami ent o :

- Se energi za el rel oj n2 4 del t abl ero de cont rol .

- Se conser va l a mi sma mani obr a y f l uj os.

47

7/25/2019 25-1-10089

55/149

-48-

- Se pone f uera de ser vi ci o l a bomba de i nyecci n de ci do.- Duraci n del proceso: 20 mi nutos.

e) Enj uague :

- Al ener gi zar el rel oj 5 , envi a seal a l as vl vul as 4 del

cat i n dbi l y 1 y 3 del cat i n f uer te (abren) y a l as 1, 5 , y 7 del -

cat i n dbi l y 6 , 7 y 8 del cat i n f uer te ( ci er ran) .

- Se aj ust a el f l uj o de enj uague con l as vl vul as 10, t ant o pa

ra el cat i n dbi l , como par a el f uer te, par a t ener 80 m / hr de f l uj o

de enj uague en cada uni dad cat i ni ca.

- Se esperan val ores de oper aci n de aci dz mi neral l i br e ( cada

1 0 mi nut os, cat i n dbi l 8 0 - 9 0 ppm y cat i n f uer te 3 0 0 - 3 5 0 ppm, depen

di endo de l a cal i dad del agua) .

- Duraci n del proceso : 60 mi nut os.

f) Espera :

- Al desener gi zar se el rel oj N- 5, envi a seal a l as vl vul as 2

y 4 del cat i n dbi l y 1 y 3 del f uerte ( ci er ran) .

g) Ser vi ci o :

- Se col oca el posi ci onador de f unci n en "Manual " y se desener

gi zan l os cont act os de l as vl vul as.

- Se abren l os posi ci onadores manual es de l as vl vul as 2 y 5 dL

cati n dbi l y 1, 4 y 7 del f uerte.

- Se cont r ol a el f l uj o requer i do con l a vl vul a manual 10 de ad

mi si n de agua cr uda al cati n dbi l .

Notas : 1. - Se puede, en un moment o dado, t r abaj ar sl o con el

cat i n fuer te, r egul ando el f l uj o con l a vl vul a 10 de ste y cerr ando

l as vl vul as 2 y 5 del cat i n dbi l y l a 7 del f uer te.

7/25/2019 25-1-10089

56/149

-k9-

2. - Par a pasar de l a posi ci n de " Esper a" a " Servi ci o" despus

de una hor a 6 ms, es necesari o r eal i zar un enj uague pr el i mi nar , r epi

t i endo mani obr as de " Enj uague" durant e 15 m inu tos aproxi madament e, has

t a t ener val or es de oper aci n.

Regener aci n Amni c a en Aut omt i co. -

La secuenci a deevent os que se descr i be a cont i nuaci n cor r espon'

de a l a r egener aci n de l a uni dad ani ni ca del Tr en n 2 i , s i endo si mi

l ar l a r egener aci n par a l os ot r os dos, par t i endo de l a posi ci n "f ue

r a de ser vi ci o". Se posi ci onan l os rel oj es t empor i zadores a l os t i em

pos de oper aci n pr ogr amados par a cada uno de el l os en el t abl er o de -

cont r ol .

Con el cont r ol sel ect or de gr upo se posi ci ona el i , asi co

mo el de f unci n en "Auto" y se opr i me el bot n de "I ni ci o de Regener aci n".

a) Ret r ol avado :

- Al ener gi zar el r el oj n2 1, envi a seal a l as vl vul as 1 y 3

( abr en) y 2 y 5 ( ci err an) ,

- Con l a vl vul a 9 se cont r ol a un f l uj o de r et r ol avado de 30 _

nr Vhr .

- Dur aci n del proceso : 20 mi nut os.

b) I nyecci n de Sosa :

- Se abr e l a vl vul a manual 11.

- Al ener gi zar el r el oj n2 2, envi a seal a l asvl vul as 2, 6 y

7 (abren) y 1 y 3 ( ci err an) .

- Se ar r anca bomba de agua desmi ner al i zada dedi l uci n de sosa

7/25/2019 25-1-10089

57/149

- 5 0 -

y se cont r ol a un f l uj o de 12 m / hr , co l a vl vul a "D".

- Se abr en vl vul as de vapor de cal ent ami ent o del cal ent ador de

sosa, cont r ol ando l a t emper at ur a ent r e 45- 50 C.

Se cont r ol a con vl vul a manual 9 un f l uj o de bl oqueo de 8 m / hr .

