Nettoyage Demclean 94® de 2 chaudières HRSG

Bulletin Technique
Numéro de série: MOB 2004/06
Mars 2004
Nettoyage Demclean 94® de 2 chaudières HRSG de la Rijnmond Energy
Powerplant
Fin 2002 fut commencé avec la construction de la centrale énergétique Rijnmond Energie pour le compte
d’InterGen. InterGen, un joint venture de Shell et Bechtel Enterprises, construit et dirige à travers le monde plus
de 21 centrales énergétiques, qui produisent ensemble plus de18.000 MW par an.
La centrale énergétique de Rijnmond sera opérationnelle fin 2004. Il s’agit d’une turbine de combustion
Siemens V94 à gaz avec une prestation en électricité de 790 megawatts. Simultanément on fournira
journellement de la vapeur (max. 350 t/heure) à Shell Pernis qui se trouve tout près.
La construction est une réalisation de BEJV (Bechtel-Enka Joint Venture),une collaboration entre la société
américaine Bechtel et la société turque Enka. Cette centrale a comme particularité que l’eau utilisée pour la
fabrication de la vapeur provient du Nieuwe Waterweg et qu’elle est purifiée pour devenir de l’eau démineralisée
par voie de filtration et osmose à l’envers Il s’agit donc de la première centrale aux Pays-Bas qui produit de la
vapeur indépendamment du réseau national de l’eau potable. L’eau évacuée sera plus propre que l’eau du
départ.
Une centrale énergétique se compose de différents composants à
savoir :chambre de combustion, chaudière, turbine, échangeurs de
chaleur et récupérateurs à cheminée. Nous nous limitons ici à la
chaudière même qui est du type HRSG (Heat Recovery Steam
Generator). Le HRSG se compose de trois sections à savoir un LP
(Low Pressure), un IP (Intermediate Pressure) et un HP (High
Pressure). La centrale électrique de Rijnmond Energie a deux
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chaudières HRSG, chacune d’un contenu de 350 m . Après
inspection boroscopique du côté eau de la section mentionnée, il
s’avérait une présence telle de rouille qu’elle nécessitait un
nettoyage dit pre-commissioning. Lors d’un tel nettoyage l’on enlève
la rouille (volatile) et dans une moindre mesure la pollution
légèrement grasse et la pollution atmosphérique. Après exécution
d’un nettoyage pre-commissioning, le côté eau sera métalliquement
blanc et complètement passivé. Lors de la mise en marche de la
chaudière une couche de magnétite sera formée sur le côté eau qui
protègera le matériel contre une corrosion.
Fig. 1: Rijnmond Energy Powerplant
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Demclean 94 procédure de nettoyage
Pour le nettoyage on a opté pour un produit de décapage à base d’ EDTA.
Dans la gamme de services de Vecom Industrial Services B.V. figure la méthode tant
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vantée de Demclean 94 basée sur l’ EDTA.
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Cette méthode Demclean 94 présente une série d’avantages.
- En milieu neutre les oxydes de fer sont dissous (pH ca 5). Avantage: des produits
agressifs/corrosifs ne sont pas nécessaires pour la phase de décapage.
- Décapage et passivation se font en une fois. Avantage: Moins de déchets; lors des
méthodes de décapage conventionnelles une phase de passivation séparée est
nécessaire avec une rinçage intermédiaire.
- Lors du décapage la température ne devra pas être aussi élevée que lors d’un
nettoyage à base d’acide citrique. Avantage : mois de chaleur donc moins d’énergie
nécessaire.
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Fig. 2: EDTA-Fe complex
Un nettoyage Demclean 94 est donc plus sûr, plus rapide et produit moins de déchets que les méthodes
conventionnelles de décapage et passivation.
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Demclean 94 s’applique dans un environnement faiblement acide , pH
de ca. 5 - 5,5, et à une température de 50-60°C. Dans cet environnement
faiblement acide les oxydes de fer se décomposent en ions de fer et eau
(réactions 1). Le pH du liquide augmentera lors du nettoyage. L’EDTA
forme avec les ions de fer un ensemble de fer EDTA très solide. Cet
ensemble est tellement solide que le fer en milieu alcalin ne se déposera
pas comme hydroxyde de fer. Les qualités de l’EDTA permettent de
décaper et de passiver en une fois.
(1)
+
3+
6H3O + Fe2O3 → 9H2O + 2Fe
Lors d’un nettoyage EDTA une série de paramètres est analysée en
continu pour déterminer l’état du nettoyage. Les teneurs en fer et EDTA
donnent un aperçu du déroulement du nettoyage.
La comparaison des réactions ci-dessus montre clairement que la valeur en pH est aussi importante et que si
elle augmente, une correction s’impose. Si les teneurs en EDTA et fer sont stables on peut considérer que la
phase de décapage est terminée et qu’on peut passer à la passivation. Une passivation se fait en milieu alcalin
par l’ajoute d’ammoniac au liquide de décapage. Lors de la passivation, la surface de fer réactive sera oxydée
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en formant une couche (temporairement stable) uniforme de la gamme-Fe2O3. Selon la méthode Demclean 94
le nitrite de sodium est utilisé comme oxydateur.
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Le nettoyage Demclean 94 pre-commissioning en pratique
Les deux chaudières HRSG sont exécutées en deux périodes.
Par chaudière un circuit de nettoyage est mise en place en
utilisant les équipement suivants :
-
2 chaudières avec chacune une capacité de 3000 kg vapeur /h
3
2 pompes avec une puissance de 450 m /h 90mwc.
Un échangeur de chaleur
3
2 réservoirs de circulation/dosage de 5 m
Réservoir de récupération (contenu total du système).
Installation labo (détermination de Fe, EDTA, pH, valeur
corrosive et potentiel)
Fig. 3: Mis en place du nettoyage Demclean 94®
Un hydrotest est effectué avant le nettoyage en lui-même. Après ceci un high velocity flush doit enlever la
pollution forte éventuelle suite à la phase de construction. Ensuite le système est rempli d’eau qui est chauffée
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jusqu’à environ. 50 °C. Après décharge de la quantité d’eau nécessaire, le Demclean 94 est dosé. Lors de la
phase de décapage on fait circuler séparément et alternativement sur les différentes sections et toutes les
sections ensembles jusqu’à obtention de valeurs d’analyse stables.. Le déroulement du nettoyage est contrôlé
en mesurant le pH, la teneur en fer et la quantité d’EDTA libre. Le graphique 1 montre la valeur en fer lors du
nettoyage.
Le liquide de nettoyage est mis dans un milieu alcalin grâce à l’ammoniac. A nouveau on fait circuler
séparément sur les différentes sections pour garantir que le pH sera pareil dans tout le système.
Le graphique 2 montre comment le pH fluctue sur les différentes sections pour devenir enfin stable dans tout le
système.
Après augmentation suffisante du pH dans tout le système, on ajoute du nitrite de sodium pour augmenter le
potentiel redox, de façon à ce que le matériel sera passivé.
Les photos 4 et 5 montrent clairement la situation avant
nettoyage et le résultat après nettoyage.
Fig. 4: Surface avant nettoyage
Auteur: M. Sijbrandij (Directeur Vecom Industrial Services BV) et ing. T. van Os (Chef Laboratoire)
Reactions et/ou questions: e-mail: [email protected] ou tél: +32 34701050
Fig. 5: Après nettoyage Demclean 94®