Stooketelwater behandeling - 72 uren werking zonder toezicht

In verschillende landen is het tegenwoordig mogelijk om een toelating te bekomen om een stoomketel installatie gedurende 72 uren te laten werken zonder toezicht. Als belangrijkste regel om een 24/72 uren werking zonder toezicht te bekomen, dient de installatie uitgerust te zijn volgens de EN 12952-7 of EN 12953-6 inclusief de hoofdstukken de betrekking hebben tot of gelijkwaardig zijn aan de TRD 604, inclusief alle hoofdstukken, standaarden of dergelijke meer die er betrekking op hebben.

De actuele minimale Duitse normen omvatten de werkings- en controleparameters volgens TRD 604 en TRD 611.

Er worden drie stoomketelwater kwaliteiten onderscheiden in de betreffende richtlijnen:

1) Mineraalvrij aanmaakwater

Typische geleidbaarheid < 0.2 µS/cm bij 25 ºC gemeten na een sterk zure kationwisselaar en een silicium gehalte van < 0.02 mg/l. Mineraalvrij water wordt typsch gebruikt in krachtcentrales en wordt aangemaakt door polijsten van water dat reeds gedemineraliseerd is. Het polijsten zelf gebeurt ofwel door een gemengd bed installatie of met een EDI toestel wat een electronisch geregenereerd mengbed toestel is. 

2) Mineraalarm aanmaakwater

Met een typische geleidbaarheid van < 50 µS/cm bij 25 ºC. Mineraalarm water wordt gewoonlijk bereidt in een duplex ionenwisselaar of in een omgekeerd osmose installatie en wordt gebruikt als stoomketelwater voor industriële stoomketels.

3) Mineraalhoudend aanmaakwater

Met een typische geleidbaarheid van > 50 µS/cm bij 25 ºC en bereid door het ontharden van leidingwater waarbij de hardheid verwijderd wordt, alhoewel het mineraalgehalte praktisch onveranderd blijft.

Minimale vereisten voor de waterbehandeling

In de industrie wordt stoom veelal gemaakt in buizenbundel stoomketels. De werkdruk van deze ketels is typisch lager dan 68 bar en meestal worden deze ketels gevoed met zacht water dat eveneens arm aan mineralen is. De waterbehandeling voor deze stoomketels dient

  • veilig te zijn voor het personeel dat de ketel bedient
  • het risico op ernstige en dure ketelproblemen minimaliseert

Onafhankelijk van het feit of de ketel gevoed wordt met mineraalarm of gemineraliseerd water, blijven de vereisten volgens de TRD 611 richtlijn

  • de hardheid van het voedingswater is maximaal 0.056 ºDH
  • het zuurstofgehalte (O2) is maximaal 0.02 mg/l
  • de pH is > 9

In bepaalde gevallen, kan de maximale hardheid van het ketelvoedingswater van 0.056 ºGH bereikt worden met een ontharder. Of dit mogelijk is hangt af van de samenstelling van het ruw water. Indien dit niet mogelijk is dient het water verder gedemineraliseerd te worden. In verband met de werking van de ketel zal steeds gedemineraliseerd water verkozen worden, omdat het belangrijk is om

  • het vermijden van corrosie en slijtage aan de ketel, het stoom- en condensaatsysteem
  • vehinderen van neerslagvorming op de verwarmingsoppervlakten
  • zuivere en droge stoom garanderen, zonder het risico van meesleep van schuim of water
  • het verminderen van de spui waardoor het energieverlies verminderd wordt