- Se ar r anca bomba de i nyecci n de sosa y se cont r ol a su f l uj o

con l a vl vul a "E" par a t ener un f l uj o de 8. 5 l t / mi n. para l ogr ar una

concent r aci n de sol uci n de r egener ant e del 4 % (1.038 gr / cm de den

si dad a 45 C, equi val ent e a 1. 0428 gr / cm a 20 C) .

- Dur aci n del pr oceso s 60 mi nut os.

c) Despl azami ent o :

- Se ener gi za el r el oj n2 3 , mandando l a mi sma mani obr a. Se man

t i enen l os mi smos f l uj os.

- Se par a l a bomba de i nyecci n de sosa.

- Se ci er r an l as vl vul as manual es "D" y "E" y se ci er r a vapor

al cal ent ador de sosa.

- Dur aci n del pr oceso : 20 mi nut os.

d) Enj uague :

- Al ener gi zar el r el oj n2 4 , envi a seal a l as vl vul as 4 ( a_

bre) y 6 y 7 ( ci er r an) .

- Se ci err a vl vul a manual 11 y se aj ust a el f l uj o de enj uague

a 80 mVbr con vl vul a 9 .

- Se t oman muest r as cada 10 mi nut os y cuando se obt engan l os va

l ores mxi mos de s l i ce = 0. 3 ppm y de conduct i vi dad = 80 mi cr o- mhos,

el f i l t r o est r egener ado.


e) Esper a :

Al des - ener gi zar el r el oj n 2 manda seal a l as vl vul as 2

7/25/2019 25-1-10089

58/149

- 51-

f ) Serv i c i o :

- Se col qca el posi ci onador de f unci n en "Manual " y se desener

gi zan l os cont act os de l as vl vul as.

- Se abren vl vul as 2, 5 y 10.

- Con l a vl vul a 9 se r egul a el f l uj o r equer i do.

Not a : Par a pasar de l a posi ci n de " Espera"a " Servi ci o" des .

pus de una hor a ms, es necesar i o real i zar un enj uague pr el i mi nar ,

r epi t i endo mani obr as de " Enj uague" durant e 15 mi nut os apr oxi madament e,

hast a t ener val or es de oper aci n.

Regener aci n Lecho Mi xt o en Aut omt i co. -

La secuenci a de event os que se descr i be a cont i nuaci n cor r es

ponde a l a r egener aci n del l echo mi xt o 1, si endo si mi l ar l a r egene

r aci n par a l os ot r os dos, part i endo de l a posi ci n "f uer a de servi ci o' !

Se posi ci onan l os r el oj es t emponzador es a l os t i empos de oper aci n

pr ogr amados par a cada uno de el l os en el t abl er o de cont r ol .

Con el cont r ol sel ect or de gr upo se posi ci ona el i , as i como

el de f unci n en "Auto" y se opr i me el bot n de " I ni ci o de Regener a- - -

ci n".

a) Ret r ol avaao y Separ aci n de Camas :

- Al ener gi zar se el r el oj i , envi a seal a l as vl vul as 1 y

3 (abren) y 2 y 5 ( ci err an) .

- Con l a vl vul a manual 11, se aj ust a un f l uj o de 9 nr Vhr .


b) I nyecci n de Aci do y Sosa :

y 4 (ci erran).

7/25/2019 25-1-10089

59/149

-52-

- Se abre vl vul a manual 13 .

- Al ener gi zarse el r el oj n2 2,env a seal a l asvl vul as 6 ,

7 y 8 ( abr en) y a l as 1y 3 ( c i er r an) .

- Se cont r ol a un f l uj o de agua dedi l uci n de ci do a 12a r ' / h r .

con l a vl vul a manual "F".

- Se ar r anca bomba de di l uci n de sosa, cont r ol ando un f l uj o *

de 6 nr / hr , con l a vl vul a "D".

- Se abr en l as vl vul as de al i ment aci n de vapor al cal ent ador

de agua de di l uci n de sosa hast a cont r ol ar 45- 50 C.

- Se ar r anca bomba de i nyecci n de ci do y se cont r ol aa un f l u

j o de 4 l t / mm. apr ox. , para l ogr ar una concent r aci n desol uci n ci da

r egener ant e del 4 % ( densi dad = 1. 023 gr / cm ) .

