Classification:

INTERNAL

Analisadores para Caldeiras

Classification:

INTERNAL

Caldeiras – Situação típica

Operação com carga maior do que no projeto original

Recursos humanos e financeiros limitados para

operação e manutenção

Testes em laboratórios reduzidos e com pouco tempo

para análise

Classification:

INTERNAL

Sistemas geradores de vapor

O sistema de tratamento de água para caldeiras previne

principalmente:

Formação de depósitos

Corrosão dos metais

Arraste de água na caldeira

Classification:

INTERNAL

Tratamento de Água para Caldeiras - Exemplo

Tanque deÁgua bruta

ClarificadorResfriamento

Filtro Filtro Filtro

Tanque deÁgua clarificada

Soda Cáustica

CátionsCátionsCátions

Ânions Ânions Ânions

Leito Misto

Tanque deÁgua

Desmineralizada

Produtos Químicos

Vapor

O2CO2

DesaeradorCaldeira

Vapor

Ácido

Header de incêndio

Classification:

INTERNAL

Principais Impurezas na Água de Caldeira

Sólidos Dissolvidos: Cálcio e Magnésio

Sólidos em Suspensão: Partículas Orgânicas e

Sedimentos

Gases Dissolvidos: Oxigênio e CO2

Substâncias formadoras de espuma: Soda, Carbonato,

Cloreto e Sulfato

Classification:

INTERNAL

Principais Impurezas na Água de Caldeira

Classification:

INTERNAL

Parâmetros On-line em Caldeiras

Condutividade

pH

Sílica

Oxigênio Dissolvido

Fosfato

Classification:

INTERNAL

Alguns limites recomendados

Parâmetro VGB ABB/CE GE S/WestCondutividade (uS/cm) 0,2 0,2 0,3 0,2pH 9-9.6SiO2 (ppb) 20 10 10Fe (ppb) 20 20 20Cu (ppb) 3 3 2Sódio (ppb) 10 10 5 5Cloreto 3Sulfato (ppb) 3TOC (ppb) 100

“HRSG Failure Mechanisms-Waterside” David Daniels, Mechanical & Materials Engineering, at EUCW 2002

Classification:

INTERNAL

O pH é definido com o potencial Hidrogeniônico.

Ele define o quanto uma solução é ácida ou alcalina, dependendo

do equilíbrio iônico em solução

A quantidade de íons H+ presentes na solução e seu equilíbrio

em relação a OH-, define o valor de pH da solução.

Conceito: O que é pH?

Sal:

Ácido:

OHNaOHNa

Base:

ClHClH

ClNaClNa

Classification:

INTERNAL

Conceito: Equilíbrio químico H2O

pH

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

Alc

alin

oÁ

cido

Neutro

Concentração H+

[mol/l]

1

0,1

0,01

0,001

0,0001

0,00001

0,000001

0,0000001

0,00000001

0,000000001

0,0000000001

0,00000000001

0,000000000001

0,00000000000001

0,000000000000001

Concentração OH-

[mol/l]

0,000000000000001

0,00000000000001

0,0000000000001

0,00000000001

0,0000000001

0,000000001

0,00000001

0,0000001

0,000001

0,00001

0,0001

0,001

0,01

0,1

1 pH = -Log [H+]

Classification:

INTERNAL

O pH é medido por potenciometria.

O melhor método de indicação potenciométrica faz 100 anos

Em 1906, Cremer, um biólogo, descobriu o potencial que a

periferia de um vidro troca com a água, dependendo da

atividade do íon H+

Esta célula de Cremer foi o primeiro eletrodo de pH

Este efeito é usado até hoje nos

eletrodos de medição de pH

Medição: Como é medido o pH?

Classification:

INTERNAL

Medição: Eletrodos de medição e referência

Bufferinterno

3 mol KCl

Transmissor de pH

Eletrodo

de

referência

DiafragmaMembrana de vidro

Eletrodo

de

medição

Diferença de potencial = U – U0

Classification:

INTERNAL

Se o pH interno = ao pH externo

---> não existe diferença de potencial = 0 mV (= pH 7)

> [H+] = carga positiva externa

< [H+] = carga negativa externa

--> Diferença de potencial

++++

--

--

Internal

bufferAcid

solution

pH < 7

Alkaline

solution

pH > 7

Espessura da

Camada de Gel:0,0001 mm

Espessura da

membrana de vidro:

0.2-0.5 mm

pH 7

H+H+

Medição: Eletrodo de medição (ou de vidro)

Classification:

INTERNAL

Medição: Eletrodo de referência

Sem partes metálicas em

contato com o processo:

Ponte salina (Ag / AgCl /

KCl)

Diafragma protege contra

penetração do meio

Depósito de AgCl para

saturação em variações de

temperatura

Saturação provoca potencial

constante

“Aterramento do eletrodo”

Fio de prata

Diafragma

Recobrimento

de

AgCl

Fio de medição

Depósito

de

AgClKCl

Classification:

INTERNAL

Equação de Nernst

O valor em milivolts trafega via cabo e os cálculos

só são processados no transmissor, onde o valor

analógico é convertido em digital.

