Bomba de agua de alimentación de caldera de alta presión
¿Qué es una bomba de agua de alimentación de caldera de alta presión?
Una bomba de agua de alimentación de caldera de alta presión es un tipo de bomba centrífuga utilizada para transportar el agua de alimentación a alta presión desde el depósito desaireador hasta la caldera. Es un componente esencial de los sistemas de calderas, que se utilizan para producir vapor para diversos usos industriales y residenciales. La mayoría de las bombas de alta presión para agua de alimentación de calderas son bombas multietapa, es decir, emplean varios impulsores para generar la alta presión necesaria para alimentar la caldera. Generalmente, los fabricantes de bombas de agua de alimentación de calderas de alta presión desarrollan las unidades con un diseño entre cojinetes en el que los cojinetes de cada extremo soportan el eje de la bomba. Los impulsores se sitúan entre los cojinetes. Las bombas de alta presión para agua de alimentación de calderas prestan un servicio fiable suministrando alta presión a capacidades medias y bajas sin cavitación. Pueden funcionar a baja velocidad (unas 1.750 RPM), lo que ayuda a proteger los componentes de la bomba de la abrasión y el desgaste. La altura neta positiva de aspiración requerida (NPSHr) de estas bombas puede ser tan baja como 3 pies.
Figura: Configuración de una bomba de agua de alimentación de caldera de alta presión
Componentes de una bomba de agua de alimentación de caldera de alta presión
Motor eléctrico
En una bomba de agua de alimentación de caldera de alta presión, el motor eléctrico está conectado al cuerpo de la bomba mediante un acoplamiento mecánico. El motor eléctrico es la fuente de energía de la bomba.
Carcasa de la bomba
El cuerpo de la bomba, también llamado carcasa, es el principal componente fijo de la bomba de agua de alimentación de calderas de alta presión y cubre el impulsor y otras piezas internas. La carcasa de la bomba también ayuda a convertir la energía cinética del líquido bombeado en la altura de presión y a dirigir el caudal a la conexión de descarga. Los fabricantes de bombas de agua de alimentación de calderas de alta presión fabrican las carcasas de las bombas en hierro o acero inoxidable dúplex.
Eje
El eje es un componente mecánico rotativo situado en el centro de la bomba y montado sobre cojinetes. Soporta el impulsor y conecta el conjunto del rotor al motor mediante un acoplamiento.
Impulsores
El impulsor está formado por álabes curvados hacia atrás y se desplaza sobre el eje de la bomba. Su función principal es impartir energía cinética al líquido bombeado y moverlo a través del cuerpo de la bomba. Un impulsor puede fabricarse de hierro fundido, fundición dúctil o acero inoxidable. Los fabricantes de bombas de agua de alimentación de calderas de alta presión montan los impulsores con una holgura delicada entre los álabes y la carcasa de la bomba para evitar el deslizamiento y la recirculación.
Rodamientos
Los fabricantes de bombas de agua de alimentación de calderas de alta presión equipan las unidades con rodamientos de bolas de contacto angular, lubricados con aceite y diseñados para soportar empujes axiales en ambas direcciones. Los rodamientos ayudan a mantener el eje y el conjunto del rotor en su sitio y a alinearlos correctamente con los extremos fijos bajo la carga radial y axial.
entrada de aspiración y salida de descarga
El fluido bombeado entra en la bomba por la entrada de aspiración y sale por la salida de descarga, que enlaza con las conexiones de impulsión.
¿Cómo funciona una bomba de agua de alimentación de caldera de alta presión?
La bomba de agua de alimentación de caldera de alta presión transporta agua desde el depósito desaireador o el condensador hasta la caldera. Su funcionamiento se basa en la conversión de energía mecánica en energía hidráulica utilizando la fuerza centrífuga de un impulsor giratorio. Cuando la bomba se pone en marcha, el impulsor gira con el líquido de cebado dentro de la carcasa de la bomba, creando un vacío en el ojo del impulsor, lo que permite que el agua de alimentación de la caldera fluya hacia la carcasa de la bomba. Tan pronto como el líquido entra en el ojo del impulsor, la fuerza centrífuga que actúa sobre los álabes del impulsor lo desplaza radialmente hacia fuera, alejándolo del centro de rotación del impulsor, a gran velocidad tangencial. El flujo arremolinado a la salida del impulsor entra entonces en el difusor, donde la velocidad extrema del flujo de fluido se desacelera debido al canal de flujo que se expande gradualmente. La elevada energía cinética del agua de alimentación de la caldera también se convierte en una cabeza de alta presión. Por último, el agua de alimentación de la caldera se descarga de la bomba a presión elevada en la caldera, y el ciclo continúa.