- Se ar r anca bomba de i nyecci n de sosa y se cont r ol a a un f l u

j o de 5- 6 l t / mi n. apr ox. , par a l ogr ar una conc ent r aci n de r egener ant e

cust i co del 4 % ( densi dad = 1.038 gr / crn , a 45 C) .


c) Despl azami ent o :

- Al ener gi zar el r el oj 3i conser va l a mani obr a de l as vl a

vul as, se mant i enen l os mi smos f l uj os.

- Se par a bomba dei nyecci n de ci do.

- Se par a bomba de i nyecc i n de sosa.- Dur aci n del pr oceso : 20 mi nut os.

d) Enj uague Lent o :

- Se par a bomba de di l uci n de sosa y se ci er r an vl vul as de va

por de cal ent ami ent o.

- Al ener gi zar el r el oj n2 4, envi a seal a l as vl vul as 2 ( a

7/25/2019 25-1-10089

60/149

- 53-

- C on l a v l v u l a m an ua l 11 s e c o n t r o l a un f l u j o de ag u a d e s m i n e

r a l i z a d a d e 2 7 n r V h r .

- Con l a vl vul a manual "F" se cont r ol a un f l uj o de agua desgasi

f i cada de 14 m / hr .

- Se ver i f i ca en el conduct i met r o de l i nea en f or ma cont i nua

el val or de l a conduct i vi dad, hast a t ener 500- 600 mi cr o- mhos, en apr o

xi madament e 20 mi nutos.

- Se ci er r an l as vl vul as de agua desgasi f i cada.

e) Dr enado Par ci al :

- Al ener gi zar el r el oj n 2 5, manda seal a l as vl vul as 1 y 4

( abr en) y a l as 2, 6 y 8 ( ci err an) .

- Se ver i f i ca ni vel del f i l t r o par a dej ar l o en l a mi t ad de l a -

mi r i l l a super i or ( en apr oxi madament e 10 mi nut os) .

f ) Mezcl a de Camas :

- Al ener gi zar el r el oj R- 6, manda seal a l as vl vul as 9 de -

ai r e ( abr e) y 4 ( ci err a) .

- S p aj ust a manual ment e l a pr esi n de ai r e de ser vi ci o al f i l p

t ro en 1. 0 Kg/ cm .

- Dur aci n del pr oceso : 30 mi nutos.

g) L l enado del Fi l t r o :

- Al ener gi zar el r el oj 7, manda seal a l as vl vul as 2 ( a

bre) y a l as 1 y 9 ( ci er r an) . Al abr i r l as vl vul as manual es de vent eo

y 11, se i ni ci a el l l enado del t anque.


h) Enj uague Fi nal :

bre) y 7 (ci erra) .

7/25/2019 25-1-10089

61/149

54

- Se ci er r a vl vul a manual de vent eo.

- A l e n e r g i z a r s e e l r e l o j N - 8 , m anda s e a l a l a v l v u l a 4 Ca

b r ) .

- Se aj ust a el f l uj o a 40 m' Vhr con l a vl vul a manual 11.

- Se ver i f i can val ores de s l i ce ( 0. 002 ppm, mx. ) y conduct i v i

dad (5 mi cr o- mhos, mx. ) .

- Dur aci n del pr oceso : Apr oxi madament e 30 mi nut os.

i ) Espera , :- Al desener gi zar se el r el oj 8, despus del t i empo pr ogr ama

do, env a seal de ci er r e a l a vl vul a 2 ( ci er r a) .

- Se ci er r a vl vul a manual de ent r ada.

j ) Ser vi ci o :

- Se col oca el posi ci onador en " Manual " y se desenergi zan l os -

cont act os de l as vl vul as.

- Se abr en l as vl vul as manual es 11 de ent r ada y 12 de sal i da.

- Se op e ra n l o s i n t e r r u p t o r e s de l a s v l v u l a s 2 y 5 ( a b r e n ) y 4

( c i e r r a ) .

- Se aj ust a el f l uj o r equeri do con l a vl vul a manual 11.

N o ta : P a ra p a s ar de l a p o s i c i n de " E s p e r a " a " S e r v i c i o " d e s__

p u s de una h o r a m s, e s n e c e s a r i o r e a l i z a r un e n ju a g u e p r e l i m i n a r ,

r e p i t i e n d o c o n d i c i o n e s d e " E n j u a g u e " d u r a n t e 15 m i n u t o s a p r o x i m a d a m e n

t e , h a s t a t e n e r v a l o r e s d e o p e r a c i n .