Demineralisatie in een omgekeerd osmose installatie

Het werkingsprincipe van een omgekeerd omsose installatie is gebaseerd op het drukken van het water dat gedemineraliseerd moet worden doorheen de membranen van de installatie, om zo mineralen tegen te houden. Net dit tegenhouden van mineralen maakt het noodzakelijk om het aanmaakwater voor te behandelen vóór de omgekeerd osmose. De voorbehandeling is bedoeld om de precipitatie van calcium op de membranen te verhinderen. Dit kan door ontharden van het aanmaakwater omdat dit proces de calcium uit het water verwijdert. Als alternatief kan een zogenaamd antiscalant product gedoseerd worden, dat het calcium in oplossing houdt. Er dient rekening mee gehouden te worden dat het mineraalgehalte en het calciumgehalte in het water met behulp van een omgekeerd osmose installatie met ongeveer 98 %  verminderd wordt. Wanneer een antiscalant gedoseerd wordt zal ongeveer 2 % van de hardheid van het leidingwater doorheen de membranen passeren. Deze doorlaat moet overeenkomen met de vereiste van maximaal 0.056 ºDH in het stoomketelwater. Daarom dient, om deze nrom te halen, de hardheid in het leidingwater maximaal 2.8 ºDH te bedragen, wat meestal niet het geval is. Het besluit is daarom dat de voornaamste regel is dat het noodzakelijk is om het water te ontharden vooraleer het door de omgekeerd osmose geleid wordt, teneinde te voldoen aan de vereisten van de TRD 611 richtlijn. Indien daarentegen voor een oplossing gekozen wordt die gebaseerd is op het doseren van een antiscalant, kan de hardheid verwijderd worden uit het gedemineraliseerd water, door het plaatsen van een ontharder na de omgekeerd osmose installatie. 

Zuurstofverwijdering in een thermische ontgassers

Onmiddellijk voordat het gedemineraliseerd water in de stoomketel komt dient de zuurstof in een thermische ontgasser verwwijderd te worden. In een thermische ontgasser wordt het water met stoom opgewarmd en de ontgasser zelf werkt aan een constante overdruk van 0.2 bar wat overeenkomt met een kookpunt van 104 °C. Door de temperatuur van het water te verhogen vermindert de oplosbaarheid van de gassen in het water. Zo wordt de viscositeit van het water verminderd en worden de opgeloste gassen vrijgegeven. Op het einde wordt een product gedoseerd aan het ketelvoedingswater om de pH te verhogen tot > 9. Zo wordt een corrosiebeschermend laagje van magnetiet gevormd in de ketel.  

Vereisten voor de controle van aanmaakwater

Om van een 24-uren werking zonder toezicht naar een 72-uren werking zonder toezicht te veranderen dient het risico - zoals het geval is bij een 24-uren werking zonder toezicht - onderzocht te worden op binnendringen van olie, vet, zuur, loog, zout water, en ruw water in de waterkringloop. Daarenboven dient beschreven te worden wat gebeurt als de specificaties van het voedingswater niet gehaald worden, meer bepaald, een beschrijving hoe een automatische stop uitgevoerd wordt. Indien er een kans op binnendringen van olie of vet in het ketelvoedingswater mogelijk is, dienen toestellen voor een continue controle van het voedingswater geïnstalleerd te worden. Passende bewakingsapparatuur dient een visueel of akoestisch signaal te genereren indien de ketel een olie- of vetgehalte van > 3 mg/l bevat. Het alarm dient aangehouden te worden tot een operator het stillegt. Bij een olie- of vetgehalte > 5 mg/l moet de brander automatisch gestopt worden door een supervisiesysteem. 

Om van een 24-uren werking zonder toezicht naar een 72-uren werking zonder toezicht te veranderen dient de hardheid van het water continu gevolgd te worden indien gemineraliseerd water zoals bijvoorbeeld onthard water gebruikt wordt als voedingswater. Indien de limietwaarde overschreden wordt, moet de watertoevoer naar de ketel gestopt worden, of indien een vervuiling van het voedingswater plaatsgrijpt, of er een kans is op een vervuiling van het condensaat is, dient er een continue monitoring voorzien te worden. Indien de toegelaten waarde overschreden wordt dient een vervuiling van het ketelvoedingswater vermeden te worden. Dit kan door een bypass te voorzien voor vervuild condensaat over de voedingstank. Via deze bypass wordt het vervuilde water naar de riolering afgevoerd. Als alternatief kan de brander stilgelegd worden. Een toestel voor de automatische controle van de hardheid van het ketelvoedingswater kan best na de ontharder geplaatst worden. Dit heeft als voordeel dat de membranen van de omgekeerde osmose beschermd worden tegen kalkafzetting. Bij het gebruik van mineraalvrij ketelvoedingswater dient de geleidbaarheid continu gevolgd te worden.

Indien de normen van de TRD 611 overschreden worden, dient de watertoevoer automatisch gestopt te worden. Een andere belangrijke voorwaarde die vermeld dient te worden is dat de geleidbaarheid van het ketelwater continu dient gevolgd te worden. Indien de geleidbaarheidsnorm overschreden wordt dient de brander automatisch stilgelegd te worden.

Lees meer

 

72-uren werking zonder toezicht