Chimie de l'eau dans les centrales électriques : éviter les dommages coûteux et les temps d'arrêt

Les centrales électriques fonctionnent à des températures, des pressions et des débits extrêmes, et leurs cycles eau/vapeur sont essentiels à une production d’énergie fiable. De légers déséquilibres chimiques ou la présence de traces de contaminants peuvent rapidement déclencher une cascade de problèmes :

• Corrosion
• Encrassement
• Tartre

Ces problèmes dégradent les surfaces de transfert thermique, endommagent les composants sous pression et peuvent entraîner des arrêts imprévus ainsi que des coûts de réparation élevés.

Pour minimiser les risques, les centrales électriques modernes alignent leurs protocoles de surveillance sur des normes mondiales telles que les documents d’orientation technique de l’IAPWS, qui fournissent des objectifs internationalement reconnus en matière de pureté de la vapeur et de l’eau.

Les phénomènes de transport, au cours desquels des impuretés provenant de la chaudière ou de la vapeur sont entraînées dans la phase vapeur, peuvent entraîner le dépôt de contaminants en aval et affecter les turbines ainsi que d’autres équipements utilisant de la vapeur. Une teneur élevée en COT, en sodium, en chlorures et en composés organiques dans la vapeur entraîne la corrosion des aubes, la formation de dépôts sur les joints des turbines et une dégradation des performances des vannes de régulation. L'intrusion de contaminants provenant de l'eau d'appoint, de fuites d'eau d'alimentation ou de défaillances des systèmes de traitement peut rapidement compromettre l'ensemble du cycle si elle n'est pas détectée et corrigée immédiatement.

Les impuretés transportées par la vapeur peuvent entraîner la formation de dépôts sur les aubes de turbine, réduisant ainsi la puissance de sortie jusqu'à 80 % de la capacité maximale.

Les arrêts forcés peuvent coûter entre plusieurs centaines de milliers et plusieurs millions de dollars par jour, selon la taille de la centrale.

Les défaillances catastrophiques des tubes ou les dommages subis par les turbines présentent également de graves risques pour la sécurité et l’environnement, pouvant mettre en danger le personnel et entraîner des sanctions réglementaires en cas de dépassement des limites fixées pour les eaux usées ou les émissions. De plus, des arrêts prolongés ou des manquements aux obligations réglementaires peuvent entraîner une atteinte importante à la réputation et des pénalités contractuelles.

Rien qu’aux États-Unis, la corrosion coûte au secteur de la production d’électricité environ 23 milliards de dollars par an.

Les pratiques complémentaires, telles qu’un prétraitement rigoureux (osmose inverse, adoucissement et désalcalinisation), un dosage précis des produits chimiques et un nettoyage mécanique, sont essentielles pour s’attaquer aux causes profondes des problèmes et préserver le bon fonctionnement du système.

Les paramètres suivants constituent le cœur de tout programme de surveillance de la chimie de l'eau dans les centrales électriques ; chacun d'entre eux est associé à un risque de dommage spécifique.