Classification:

INTERNAL

PuriSys CPF 201

Elimina problemas

na medição

de água ultra pura

De acordo com norma ASTM para desempenhomáximo do sensor em água de baixa condutividade Elimina interferência de vazão Sem enchimento de eletrólito “Simples” substituição do eletrodo

Sensor com rosca Junção de referência com teflon patenteado Conector TOP 68 Compensação de temperatura capilar

Baixo custo, sensor com vida útil longaSubstituir a cada 6 – 12 meses

Dados Técnicos:Condutividade do processo: menor que 10 μS/cmPressão máx.: 3,5 barTemperatura: 2 ... 75°CVazão: 50 ... 250 ml / min

Classification:

INTERNAL

Sensor para aplicações e demandas

especiais

Sistema de referência líquido

Alta precisão em condições de

operação agressivas

Medições mesmo em meios de

baixa condutividade

Aplicável em meios que possam

entupir o diafragma (com eletrólito

KCl pressurizado)

Tempo de resposta rápido

Fácil instalação com conector plug-

in

CeraLiquid CPS 41D

All shaft lengths

With

With TOP 68

With Memosens

Classification:

INTERNAL

pH Measurement with CPS41D in boiler feed water

Classification:

INTERNAL

Condutividade

Linha de Produtos /Caldeiras

Água Pura e Ultrapura Água de Caldeira Concentração

• Trocador de íons

• Osmose reversa

• Destilação

• Circuito de água de

alimentação

• Monitoramento de

vazamento

• Condensado

• Trocrador de íons

• Ácidos, bases, sais

• Meios corrosivos

• Separação de fases

• Controle de processo

Classification:

INTERNAL

Sensor de Condutividade CLS13

Sensor para água ultrapura

Aplicações com alta temperatura e

pressão

Circuitos de água caldeiras

Duas constantes de célula 0.1 e 0.01

Range 0.1 0.1uS a 200.0 uS/cm

Range 0.01 0.04 a 20.00 uS/cm

Conexão ao processo 1” NPT

PT100 integrado

Flanges como acessório

250oC, 580 psi (40 bar)

Classification:

INTERNAL

Sensor de Condutividade CLS 12

Sensor para água ultrapura

Aplicações com alta temperatura e

pressão

Circuito de condensado

Duas constantes de célula 0.1 e 0.01

Range 0.1 0.1uS a 100.0 uS/cm

Range 0.01 0.04 a 20.00 uS/cm

Conexão ao processo 1” NPT

PT100 integrado

Flange como acessório

160 oC , 580 psi (40 bar)

Classification:

INTERNAL

COS22D – Analisador Oxigênio Dissolvido

Sensores de oxigênio Amperométricos

Baseados na tecnologia Memosens

Range de medição:

até 60mg/l (sensor standard)

abaixo de ppb (sensor de traços)

Fácil de usar, simples de manter

Classification:

INTERNAL

Ponto de Instalação:

Aquecedor primário

Range de medição típico:

aprox. 4-8ppb

Instalação em caldeira

(Alemanha)

Sensor DO Oxymax H COS22D

Classification:

INTERNAL

Stamolys CA71 para SiO2, NO2, NH4, PO4, Hydrazina etc.

•Análise contínua On-line para diferentes

parâmetros, baseado no método

colorimétrico

• Calibração automética

• Limpeza automática

• Gabinete em aço inox ou plástico GRP,

montagem em parede disponível

• Utiliza método aprovado por laboratório

• Método „azul heteropolio“ disponível

• Baixo consumo de reagentes

• Compensação de turbidez com Fotomêtro 2

feixes de luz LED

Classification:

INTERNAL

Princípio de Funcionamento - Colorimetria

Sample Reagent Colouring

Wavelength Absorption Residual light

Analysis

Spec.

Classification:

INTERNAL

Power plant in BMK Lünen1-channel Si analyzer

Mandatory for Analyzers: Excellent after sales support: - Commissioning

- Training

- Chemicals

- Maintenance

Classification:

INTERNAL

Soluções Analíticas

Painéis

Modulares, facilmente configuráveis

Baseado em painéis já existentes, disponível empla´stico ou aço inox

Parâmetros adicionais ou produtos de terceiros

Serviços

Classification:

INTERNAL

Painel com pH CPS11D CPS41D

Classification:

INTERNAL

Painéis de Condicionamento de Amostra

Classification:

INTERNAL

Modular Analytical Panel System with Sample Conditioner

for Steam and Power Applications

Classification:

INTERNAL

Memosens

Classification:

INTERNAL

Technology

A conexão elétrica entre cabo e eletrodo é indutiva

A conexão indutiva alimenta a cabeça do eletrodo com

energia

Com energia disponível, uma transmissão bidirecional de

sinal é possível.

