Challenge
Les systèmes à condensat de vapeur des établissements d'enseignement supérieur peuvent être étendus et complexes, rendant difficile leur traitement contre la corrosion et la prévention des fuites. Le système de tuyauterie de condensat de vapeur du campus en question avait été bien traité au fil des ans et était en bon état, mais les responsables de l'exploitation savaient que la concentration moyenne de 50 ppb de Fe, régulièrement contrôlée, pouvait être améliorée. En effet, la centrale à vapeur est également une centrale de cogénération (cogen), puisqu'elle entraîne une turbine à vapeur de 3,4 MW avec son système de vapeur de 450 psig. En raison de problèmes historiques de corrosion des turbines, un indicateur clé de performance (ICP) pour l’établissement était de protéger la turbine et d’assurer sa fiabilité, en exigeant que l’eau et la vapeur circulant dans le système soient de la plus haute qualité.
De plus, étant donné que la vapeur est également utilisée sur tout le campus pour humidifier l'air poussé à travers les systèmes de chauffage et de climatisation (CVC) dans chaque bâtiment, la qualité de la vapeur doit être garantie et tout traitement chimique utilisé dans le système doit être conforme aux directives de l'OSHA et de la FDA pour le traitement de l'humidification de l'air.
Solution
Afin d’améliorer la protection de la turbine et de l’ensemble du système de condensat, Veolia a préconisé l’utilisation de sa nouvelle technologie de filmage volatil conforme aux normes de la FDA, le Steamate* VF1028. Les procédés chimiques de filmage ne sont pas nouveaux pour le traitement des condensats de vapeur, puisque la première génération de films a été utilisée il y a plus de 50 ans. Cependant, ces produits peuvent être difficiles à introduire dans le système et ne pas être volatils, si bien qu'ils doivent être injectés dans la phase vapeur. Pour cette raison, les films sont tombés en disgrâce au profit des amines neutralisantes.
Ces dernières années, les travaux de recherche et de développement de Veolia ont permis de mettre au point de nouveaux films chimiques volatils qui limitent les inconvénients de leurs prédécesseurs. Les films volatils peuvent être introduits beaucoup plus facilement dans l’eau d'alimentation de la chaudière et se propager avec la vapeur dans tout le système beaucoup plus facilement que les films de première génération. Tout condensat retourné qui contient des résidus de filmage contribuera à la protection du système lorsqu'il circulera à nouveau dans le circuit, apportant ainsi un avantage supplémentaire.
Résultat
Le campus a commencé à alimenter le Steamate VF1028 en décembre. À ce moment-là, les niveaux de fer des condensats contrôlés à l'aide de tests sur filtre Millipore indiquaient une concentration d'environ 40 ppb (Fe). Le traitement a été initié à faible dose afin d'éviter toute perturbation ou projection de fer supplémentaire due à un changement chimique soudain. Durant quelques semaines, la dose a été augmentée progressivement jusqu'à la dose cible. Après six mois de traitement, comme le montre la figure 1, la concentration de fer était en moyenne de 25 ppb (Fe), même si le pH des condensats avait diminué d'au moins 1 unité de pH. La baisse du pH est due à la réduction de la dose de traitement aux amines neutralisantes lors de l’introduction de la nouvelle technologie de filmage volatil. Le Steamate VF1028 n’influence pas le pH car son mécanisme de protection est basé sur la formation d’un film protecteur sur les surfaces métalliques, empêchant les réactions de corrosion de se produire entre l’eau et le métal. Le coût du nouveau programme de traitement par film était comparable à celui du programme précédent, qui ne recourait qu'à des agents neutralisants.
Des échantillons de surfaces métalliques ont été prélevés à plusieurs endroits de la chaudière et du système de condensat. La présence du film chimique a été détectée sur toutes les surfaces, bien qu'il ne soit utilisé que dans l'eau d'alimentation de la chaudière. Cela confirme la volatilité du nouveau film. Toutes les surfaces étaient également en très bon état et exemptes de toute accumulation visqueuse, ce qui était un autre inconvénient des générations précédentes de films.
Le campus a été extrêmement satisfait du nouveau traitement plus performant mis en place pour protéger sa turbine à vapeur et ses conduites de condensat, tout en s'assurant que la vapeur répondait à la qualité requise pour l'humidification de l'air grâce à un traitement conforme aux normes de la FDA.
Figure 1 : évolution des taux de fer dans les condensats avant et pendant le traitement par Steamate VF1028, contrôlée par le test au filtre Millipore