Grupo: GGT

Tema: Aspectos Associados a Máquinas Térmicas, Compreendendo Caldeiras, Motores, Turbinas, Geradores e Seus Sistemas de Proteção, Auxiliares e Regulação de Tensão e de Velocidade:

Título: O Uso de Cloramina Ativada por Brometo Em Torres de Resfriamento

Autores: Luciane Faustino(1); Marcos de Freitas(2)

Instituições: Copel GET(1); Copel GET(2)

Resumo: A Usina Termelétrica de Araucária, com 484MW de potência instalada é constituída de um ciclo combinado e opera na configuração 2x2x1, ou seja, com duas turbinas a gás, duas caldeiras de recuperação de calor e uma turbina a vapor, constituído, portanto de dois ciclos térmicos: Brayton (ciclo de gás) e Rankine (ciclo de vapor). Ela também possui um sistema de resfriamento dotado de torre de resfriamento, responsável pelo fornecimento do fluxo de água fria para a troca térmica e condensação do vapor no condensador. O condensador refere-se a um trocador de calor do tipo casco-tubo, onde os tubos são de aço inoxidável 316L e o espelho de aço inox 304, com taxa de recirculação de 24.325 m3/h e taxa de evaporação de 430 m3/h. Esse sistema utiliza água clarificada fornecida pela SANEPAR, a qual apresenta alta condutividade, com altas concentrações de cloretos e sulfatos, além da presença de óleos e graxas, surfactantes aniônicos, amônia, etc. A má qualidade da água recebida para uso no sistema de resfriamento é decorrente do fato da captação da mesma ser no Rio Iguaçu, em um trecho altamente poluído, já na região metropolitana de Curitiba. Tanto que foram os altos teores de amônia presentes na água de alimentação, detectados ainda na fase de construção da usina, que levaram a mudança da metalurgia do condensador que seria inicialmente de cobre. Por tratar-se de um sistema cíclico, a concentração de sais é elevada. A previsão de projeto era de operação inicial de cinco ciclos, podendo chegar a sete, mas chegou a ficar em torno de 4,5 e 5,0 ciclos, devido a limitação de 300ppm de cloretos na água, como forma de preservar a integridade do condensador, construído com partes em aço inox. O tratamento químico da água desse sistema consiste no uso de dispersante, inibidor de corrosão além de um biocida oxidante, para controle da proliferação microbiológica. Adicionalmente, fez-se necessária a utilização de um antiespumante e de um biocida não oxidante. Como biocida oxidante utilizou-se o hipoclorito de sódio 12%, produto de uso comum nesses sistemas. Entretanto, por tratar-se de produto pouco seletivo, conforme a qualidade da água de alimentação piorava, maiores era as quantidades de biocida necessárias para manter o controle microbiológico de forma efetiva. Com esse produto se decompõe, proporcionando um incremento na concentração de cloretos, que já era elevada, a descarga contínua foi sendo aumentada gradualmente até chegar ao seu limite que é de 120m3/h, a concentração de cloretos chegou ao limite máximo e o controle microbiológico mostrou- se ineficaz. Por esse motivo, vários estudos foram realizados visando tanto a melhoria da água de alimentação, já no tratamento realizado pela SANEPAR, quanto no tratamento utilizado para condicionamento da água do sistema de resfriamento. Algumas das opções de biocidas oxidantes encontradas no mercado foram o ácido hipobromoso, o dióxido de cloro, o cloro gás, o ozônio e o peróxido de hidrogênio, os quais foram descartados por questões técnicas e de segurança. Outra opção estudada foi o BAC (Cloramina ativada por brometo), produto que tinha sido descartado a princípio devido ao seu alto custo em relação ao hipoclorito de sódio. O BAC é produzido na planta a partir de um produto a base de bromo, no nosso caso um brometo de amônio, hipoclorito de sódio e água. Mesmo sem grandes expectativas, realizou-se um teste com o BAC e os resultados foram excelentes, não apenas do ponto de vista técnico, mas também financeiro e ambiental, devido a uma melhora significativa da qualidade da água do sistema, com a elevação do ciclo de concentração do sistema para sete e a redução da descarga contínua do sistema de 110 para 60 m3/h em média, as quais podem ser demonstradas pelos dados de monitoramento do sistema. Assim, a mudança do biocida oxidante utilizado no sistema trouxe, além de uma melhor condição operacional, uma redução significativa de custos a curto e a longo prazo, pela redução do consumo de água e insumos químicos; aliado a melhoria da preservação do condensador.