Présentation
Un système de traitement de l'eau des chaudières ne devrait pas être choisi à partir de la seule capacité des chaudières. Deux usines ayant la même production de vapeur peuvent exiger des systèmes de maquillage-eau très différents parce que leur source d'eau, le retour de condensation, la pression de la chaudière, l'utilisation de la vapeur et la tolérance pour le report sont différents.
Ce guide explique comment un acheteur international peut définir ce train de traitement, comparer les propositions et se préparer pour les essais en usine, l'expédition, l'installation et l'acceptation sans supposer qu'un seul paquet standard convient à chaque chaufferie.
Définir d'abord la limite du système Chaudron-Eau
Le traitement de l'eau d'alimentation des chaudières est souvent utilisé pour plusieurs applications différentes. Un devis ne peut porter que sur le dérapage maquillé-épuration de l'eau, tandis que l'acheteur s'attend à un système complet comprenant la manutention du condensat, le réservoir d'alimentation, la désaération et le dosage chimique. Cette différence peut créer un écart commercial et technique important.
Une limite pratique du système peut comprendre:
- stockage ou transfert d'eau brute;
- clarification, filtration des milieux ou filtration des cartouches;
- la dureté, le fer, le manganèse ou le contrôle organique;
- osmose inverse et son système de nettoyage;
- le dégazage ou la décarbonation si nécessaire;
- Déminéralisation par échange d'ions, polissage par lit mixte ou EDI;
- stockage et distribution de l'eau traitée;
- la surveillance ou le traitement du retour des condensats;
- les interfaces du réservoir d'alimentation ou du désaérateur;
- interfaces de dosage chimique interne;
- RO concentré, lavage à l'arrière du filtre et gestion des déchets de régénération de résine;
- les instruments, les panneaux de commande, les verrouillages et la communication avec le système de commande de la chaudière.
Le RFQ doit indiquer quels articles sont à l'intérieur de la portée du fournisseur, qui sont par d'autres, et où chaque limite de batterie est située. Une proposition qui énumère les équipements sans définir ces limites est difficile à comparer de façon fiable.
Quels renseignements doivent être recueillis avant la sélection de la technologie?
1. Exigences relatives à la chaudière et à la vapeur
Fournir le type de chaudière, la pression d'exploitation, la production de vapeur, la demande de maquillage normale et maximale, le calendrier d'exploitation, la fréquence de démarrage et le fabricant de chaudières autorisé de l'eau d'alimentation et de la chimie chaudière-eau. Si la vapeur contacte un produit ou alimente une turbine, indiquez l'exigence de pureté de la vapeur et toute préoccupation particulière concernant les contaminants.
Les exigences de qualité de l'eau deviennent normalement plus exigeantes à mesure que les conditions de vapeur deviennent plus sévères, mais la pression seule n'est pas une spécification complète. Le manuel du Conseil des propriétaires de chaudières industrielles publié par le département américain de l'énergie souligne que le traitement approprié dépend à la fois de la qualité de l'approvisionnement en eau et des exigences de pureté des chaudières. Les directives ASME et IAPWS peuvent également être pertinentes, mais le document et la limite applicables doivent être confirmés pour le cycle spécifique de la chaudière et de la vapeur.
2. Analyse du maquillage de l ' eau
Fournir des rapports de laboratoire originaux et identifier la source, la date d'échantillonnage et l'état de fonctionnement. Les paramètres importants comprennent généralement:
- pH, conductivité, TDS et alcalinité;
- dureté totale, calcium et magnésium;
- silice, y compris la méthode analytique le cas échéant;
- chlorure, sulfate, nitrate et autres ions majeurs;
- le fer, le manganèse et l'aluminium;
- turbidité, TSS et SDI où le traitement par membrane est envisagé;
- TOC ou autres indicateurs de matière organique;
- chlore libre ou autres oxydants;
- la température et les variations saisonnières;
- risque microbiologique pour l'eau stockée ou de surface.