7/25/2019 25-1-10089

62/149

-55-

I I I . 6 . 1 . - D e s c rip c i n G e n e ra l. -

Debi do a l a r est r i cci n, que desde hace al gf i n t i empo se t i ene -

en nuest r o pa s, en cuanto a l a per f oraci n de pozos pr of undos par a sa

t i sf acer l as necesi dades de abast eci mi ent o de agua de repuest o par a en

f nami ent o en l os di f er ent es usos i ndust r i al es, l a Comi si n Federal de

El ect r i ci dad se ha abocado a buscar y ut l i zar ot r osmedi os par a sat i sf a

cer sus necesi dades, l as cual es cor r esponden a al t as demandas de agua

de r epuest o para l os si st emas de enf r i ami ent o de sus Cent r al es Ter moe

l ct r i cas, ent r e l as que se cuent a l a r e- ut l i zaci n del agua negr a.

En l a Regi n de Gener aci n Ter moel ct r i ca Cent r al de l a Comi - - -

si n Feder al de El ect r i ci dad, exi st en dos Cent r al es que cuent an con

Pl ant a de Tr atami ent o de Aguas Negr as, l a Cent r al Ter moel ct r i ca Val l ede Mxi co y l a Cent r al Ter moel ct r i ca Tul a. Ambas ut i l i zan el " Pr oce

so de Loaos Act i vados" .

El pr oceso de l odos act i vados es un pr oceso bi o- qui mi co que con

si st e bsi cament e en l a est abi l i zaci n de l a mat er i a or gni ca en des

composi ci n, por acci n de l as bact er i as aer bi as, l as cual es son al i

ment adas con ox geno mol ecul ar par a su super vi venci a y desar r ol l o.

La pur i f i caci n del agua negr a se obt i ene medi ant e l a combi na

ci n adecuada de l os pr ocesos de sedi ment aci n y oxi daci n de l a mat e

r i a or gni ca. En el pr i mer o, meai ant e el cont r ol de l a vel oci dad y un

t i empo de r et enci n r azonabl e, se obt i ene l a pr eci pi t aci n de l os sl i

aos suspendi dos sedi ment abl es. En el segundo proceso, baj o l a acci n -

oxi dant e obt eni da por l a i nyecci n en cant i dades suf i ci ent es de oxi ge

I I I . 6 .- F L A U T A S H E T R A T A M I E N T O D E A G U A S N E G R A S . -

7/25/2019 25-1-10089

63/149

-56-

no, se el i mi nan l as condi ci ones spt i cas, t r ansf or mando l a mat er i a or gni ca en compuest os ms si mpl es n put r eci bl es, t al es como bi xi do de

car bono, sul f at os y agua. El pr oceso de l odos act i vados const i t uye un

si st ema aer bi o de f l ocul aci n bi ol gi ca, en el cual , l os mi cr oor gani s

ffios al cont ar con el oxi geno necesar i o y suf i ci ent e par a su super vi ven

c a, se al i ment an de l a mat er i a or gni ca, l ogr ndose l a est abi l i zaci n

del si st ema.

XI I .6 . 2. - Oper ac i n. -

Con el f i n de descr i bi r en f or ma pr ct i ca l a oper aci n de una -

Pl ant a de Tr at ami ent o de Aguas Negr as, se har r ef er enci a a l a de l a -

Cent r al Ter moel ct r i ca Val l e de Mxi co, cuyo di agr ama de f l uj o se pue

de obser var en l a " Fi gur a N 7.

Est a Pl ant a de Tr at ami ent o de Aguas Negr as const a de 3 Uni dades,

l a Uni dad N- 1 con capaci dad de pr oducci n de 150 l t / Seg, l a Uni dad N-

2- 3 con capaci dad de 300 l t / Seg y l a Uni dad n2 4, t ambi n con 300 - - - -

l t / Seg de capaci dad de pr oducci n. En total , st a pl ant a produce 750 -

l t / Seg de agua negr a t r at ada.

