Bomba de água de alimentação de caldeira de alta pressão
O que é uma bomba de água de alimentação de caldeira de alta pressão?
Uma bomba de água de alimentação de caldeira de alta pressão é um tipo de bomba centrífuga usada para transportar a água de alimentação em alta pressão do tanque desaerador para a caldeira. É um componente essencial dos sistemas de caldeira, que são usados para produzir vapor para vários usos industriais e residenciais. A maioria das bombas de água de alimentação de caldeira de alta pressão são bombas de múltiplos estágios, ou seja, empregam vários impulsores para gerar a alta pressão necessária para alimentar a caldeira. Em geral, os fabricantes de bombas de água de alimentação de caldeiras de alta pressão desenvolvem as unidades com um projeto entre mancais, em que os mancais em cada extremidade suportam o eixo da bomba. Os impulsores ficam entre os rolamentos. As bombas de água de alimentação de caldeiras de alta pressão prestam um serviço confiável, fornecendo alta pressão em capacidades médias a baixas sem cavitação. Elas podem operar em baixa velocidade (cerca de 1750 RPM), o que ajuda a proteger os componentes da bomba contra abrasão e desgaste. O requisito de cabeça de sucção positiva líquida (NPSHr) dessas bombas pode ser tão baixo quanto 3 pés.
Figura: Mostrando a configuração de uma bomba de água de alimentação de caldeira de alta pressão
Componentes de uma bomba de água de alimentação de caldeira de alta pressão
Motor elétrico
Em uma bomba de água de alimentação de caldeira de alta pressão, o motor elétrico é conectado ao corpo da bomba por meio de acoplamento mecânico. O motor elétrico é a fonte de energia da bomba.
Carcaça da bomba
O corpo da bomba, também chamado de carcaça, é o principal componente estacionário da bomba de água de alimentação da caldeira de alta pressão, cobrindo o impulsor e outras peças internas. A carcaça da bomba também ajuda a converter a energia cinética do líquido bombeado em cabeça de pressão e a direcionar o fluxo para a conexão de descarga. Os fabricantes de bombas de água de alimentação de caldeiras de alta pressão criam as carcaças das bombas em ferro ou aço inoxidável duplex.
Eixo
O eixo é um componente mecânico rotativo localizado centralmente na bomba e montado em rolamentos. Ele suporta o impulsor e conecta o conjunto do rotor ao motor por meio de um acoplamento.
Impulsores
O impulsor é composto por palhetas curvadas para trás e se desloca no eixo da bomba. Sua principal função é transmitir energia cinética ao líquido bombeado e movê-lo pelo corpo da bomba. Um impulsor pode ser fabricado em ferro fundido, ferro fundido dúctil ou aço inoxidável. Os fabricantes de bombas de água de alimentação de caldeiras de alta pressão montam os impulsores com uma folga delicada entre as palhetas e a carcaça da bomba para evitar deslizamento e recirculação.
Rolamentos
Os fabricantes de bombas de água de alimentação de caldeiras de alta pressão equipam as unidades com rolamentos de esferas de contato angular, que são lubrificados com óleo e projetados para lidar com impulsos axiais em ambas as direções. Os rolamentos ajudam a manter o eixo e o conjunto do rotor no lugar e a alinhá-los corretamente com as extremidades fixas sob a carga radial e axial.
entrada de sucção e saída de descarga
O fluido bombeado entra na bomba pela entrada de sucção e sai pela saída de descarga, que se conecta com as conexões de entrega.
Como funciona uma bomba de água de alimentação de caldeira de alta pressão?
A bomba de água de alimentação da caldeira de alta pressão transporta a água do tanque desaerador ou do condensador para a caldeira. Sua operação é baseada na conversão de energia mecânica em energia hidráulica usando a força centrífuga de um impulsor rotativo. Quando a bomba começa a funcionar, o impulsor gira com o líquido de escorva dentro da carcaça da bomba, criando um vácuo no olho do impulsor, o que permite que a água de alimentação da caldeira flua para dentro da carcaça da bomba. Assim que o líquido entra no olho do impulsor, a força centrífuga que atua nas pás do impulsor o move radialmente para fora, afastando-se do centro de rotação do impulsor, em alta velocidade tangencial. O fluxo giratório na saída do impulsor entra então no difusor, onde a velocidade extrema do fluxo de fluido desacelera devido à expansão gradual do canal de fluxo. A alta energia cinética da água de alimentação da caldeira também se converte em uma cabeça de alta pressão. Por fim, a água de alimentação da caldeira é descarregada da bomba sob pressão elevada para a caldeira, e o ciclo continua.