Figura: Funcionamiento de las bombas de agua de alimentación de calderas de alta presión
Tipos de bombas de alta presión para agua de alimentación de calderas
La bomba de alimentación de calderas de alta presión es de dos tipos principales: vertical y horizontal. La clasificación se basa en la orientación del eje dentro de la bomba. Ambas bombas tienen un diseño multietapa y una carcasa dividida radialmente con una junta vertical respecto al eje. Sin embargo, la bomba horizontal de alta presión para alimentación de calderas puede generar una presión mayor que su homóloga vertical.
Bomba vertical de alta presión para agua de alimentación de calderas
Una bomba vertical de alta presión para agua de alimentación de calderas consta de un eje de bomba orientado verticalmente acoplado a un motor eléctrico. Esta bomba está fabricada en acero inoxidable estampado. El operador de la bomba puede modificar fácilmente la altura neta positiva de aspiración (NPSH) de la bomba vertical de alta presión para agua de alimentación de calderas para satisfacer una amplia gama de aplicaciones. Sin embargo, las bombas verticales de alta presión para agua de alimentación de calderas son difíciles de instalar y mantener porque requieren mucha altura libre. El eje en voladizo puede ser problemático a alta presión de aspiración, ya que resulta difícil equilibrar el empuje axial.
Figura: Bomba vertical de agua de alimentación de caldera de alta presión.
Bomba horizontal de alta presión para agua de alimentación de calderas
Una bomba horizontal de alta presión para agua de alimentación de calderas se caracteriza por un eje de bomba orientado horizontalmente, que puede acoplarse a una turbina, un motor eléctrico o un motor. La bomba de alta presión está fabricada principalmente en acero fundido. La bomba es más fácil de instalar y mantener porque el acoplamiento espaciador proporciona espacio para una operación de mantenimiento, y los componentes internos de la bomba son fácilmente accesibles. Sin embargo, las bombas horizontales de alta presión para agua de alimentación de calderas tienen un NPSH limitado. Debido a su reducida altura, las bombas centrífugas horizontales son adecuadas para aplicaciones interiores en las que el espacio vertical es limitado.
Figura: Bomba horizontal de agua de alimentación de caldera de alta presión.
Aplicaciones de las bombas de agua de alimentación de calderas de alta presión
Las bombas de alta presión para agua de alimentación de calderas se utilizan ampliamente en sistemas de calderas que producen vapor para diversas aplicaciones industriales y de procesos, como calefacción de edificios, procesos de saneamiento, generación de energía y muchas más. Además de los sistemas de calderas, las bombas de agua de alimentación de calderas de alta presión se aplican al trasiego de líquidos en muchos otros sistemas, como lavado, refrigeración, aire acondicionado, suministro de agua, extinción de incendios, combustibles, disolventes, etc. Los usos típicos de las bombas son los siguientes.
- Las bombas de alimentación de calderas de alta presión se utilizan para suministrar agua fresca desde el condensador a una caldera. La condensación que se forma en los sistemas de calderas suele reciclarse y devolverse a la caldera con bombas de retorno de condensados.
- La bomba de agua de alimentación de caldera de alta presión se utiliza para mantener la cantidad de agua deseada en la caldera de vapor para evitar averías.
- Se utilizan para el bombeo intermitente o continuo a alta presión de agua de alimentación caliente tratada químicamente.
Ventajas de la bomba de agua de alimentación de caldera de alta presión
- Las bombas de agua de alimentación de calderas de alta presión toleran temperaturas y presiones elevadas.
- El diseño entre cojinetes de la bomba de agua de alimentación de caldera de alta presión mejora la carga equilibrada del eje.
- Tienen menos costes de mantenimiento y funcionamiento.
- Evitan el choque térmico en la caldera o el desaireador elevando la temperatura del agua de alimentación.
- Suponen un importante ahorro de energía y eficiencia operativa porque elevan la temperatura del agua de alimentación de la caldera.
- La bomba puede pararse si no hay necesidad de suministro de agua de alimentación.
- No tienen pérdidas de carga.
- Proporcionan un caudal de fluido constante y continuo.
- El tipo vertical tiene un NPSH variable, por lo que puede adaptarse a diversas aplicaciones.
- Son muy fiables.
- Son fáciles de instalar y mantener.
- Proporcionan un funcionamiento sin cavitación.
Desventajas de la bomba de agua de alimentación de caldera de alta presión
- Las bombas de agua de alimentación de calderas de alta presión tienen unos costes iniciales de adquisición e instalación elevados.
- La presión de salida es demasiado alta y puede dañar el equipo correspondiente. Hay que instalar válvulas reductoras de presión en la tubería para evitar que se produzcan daños, lo que eleva aún más el coste de los equipos necesarios.
- La bomba de agua de alimentación de caldera de alta presión requiere un motor grande para alcanzar la presión de salida necesaria. Los motores eléctricos grandes consumen más energía.
Solución de problemas de la bomba de agua de alimentación de calderas de alta presión
La bomba no arranca
- La tensión es irregular debido a suciedad o corrosión en el presostato. Inspeccione el presostato y límpielo de cualquier resto de suciedad o contaminación.