Une seule analyse moyenne peut être insuffisante lorsque la source change de saison, lorsque plusieurs puits sont mélangés ou lorsque l'approvisionnement municipal et l'eau recyclée sont alternés. La proposition devrait identifier le cas de conception et les conditions maximales utilisées pour les calculs de calibrage et de prétraitement.
3. Retour condensé
Le retour condensé change à la fois la quantité et la chimie. Indiquer le pourcentage de retour normal et minimal, la température, la pression et les sources de contamination possibles. Un retour propre et chaud peut réduire la demande d'eau de maquillage et d'énergie. Un retour contaminé peut introduire du pétrole, des produits chimiques, des produits de corrosion ou des gaz dissous dans le cycle.
Ne présumez pas que tous les condensats retournés sont acceptables. Définir comment la plante détecte la contamination et si le condensat douteux peut être détourné. Le fournisseur de traitement doit également savoir si la surveillance du condensat est à l'intérieur de la portée demandée.
4. Conditions de site et d'utilité
Documenter l'empreinte et la hauteur disponibles, l'installation à l'intérieur ou à l'extérieur, la température ambiante, l'alimentation électrique, l'air des instruments, les contraintes de stockage chimique, le drainage, l'accès au levage et le stockage de l'eau traitée. Dans le cas d'un projet d'exportation, inclure le pays de destination, les exigences applicables en matière d'électricité et de navigation sous pression, les normes sur les composants préférés et la répartition des responsabilités en matière d'installation.
Que fait actuellement chaque technologie de traitement?
Adoucissement
Un adoucisseur échangeur d'ions à cycle sodique échange du calcium et du magnésium contre du sodium. Son rôle principal est le contrôle de la dureté. Il ne réduit pas substantiellement les sels dissous totaux, le chlorure, le sulfate ou la silice. Cette distinction est importante : l'eau douce n'est pas la même que l'eau déminéralisée.
L'adoucissement peut être une étape de traitement externe complète pour certaines applications de chaudières de faible gravité lorsque le programme de chaudière et de traitement le permet. Il peut également protéger un système RO en réduisant le risque d'échelle lié à la dureté. Les acheteurs devraient comparer le volume de résine, le débit de service, la base de régénération, la consommation de sel, la portée des réservoirs de saumure, la surveillance de la dureté et la philosophie du devoir/du maintien.
Osmose inverse
RO utilise des membranes de pression et semi-perméables pour réduire une large gamme d'ions dissous et d'autres constituants. Dans le traitement du maquillage des chaudières, il peut réduire la conductivité, l'alcalinité, la dureté et la charge de silice avant le polissage en aval. Il produit également un flux concentré qui doit avoir une destination définie.
La conception de RO nécessite plus qu'un débit nominal. Le fournisseur doit indiquer les conditions d'alimentation, la projection membranaire, le flux de conception, la récupération, le nombre de passages, la base de température, les hypothèses d'échelle, le prétraitement, les dispositions de nettoyage en place et la plage de perméat prévue. Une récupération élevée n'est pas automatiquement meilleure si elle crée un risque d'échelle instable ou un concentré ingérable.
Déminéralisation par échange d'ions et polissage par lit mixte
La déminéralisation utilise des résines de cation et d'anion pour éliminer les ions dissous. Un lit mixte peut fournir le polissage final. Ces systèmes peuvent atteindre une pureté élevée, mais la régénération chimique crée des exigences de manipulation acide et caustique ainsi qu'un flux de déchets de régénération.
L'examen de la proposition devrait porter sur le type et la quantité de résine, la durée de fonctionnement, la séquence de régénération, la concentration chimique, le champ de neutralisation, la demande en eau de rinçage, le volume des déchets et les instruments utilisés pour vérifier l'épuisement ou la percée. Si la régénération est manuelle ou effectuée par un tiers, ce modèle de fonctionnement doit être explicite.