Figura: Funcionamento de uma bomba de água de alimentação de caldeira de alta pressão
Tipos de bombas de água de alimentação de caldeiras de alta pressão
A bomba de alimentação da caldeira de alta pressão tem dois tipos principais: vertical e horizontal. A classificação é baseada na orientação do eixo dentro da bomba. Ambas as bombas apresentam um projeto de vários estágios e uma carcaça dividida radialmente com uma junta vertical em relação ao eixo. No entanto, a bomba horizontal de alimentação de caldeira de alta pressão pode gerar pressão mais alta do que sua contraparte vertical.
Bomba vertical de água de alimentação de caldeira de alta pressão
Uma bomba vertical de água de alimentação de caldeira de alta pressão consiste em um eixo de bomba orientado verticalmente acoplado a um motor elétrico. Essa bomba é construída em aço inoxidável estampado. O operador da bomba pode alterar facilmente a cabeça de sucção positiva líquida (NPSH) da bomba vertical de água de alimentação de caldeira de alta pressão para atender a uma ampla gama de aplicações. Entretanto, as bombas verticais de água de alimentação de caldeiras de alta pressão são difíceis de instalar e manter porque exigem muito espaço livre. O eixo suspenso pode ser problemático em alta pressão de sucção, pois se torna difícil equilibrar o impulso axial.
Figura: Bomba vertical de água de alimentação de caldeira de alta pressão.
Bomba horizontal de água de alimentação de caldeira de alta pressão
Uma bomba horizontal de água de alimentação de caldeira de alta pressão apresenta um eixo de bomba orientado horizontalmente, que pode ser acoplado a uma turbina, motor elétrico ou motor. A bomba para serviços pesados é feita principalmente de aço fundido. A bomba é mais fácil de instalar e manter porque o acoplamento espaçador oferece espaço para uma operação de manutenção, e os componentes internos da bomba são facilmente acessíveis. No entanto, as bombas horizontais de água de alimentação de caldeira de alta pressão têm NPSH limitado. Devido à sua baixa altura livre, as bombas centrífugas horizontais são adequadas para aplicações internas onde o espaço vertical é limitado.
Figura: Bomba horizontal de água de alimentação de caldeira de alta pressão.
Aplicações de bombas de água de alimentação de caldeiras de alta pressão
As bombas de água de alimentação de caldeiras de alta pressão são amplamente utilizadas em sistemas de caldeiras que produzem vapor para várias aplicações industriais e de processos, incluindo aquecimento de edifícios, processos de saneamento, geração de energia e muito mais. Além dos sistemas de caldeiras, as bombas de água de alimentação de caldeiras de alta pressão se aplicam à transferência de líquidos em muitos outros sistemas, como lavagem, resfriamento, ar-condicionado, abastecimento de água, combate a incêndios, combustíveis, solventes etc. Os usos típicos das bombas incluem os seguintes.
- As bombas de alimentação de caldeira de alta pressão são usadas para fornecer água fresca do condensador para uma caldeira. A condensação que se forma nos sistemas de caldeira é normalmente reciclada e alimentada de volta à caldeira com bombas de retorno de condensado.
- A bomba de água de alimentação da caldeira de alta pressão é usada para manter a quantidade desejada de água na caldeira a vapor para evitar falhas.
- Eles são usados para bombeamento intermitente ou contínuo de alta pressão de água quente de alimentação quimicamente tratada.
Vantagens da bomba de água de alimentação de caldeira de alta pressão
- As bombas de água de alimentação de caldeiras de alta pressão podem tolerar altas temperaturas e pressões.
- O projeto entre mancais da bomba de água de alimentação da caldeira de alta pressão aumenta a carga equilibrada do eixo.
- Eles têm menos custos de manutenção e operação.
- Eles evitam o choque térmico na caldeira ou no desaerador, aumentando a temperatura da água de alimentação.
- Eles proporcionam economia de energia e eficiência operacional significativas porque aumentam a temperatura da água de alimentação da caldeira.
- A bomba pode ser parada se não houver necessidade de abastecimento de água de alimentação.
- Eles não apresentam perdas de pressão.
- Eles fornecem uma saída de fluxo de fluido estável e contínua.
- O tipo vertical tem um NPSH variável e, portanto, pode atender a várias aplicações.
- Eles são altamente confiáveis.
- Eles são fáceis de instalar e manter.
- Eles proporcionam uma operação sem cavitação.
Desvantagens da bomba de água de alimentação de caldeira de alta pressão
- As bombas de água de alimentação de caldeira de alta pressão têm altos custos iniciais de aquisição e instalação.
- A pressão de saída é muito alta e pode danificar o equipamento correspondente. Válvulas redutoras de pressão devem ser instaladas na tubulação para evitar que ocorram danos, o que aumenta ainda mais o custo do equipamento necessário.
- A bomba de água de alimentação da caldeira de alta pressão requer um motor grande para atingir a pressão de saída necessária. Os motores elétricos grandes consomem mais energia.
Solução de problemas da bomba de água de alimentação da caldeira de alta pressão
A bomba não liga
- A tensão está irregular devido a sujeira ou corrosão no pressostato. Inspecione o pressostato e limpe-o de quaisquer detritos ou poluição.