- Hay un fusible fundido o un disyuntor activado. Compruebe si se ha fundido el fusible de la bomba de agua de alimentación de alta presión de la caldera y sustitúyalo si es necesario.
- Los receptáculos de fusibles están sucios o corroídos. Inspeccione y limpie los receptáculos de fusibles si es necesario.
- El suministro de corriente al panel es insuficiente. Asegúrese de que la tensión y la corriente suministradas a la bomba coincidan con la cantidad especificada en el manual del fabricante de la bomba de agua de alimentación de caldera de alta presión.
La bomba pierde su cebado después del arranque
- La altura de aspiración es demasiado elevada. Reduzca la altura de aspiración bajando la elevación de la bomba o aumentando el nivel del agua.
- Hay una cantidad excesiva de aire en el líquido. Averigüe las causas y elimínelas. Por ejemplo, puede estar entrando aire por las juntas de aspiración.
- El tubo del sello de agua está obstruido. Limpie o cambie el tubo del sello de agua.
La bomba suministra una capacidad insuficiente
- Hay aire acumulado en la tubería de aspiración. Asegúrese de que la tubería está llena del líquido bombeado. Asegúrese de que no hay concéntricos para evitar la succión negativa.
- La bomba o el tubo de aspiración no están llenos de agua. Inspeccione la válvula de pie en busca de fugas y corríjala.
- La altura total del sistema es superior a la altura de diseño de la bomba. Mida la altura de la bomba con un manómetro. Consulte la altura de presión de diseño de la bomba en el manual del fabricante de la bomba de agua de alimentación de caldera de alta presión.
- Impulsor obstruido. Inspeccione el impulsor y elimine cualquier material.
- La bomba funciona al revés. Compruebe que el sentido de giro del motor coincide con el sentido indicado por los fabricantes de la bomba de agua de alimentación de caldera de alta presión en la placa de características. Asegúrese de invertir las polaridades del motor.
La bomba vibra o es ruidosa
- Materias extrañas en el impulsor. Abra y limpie la bomba para eliminar las materias extrañas.
- Hay elementos desequilibrados en la bomba de turbina vertical. Inspeccione y vuelva a equilibrar los elementos.
- La base de la bomba de agua de alimentación de la caldera de alta presión no es rígida. Compruebe la vibración y la oquedad en el bastidor de la base.
- El conjunto de la bomba está suelto. Apriete los componentes de la bomba al nivel de par recomendado por los fabricantes de la bomba de agua de alimentación de caldera de alta presión.
- Los impulsores están muy desgastados o defectuosos. Si es necesario, inspeccione los impulsores y sustituya cualquier impulsor desgastado por otro de los fabricantes de bombas de agua de alimentación de calderas de alta presión.
- El eje de la bomba está doblado. Desmonte e inspeccione o sustituya la bomba.
La bomba se sobrecalienta y se agarrota
- La bomba no está cebada. Asegúrese de que la carcasa está llena y de que sale agua por el grifo de aire.
- La viscosidad del líquido es diferente a la del diseño. Asegúrese de que la bomba se aplica al fluido correcto siguiendo el manual del fabricante de la bomba de agua de alimentación de calderas de alta presión y la ficha técnica del producto.
- Las piezas giratorias rozan con la pieza fija. Desmonte la bomba y corrija el montaje.
- Los cojinetes de la bomba están desgastados. Inspeccione y sustituya los cojinetes si es necesario.
- Hay demasiado empuje debido a un fallo mecánico en el interior de la bomba. Inspeccione el conjunto de la bomba y corrija cualquier deficiencia.
Resumen
Una bomba de agua de alimentación de caldera de alta presión es una bomba utilizada para transportar el agua de alimentación a alta presión desde el depósito desaireador hasta la caldera. Es un componente crucial de los sistemas de calderas. La mayoría de las bombas de alta presión para agua de alimentación de calderas son bombas multietapa, que emplean varios impulsores para realizar la acción de bombeo y elevar la alta presión necesaria para alimentar la caldera. Los fabricantes de bombas de alta presión para agua de alimentación de calderas desarrollan las unidades con un diseño entre cojinetes para garantizar una carga equilibrada del eje. Las bombas de alta presión para agua de alimentación de calderas son evidentes en los sistemas de calderas que producen vapor para diversas aplicaciones industriales y de proceso, como calefacción de edificios, procesos de saneamiento, generación de energía y muchas más. Aparte de los sistemas de calderas, las bombas de agua de alimentación de calderas de alta presión se utilizan para trasvasar líquidos en muchas otras aplicaciones, como sistemas de lavado, refrigeración, sistemas de aire acondicionado, suministro de agua, extinción de incendios, etc. Las bombas de alta presión para agua de alimentación de calderas toleran altas temperaturas y presiones y tienen bajos costes de mantenimiento y funcionamiento.