Princípio de funcionamento Memosens®

Transmissão indutiva de energia

Transmissão indutiva de sinal

Sem contato!

Classification:

INTERNAL

BenefitAlta impedância não é mais problema!

Memosens sensor digital:

Sensor Conector Entrada do transmissorConector

CaboSensor com conector Conector Entrada do transmissor

UpH

Sensor analógico:

Separ

ação

gal

vân

ica

Cabo

Pré-

amplificador

Conversor a/d

Memória

Cadeia de medição a ser calibrada !

Sinal digital, livre de interferências

Pre-amplifier

a/d converter

Gro

und

UpH Shie

ld

Classification:

INTERNAL

Referências

Sala de Controle

Emenda do Cabo

Eletrodo ao Tempo

50 metros

Classification:

INTERNAL

Referências

Fio elétrico!!!

Cabo Memosens

Classification:

INTERNAL

Ontem: Hoje:

Memosens - novo conceito de calibração

• Troca

• Limpeza

• Regeneração

• Calibração

• Limpeza

• Regeneração

• Calibração

• TrocaExterno:

Interno:

Externo:

Classification:

INTERNAL

Centralize sua rotina de calibração

Classification:

INTERNAL

Benefícios da Tecnologia Memosens

Facilidade

Troca simples de

sensores pré-

calibrados

Não é necessária

calibração em campo

Instalação

simplificada,

comprimento de cabos

até 100m

Alta disponibilidade

graças ao prognóstico

de manutenção

baseado nos dados dos

sensores aramzenados

no Memosens

SegurançaO sistema indutivoevita problemas

Causados por:

Corrosão

Problemas de

contato

Umidade

Alta impedância

de conexão

Aterramento de

loop

Sem interferência por umidade, sal ou

incrustações.

Classification:

INTERNALpH:

Memosens

Sensor pH com

KCl liquido

CPS41D

Condutividade:Memosens Sensor de

Condutividade

CLS15D

Análise de Água de Caldeira com Sensores Memosens!

Oxigênio

Dissolvido:Memosens Sensor de

Oxigênio Dissolvido

COS22D

O mesmo transmissor Liquiline para todos

Sensores Memosens em água de caldeira!

Classification:

INTERNAL

Portfolio

Excellence

Classification:

INTERNAL

Linha completa de sensores

Indutivos

• pH

• ORP

• Condutividade

• Oxigênio Dissolvido (Amp)

• Cloro

Cabo fixo

• Nitrato, SAC

• Turbidez

• Oxigênio Dissolvido

• Eletrodos Íon-Seletivo

• Condutividade Toroidal

Classification:

INTERNAL

Liquiline CM44x

BASE module:

Power supply,

2 Memosens inputs

2 current outputs

Alarm relay

SD slot

CDI interface

AOR module:

2 relays

2 current outputs

Slots for further

modules

Space for further

terminal

compartment

stickers

Terminal

compartment

stickers

Place to store

SD cardReduced name

plate Shock-proof

protection

Cable mounting

rack/grounding

• Design Modular

Classification:

INTERNAL

time

Semanas … Meses Até 25 anos

Alguma ideia do que esta curva significa?

Pergunta:

Classification:

INTERNAL

Custos de Operação

* Capital expenditure

** Operational expenditure

CapEx* OpEx**

Custos de Manutenção & OperaçãoCustos de Investimento

Source: Festo, Automation Congress 2011

Engineering Procurement Installation SetupOperation &

Maintenance

time

$

Weeks … Months Up to 25 years

Classification:

INTERNAL

Comparação de custos Memosens vs. Analogico

Cum

ula

tive c

ost

of

ow

ners

hip

[€

]

10.000

20.000

0

30.000

40.000

50.000

60.000

Years of operation

1 2 3 4 5 6

0

Analog

Memosens

Cumulative cost of ownership for 10 measuring points

and 10 calibrations per month

Acquisition costs are roughly equal: 15.000 €

Maintenance cost saving over 5 years: > 15.000 €

Source: Bayer Technology Services, Lanxess

Classification:

INTERNAL

Otimização na Eficiência da Planta

Quanto melhor a qualidade da água desmineralizada

utilizada na caldeira e refrigeração, os fatores abaixo

são notados:

Redução dos custos gerais de manutenção das

caldeiras, tubulações e sistemas de refrigeração

Extensão do tempo de operação com a redução de

depósitos e corrosão

Melhor entalpia: os trocadores de calor possuirão

melhor rendimento

Classification:

INTERNAL

Perguntas?

Luciana de Luca

Gerente de Produtos - Analítica

+11 5033-4363

Luciana.luca@br.endress.com