- Há um fusível queimado ou um disjuntor disparado. Inspecione a bomba de água de alimentação da caldeira de alta pressão para ver se há um fusível queimado e substitua-o, se necessário.
- Os receptáculos dos fusíveis estão sujos ou corroídos. Inspecione e limpe os receptáculos de fusíveis, se necessário.
- A fonte de alimentação do painel é insuficiente. Certifique-se de que a tensão e a corrente de alimentação da bomba correspondam à quantidade especificada no manual do fabricante da bomba de água de alimentação da caldeira de alta pressão.
A bomba perde a escorva após a partida
- A elevação de sucção está muito alta. Reduza a elevação de sucção diminuindo a elevação da bomba ou aumentando o nível da água.
- Há uma quantidade excessiva de ar no líquido. Certifique-se de descobrir os motivos e eliminá-los. Por exemplo, o ar pode estar entrando pelas juntas de sucção.
- O tubo de vedação de água está entupido. Limpe ou troque o tubo de vedação de água.
A bomba fornece capacidade insuficiente
- Há um bloqueio de ar na linha de sucção. Certifique-se de que a tubulação esteja preenchida com o líquido bombeado. Certifique-se de que não haja nenhum ponto concêntrico para evitar sucção negativa.
- A bomba ou o tubo de sucção não está cheio de água. Inspecione a válvula de pé quanto a vazamentos e corrija-os.
- A altura total do sistema é maior do que a altura projetada da bomba. Meça a altura da bomba usando um medidor de pressão. Consulte o manual do fabricante da bomba de água de alimentação da caldeira de alta pressão para obter a altura de pressão de projeto da bomba.
- Impulsor entupido. Inspecione o impulsor e remova qualquer material.
- A bomba está operando em sentido inverso. Verifique se a direção de rotação do motor corresponde à direção indicada pelos fabricantes da bomba de água de alimentação da caldeira de alta pressão na placa de identificação. Certifique-se de inverter as polaridades do motor.
A bomba vibra ou é barulhenta
- Material estranho no impulsor. Abra e limpe a bomba para remover materiais estranhos.
- Há componentes desbalanceados na bomba de turbina vertical. Inspecione e reequilibre os elementos.
- A base da bomba de água de alimentação da caldeira de alta pressão não é rígida. Verifique a vibração e a cavidade na estrutura da base.
- O conjunto da bomba está solto. Aperte os componentes da bomba com o nível de torque recomendado pelos fabricantes da bomba de água de alimentação da caldeira de alta pressão.
- Os impulsores estão muito desgastados ou com defeito. Se necessário, inspecione os impulsores e substitua qualquer impulsor desgastado por outro dos fabricantes de bombas de água de alimentação de caldeira de alta pressão.
- O eixo da bomba está torto. Desmonte e inspecione ou substitua a bomba.
A bomba superaquece e emperra
- A bomba não está escorvada. Certifique-se de que a carcaça esteja cheia e que a água saia pela torneira de ar.
- A viscosidade do líquido é diferente da projetada. Certifique-se de que a bomba seja aplicada ao fluido correto, seguindo o manual do fabricante da bomba de água de alimentação da caldeira de alta pressão e a folha de dados do produto.
- As peças rotativas estão esfregando na peça estacionária. Desmonte a bomba e corrija a montagem.
- Os rolamentos da bomba estão desgastados. Inspecione e substitua os rolamentos, se necessário.
- Há excesso de empuxo devido a falha mecânica dentro da bomba. Inspecione o conjunto da bomba e corrija as falhas.
Resumo
Uma bomba de água de alimentação de caldeira de alta pressão é uma bomba usada para transportar a água de alimentação em alta pressão do tanque desaerador para a caldeira. É um componente crucial dos sistemas de caldeira. A maioria das bombas de água de alimentação de caldeira de alta pressão são bombas de múltiplos estágios, que empregam vários impulsores para realizar a ação de bombeamento e elevar a alta pressão necessária para alimentar a caldeira. Os fabricantes de bombas de água de alimentação de caldeiras de alta pressão desenvolvem as unidades com um projeto entre mancais para garantir uma carga equilibrada no eixo. As bombas de água de alimentação de caldeiras de alta pressão são evidentes em sistemas de caldeiras que produzem vapor para várias aplicações industriais e de processos, incluindo aquecimento de edifícios, processos de saneamento, geração de energia e muito mais. Além dos sistemas de caldeiras, as bombas de água de alimentação de caldeiras de alta pressão são utilizadas para transferir líquidos em muitas outras aplicações, como sistemas de lavagem, resfriamento, sistemas de ar-condicionado, abastecimento de água, combate a incêndios etc. As bombas de água de alimentação de caldeiras de alta pressão podem tolerar altas temperaturas e pressões e têm baixos custos de manutenção e operação.