Électrodéionisation
EDI combine les milieux échangeurs d'ions et le potentiel électrique pour le polissage continu, normalement après RO. Il ne remplace pas un prétraitement adéquat. La conductivité alimentaire, la dureté, la silice, le dioxyde de carbone, les oxydants et les organiques doivent rester dans l'enveloppe de fonctionnement du module sélectionné.
EDI peut réduire la régénération chimique courante par rapport au polissage classique, mais il ajoute des exigences pour le perméat RO stable, l'énergie électrique, le débit concentré et la surveillance appropriée. Les acheteurs devraient demander les limites d'alimentation du fournisseur de module et la réponse de conception si la qualité des aliments se déplace en dehors d'eux.
Dépression et traitement interne
L'élimination de la dureté et des sels n'élimine pas tous les risques de chaudière. L'oxygène dissous, le dioxyde de carbone, les produits de corrosion et la contamination du cycle doivent être examinés séparément. La désaération thermique ou mécanique, le contrôle chimique de l'oxygène, le contrôle du pH et le traitement interne des chaudières font partie du programme de chimie de l'eau de vapeur.
Le fournisseur d'équipement ne devrait pas laisser entendre qu'un skid RO ou EDI élimine la nécessité d'une gestion de la chimie de l'eau des chaudières. L'interface entre le traitement de maquillage, la désaération, le dosage chimique, le soufflage et le retour du condensat doit être définie avec les spécialistes de la chaudière et du traitement chimique.
Un cadre de sélection pratique
| État du projet | Voie de traitement à évaluer | Questions qui décident de l'itinéraire |
|---|---|---|
| La dureté est le principal contaminant externe et les exigences de la chaudière permettent un maquillage adouci | Filtration + ramollissement | L'adoucissement respecte-t-il toutes les limites de la chaudière ou de l'EMO? Qu'advient-il de l'alcalinité, de la silice et du TDS? |
| Une réduction générale du sel dissous est nécessaire | Prétraitement + RO mono ou bipass | Quelle est la récupération stable? Est-il nécessaire de post-traitement? Où va le concentré ? |
| Une très faible teneur ionique est requise et la régénération chimique est acceptable | RO et/ou déminéralisation par échange d'ions + lit mixte | Quelle est la fréquence de régénération, l'itinéraire des déchets et la portée du traitement chimique? |
| Le polissage continu avec des produits chimiques à régénération réduite est préféré | RO + EDI | Est-ce que RO perméate systématiquement dans les limites d'alimentation EDI? Comment gérer le CO2 et la silice? |
| La qualité de la source de maquillage ou du condensat est variable | Ségrégation, surveillance, détournement et traitement par étapes | Quelle condition contrôle la conception? Peut-on isoler le condensat contaminé? |
Ce tableau est un outil de sélection, pas une conception finale. L'itinéraire final doit être vérifié par rapport aux exigences du fabricant de chaudières, au guide de chimie applicable, à l'analyse de l'eau totale et au bilan massique.
Comment tailler le système sans utiliser le tonnage de chaudière seul
Commencez par un bilan d'eau. La demande de maquillage dépend de la vapeur exportée à partir du cycle, du condensat non retourné, de l'explosion, des évents, des fuites et d'autres pertes. Examiner ensuite la demande maximale, le remplissage après l'arrêt, le fonctionnement simultané et le stockage de l'eau traitée.
Le système de purification n'a pas toujours besoin de correspondre à la vitesse instantanée d'alimentation de la chaudière. Un réservoir d'eau traitée peut permettre à un système plus petit de fonctionner pendant plus d'heures, mais le stockage introduit également des considérations d'espace, d'hygiène et de redondance. À l'inverse, un système de moins grande taille peut forcer la chaufferie à consommer de l'eau stockée plus rapidement qu'il ne peut être reconstitué pendant la production maximale.
Pour RO, distinguer le débit d'alimentation, le débit de perméat et le débit concentré. Pour l'échange d'ions, distinguer le débit de service du débit de régénération et déterminer si un autre train fournit de l'eau pendant la régénération. Pour EDI, définir les flux de produits, de concentrés et de rinçage par électrode selon le module sélectionné.