Tr at ami ent o Pr i mar i o :

El i nf l uent e i ni ci al de l a pl ant a es t omado del Gr an Canal del

Desage de l a Ci udad de Mxi co. El agua negr a cr uda pasa a l a obr a de

t oma (1), en donde por medi o de una r ej i l l a y un si st ema de pei ne aut o

mt i co, se el i mi na par t e de l a basur a que ar r ast r a el canal a t r avs -

de todo su t r ayect o. De aqui , el agua pasa a l os cr camos de bombeo de

agua cr uda, par a ser envi ada a l os sedi ment ador es pr i mari os. En el _ _

t r at ami ent o pr i mari o se el i mi nan l a mayor a de l os sl i dos suspendi dos,

7/25/2019 25-1-10089

64/149

T) INFLUENTEINICIALCONREJILLAYSISTEMAROTATORIODEPEINESDE LI MPI EZA

(2) DESNATACIONfj)PURGASOESIFONYFONDO(4) CARCAMOOEBOMBEOOE AGUAOE

ASPERSION(5) CARCAMOOEBOMBEOOEAGUAw DEASPERSION) CAJA REPARTtOORAOELODOS@ CAJA REPARTIDORAOELOOOS(5) CAJA REPARTIDORAOELOOOS(5) CUARTOOEBOMBEODERECIRC

OELODOS

CUARTOOEBOMBEOOERECIRCOELOOOS

7/25/2019 25-1-10089

65/149

-57-

t ant o i nor gni cos como orgni cos, por sedi ment aci n si mpl e, l o cual sel ogr a medi ant e una r educci n de l a vel oci dad de f l uj o, act uando l a gr a

vedad y l a f l ocul aci n nat ur al .

Los t anques de sedi ment aci n pr i mar i a son de f or ma r ect angul ar

y cuent an con un si st ema de r ast r as de l i mpi eza. Est os t anques r ect an

gul ar es t r abaj an en par al el o (2 en l a bni dad - 1 y 4 en l as Uni dades

2- 3 y k ) , t r abaj an en f or ma cont i nua y l a l i mpi eza mecni ca se hace me

di ant e una r ecol ecci n de l odos y mat er i al ms denso que el agua, por

medi o de l as r ast r as que r ecor r en a l o l argo y a cont r a- corr i ent e l os

l os t anques, s t r avs de cadenas si nf n e i mpul sadas por mot or el ct r i

co, descar gando a unas t ol vas que se encuent r an en el ext r emo opuest o

al der r ame de cada tanque, par a de ah envi ar se al drenaj e por medi o -

de pur gas de f ondo, aguas abaj o (3 ); en st os t anques, el agua t i ene u

na vel oci dad apr oxi mada de 30 cm/ Seg. Los s edi ment ador es pr i mar i os --

cuent an t ambi n con un si st ema de desnat aci n (2), que consi st e en un_

medi o t ubo acci onado mecni cament e, por donde se el i mi nan grasas, acei

t es y t odo el mat er i al menos denso que el agua.

La ent r ada del agua negr a cr uda a l os sedi ment ador es pr i mar i os

se l l eva a cabo cont r a una mampar a de concr et o, con el 00j et o de evi_

tar t urbul enc i as , f ac i l i t ando l a di f us i n del l i qui do. 2n el ext r emo -

de sal i da, se t i enen unos ver t edor es de f orma cuadr ada, l os cual es di s' ni nuyen an ms l a vel oci dad de der r ame.

En st e t r at ami ent o pr i mar i o se el i mi nan del 40 al 60 % de l os

sl i dos suspendi dos que t r ae el agua negr a cruda, si endo el t i empo de

r et enci n de 2. 0 hor as, aproxi madament e.

T r a t a m i e n t o S e c u n d a r i o :

7/25/2019 25-1-10089

66/149

-58-

E1 t r at ami ent o secundari o consi st e en l a el i mi naci n de i mpur ezas que quedan del t r at ami ent o pr i mar i o, si endo st as pri nci pal ment e,

sl i dos suspendi dos, sl i dos di suel t os de or i gen or gni co y al gunos s

l i dos col oi dal es, que en conj unt o son sl i dos n sedi ment abl es, l as

cual es son r emovi das en st e t r at ami ent o secundar i o, por medi o del pr o

ceso de l odos act i vados.

El t r at ami ent o secundar i o const a de l as si gui ent es et apas :

- Mezcl a de l os l odos act i vados con el agua cr uda a t r at ar ( l i

cor mezcl ado) .

- Aer eaci n y agi t aci n si mul t neas del l i cor mezcl ado.

- Separ aci n de l os l odos act i vados del l i cor mezcl ado.

- Reci r c

25-1-10089

Documents

Transcript of 25-1-10089