Demandez à chaque soumissionnaire de présenter un bilan massique complet aux conditions normales et de conception. L'équilibre devrait concilier chaque entrée, produit, recyclage, drainage et flux de déchets.
Essai d'usine, inspection de l'expédition et préparation de l'installation
Essais en usine
Les essais en usine devraient vérifier ce qui peut vraiment être démontré avant que l'eau du site et la chaudière soient disponibles. Les contrôles appropriés peuvent comprendre:
- la fabrication, le marquage et la vérification des composants;
- épreuve de pression ou de fuite selon la procédure convenue;
- la rotation de la pompe et les contrôles fonctionnels de l'eau propre;
- simulation de vanne, d'instrument, d'alarme et de verrouillage;
- le fonctionnement du panneau de commande et les contrôles de communication;
- l'examen des documents d'étalonnage;
- examen de la préservation de la membrane, de la résine et du système chimique;
- confirmation des manuels, dessins, pièces de rechange et articles en vrac.
Un test d'usine d'eau propre ne prouve pas la qualité finale de l'eau brute sous le client. Le plan d'acceptation devrait séparer l'acceptation fonctionnelle de l'acceptation de la performance du site.
Contrôle des expéditions
Avant l'expédition, vérifier que les membranes, résines et instruments sensibles sont entreposés ou conservés conformément à leurs exigences. Les raccords devraient être plafonnés, les parties lâches identifiées, les produits chimiques exclus à moins qu'ils ne soient disposés légalement et commercialement, et la méthode d'emballage devrait correspondre à la durée du fret maritime, du transport intérieur et du stockage.
Les photographies peuvent documenter l'état du module, les ouvertures protégées, les plaques d'identification et le chargement du conteneur. Ces documents appuient le contrôle de la livraison; ils ne devraient pas être présentés comme une preuve du rendement du traitement.
Préparation de l'installation
Avant l'arrivée de l'équipement, confirmer les fondations, le drainage, les limites des batteries, l'alimentation électrique, la ventilation, le confinement chimique, la voie de levage, l'accès pour le remplacement de la membrane ou de la résine et la disponibilité d'eau brute pour la mise en service. Le site devrait également préparer les voies d'élimination des eaux de vidange, des concentrés RO et des déchets de régénération.
Que devrait être un RFQ comparable?
Une chaudière à eau de maquillage utile RFQ devrait comprendre :
- Feuilles de données des chaudières et exigences en matière de qualité de l'eau.
- Utilisation de vapeur et qu'il s'agisse d'un contact produit ou d'une turbine.
- Demande moyenne et maximale de vapeur.
- Condensez le pourcentage de retour, la qualité et le risque de contamination.
- Compléter les rapports source-eau avec variation.
- Débit d'eau traité requis, qualité et disponibilité.
- Heures de fonctionnement, redondance et philosophie de stockage.
- Concentrez, déchiquetez et régénérez-déchets.
- Utilitaires du site, climat, empreinte et conditions d'installation.
- Normes de destination et spécifications des composants préférés.
- Documents requis, tests et points d'acceptation.
- Limites claires pour les réservoirs, les pompes, la désaération et le dosage.
Moyen article CTA
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Erreurs dans la proposition commune
Traitement de l'eau ramollie comme eau déminéralisée
L'adoucissement répond à la dureté, mais laisse la plupart des autres sels dissous dans l'eau. Si la silice, l'alcalinité ou la conductivité entraînent l'exigence en matière de chaudière, une proposition d'adoucissement seulement peut ne pas satisfaire aux exigences.
Valeur prometteuse d'un perméat sans conditions
Les performances RO et EDI dépendent de la composition de l'alimentation, de la température, de la récupération, de l'âge de la membrane et de l'état de fonctionnement. Une proposition crédible énonce la base de conception et la tolérance d'acceptation.
Ignorer la contamination par des condensats
Un retour à condensat élevé n'est bénéfique que lorsque le retour est approprié. Le projet a besoin d'une surveillance et d'un plan d'intervention pour la contamination.
Rejet de flux de déchets
Le concentré RO, la saumure adoucissante, le lavage du filtre, le régénérateur neutralisé et l'eau de chasse affectent les permis, les drains et les coûts d'exploitation. Ils font partie du bilan massique et de la table de couverture.
Combiner l'acceptation de l'usine et du site
Les essais en usine peuvent confirmer le montage et le fonctionnement. Les tests de performance du site confirment la qualité et la capacité de l'eau dans des conditions réelles. Le contrat devrait les distinguer.
FAQ
Un adoucisseur d'eau suffit-il pour alimenter l'eau des chaudières?
Parfois, mais seulement lorsque le fabricant de chaudières et le programme de chimie permettent le maquillage adouci et d'autres composants tels que la silice, l'alcalinité et TDS sont acceptables. Un adoucisseur enlève la dureté; il ne déminéralise pas l'eau.
Quand un système de maquillage de chaudière doit-il utiliser une osmose inverse?
Le RO est généralement évalué lorsqu'une large réduction du sel dissous est nécessaire, lorsque la chimie de l'eau brute créerait un risque excessif de souffle ou d'échelle, ou lorsque le polissage en aval a besoin d'un aliment moins conductivité. La sélection nécessite toujours un prétraitement et un examen de concentration.
Quelle est la différence entre RO et EDI?
RO est une étape de séparation membranaire qui rejette un large éventail de constituants dissous et crée du perméate plus du concentré. EDI est une étape de polissage normalement alimentée au perméate RO et utilise des milieux échangeurs d'ions avec un champ électrique pour éliminer les ions restants en continu.
RO élimine-t-il le traitement chimique des chaudières?
C'est pas vrai. RO améliore la qualité de l'eau maquillée, mais ne remplace pas le programme complet de contrôle de l'oxygène, du pH, des dépôts internes, de l'explosion et du condensat.
Le système devrait-il être dimensionné à partir de la capacité de la chaudière?
La capacité de chaudière est une entrée. La demande réelle de maquillage dépend des pertes de vapeur, du retour de condensat, de l'explosion, du calendrier d'exploitation, du stockage et des conditions de pointe. Un bilan d'eau complet est nécessaire.
Qu'est-ce qui devrait être testé pendant le test d'acceptation en usine?
L'acceptation de l'usine peut vérifier les composants, la fabrication, les essais d'étanchéité, les pompes, les instruments, les commandes, les alarmes, la documentation et la fonction d'eau propre. La qualité finale du produit et de l'eau nécessite normalement la mise en service de l'eau et du site.
Quelles données un fournisseur devrait-il garantir?
Toute garantie doit indiquer l'enveloppe d'eau d'alimentation, la température, le débit requis, les paramètres de qualité du produit, la récupération, l'état de fonctionnement, la méthode d'essai et la durée d'acceptation. Évitez les valeurs inconditionnelles déconnectées de la base de conception.
Conclusion
Le meilleur système de traitement de l'eau d'alimentation des chaudières n'est pas automatiquement un adoucisseur, un skid RO, un déminéralisateur ou un paquet EDI. Il s'agit d'un train de traitement défini qui relie l'eau de source réelle et les conditions de condensation aux exigences de la chaudière et de la vapeur tout en tenant compte de chaque flux de déchets, de chaque service public et de chaque responsabilité d'exploitation.
Les acheteurs peuvent réduire le risque de proposition en exigeant un bilan hydrique, une explication du rôle de la technologie, un tableau des limites, un plan d'essai en usine et des critères d'acceptation distincts du site. Cela rend les offres concurrentes plus faciles à comparer et empêche un système nominalement complet d'arriver avec des hypothèses non résolues en matière de chimie, de drainage ou de performance.
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