Bomba horizontal multiestágio para alimentação de caldeiras
O que é uma bomba horizontal de alimentação de caldeira de múltiplos estágios?
Uma bomba horizontal de alimentação de caldeira de múltiplos estágios é uma classe específica de centrífuga de alta pressão que serve para alimentar um gerador de vapor, como uma caldeira ou um reator nuclear, com água para a produção de vapor. Normalmente, ela é projetada para instalações horizontais com vários impulsores para gerar a alta pressão necessária para alimentar a caldeira. Os fabricantes de bombas horizontais de alimentação de caldeiras de múltiplos estágios empregam um projeto entre mancais para as unidades, em que o rotor é apoiado em mancais em ambas as extremidades, para oferecer mais suporte e equilíbrio dinâmico e aumentar a eficiência rotacional dos impulsores. As bombas horizontais de alimentação de caldeiras de múltiplos estágios são componentes essenciais de várias plantas industriais e instalações de produção, como sistemas de caldeiras muito grandes. Elas são feitas de aço inoxidável de alta qualidade ou aço fundido e, muitas vezes, são revestidas com um material adequado para proteção contra corrosão. As bombas horizontais de alimentação de caldeiras de múltiplos estágios têm um requisito de baixa altura líquida positiva de sucção (NPSHr) e fornecem, de forma confiável, vazões médias a baixas em alta pressão.
Figura: Mostrando a configuração de uma bomba de alimentação de caldeira horizontal de múltiplos estágios
Componentes de uma bomba horizontal de alimentação de caldeira de múltiplos estágios
Carcaça da bomba
O corpo da bomba, também chamado de carcaça, é o principal componente estacionário da bomba horizontal de alimentação de caldeira de múltiplos estágios, 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 horizontais de alimentação de caldeiras de múltiplos estágios fabricam as carcaças das bombas usando aço inoxidável de grau adequado, aço fundido e ferro fundido dúctil.
Eixo
O eixo é um componente mecânico cilíndrico rotativo localizado centralmente na bomba e suportado por rolamentos em ambas as extremidades. Sua finalidade é transportar o impulsor e conectar o conjunto do rotor ao motor por meio do acoplamento. Ele é feito de forjamento de alta qualidade de aço inoxidável ou aço-liga de grau adequado.
Rolamentos
Os fabricantes de bombas horizontais de alimentação de caldeiras de múltiplos estágios equipam as unidades com rolamentos de esferas de contato angular, que são lubrificados com óleo e projetados para lidar com os empuxos axiais em ambas as direções. Os rolamentos mantêm o eixo e o conjunto do rotor no lugar, alinhando-os corretamente com as extremidades fixas sob a carga radial e axial.
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.
Impulsores
O impulsor é composto por palhetas curvadas para trás e se desloca no eixo da bomba. Sua finalidade é transmitir energia cinética ao líquido bombeado e movê-lo pelo corpo da bomba. A delicada folga entre o impulsor e a carcaça da bomba evita o deslizamento e a recirculação. O impulsor do tipo blindado pode ser fabricado com materiais semelhantes aos da carcaça da bomba, ferro fundido, ferro fundido dúctil ou aço inoxidável. Os fabricantes de bombas horizontais de alimentação de caldeiras de múltiplos estágios encaixam os impulsores no eixo do rotor para que ele seja facilmente removível e possa garantir a ausência de distorção térmica.
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 horizontal de alimentação de caldeira de múltiplos estágios?
A bomba horizontal de alimentação de caldeira de múltiplos estágios converte energia mecânica em energia hidráulica usando a força centrífuga dos impulsores rotativos. 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. Depois que a água de alimentação da caldeira entra no olho do impulsor, a força centrífuga que atua nas pás do impulsor a 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 horizontal de alimentação de caldeira de múltiplos estágios
Tipos de bombas horizontais de alimentação de caldeiras de múltiplos estágios
Bomba de alimentação de caldeira horizontal de vários estágios em aço inoxidável
Esta bomba apresenta uma construção completa em aço inoxidável de todos os componentes que entram em contato com o líquido para proteger contra a corrosão. O eixo da bomba orientado horizontalmente pode ser acoplado a diferentes motores principais, por exemplo, uma turbina, um motor elétrico ou um motor. 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. A bomba de alimentação de caldeira horizontal multiestágio de aço inoxidável é perfeita para aplicações pesadas porque pode gerar maior pressão de fluido. Ela também é adequada para aplicações internas em que o espaço vertical é limitado.
Figura: Bomba de alimentação de caldeira multiestágio horizontal de aço inoxidável.
Bomba horizontal de alimentação de caldeira de sucção simples e multiestágio
Uma bomba de alimentação de caldeira de sucção única horizontal de múltiplos estágios apresenta um impulsor de sucção única do tipo fechado. Um impulsor de sucção única admite água de um lado do impulsor e a descarrega do outro. Portanto, todo o volume de água de alimentação da caldeira dessa bomba passa pelo olho de um único impulsor. Embora seja simples no projeto e econômica, a bomba de alimentação de caldeira de sucção única horizontal de múltiplos estágios é propensa à cavitação devido ao aumento do fluxo na entrada.
Bomba de alimentação de caldeira horizontal de sucção dupla e múltiplos estágios
A bomba de alimentação de caldeira de dupla sucção horizontal de múltiplos estágios é composta pelo impulsor de dupla sucção, que é feito de dois impulsores de costas um para o outro. Um impulsor de sucção dupla permite que a água de alimentação da caldeira entre simultaneamente no centro das pás do impulsor pelos dois lados. O projeto de sucção dupla elimina o impulso axial no impulsor, fazendo com que a bomba gerencie fluxos mais altos do que a bomba de sucção simples. Ela também é livre de cavitação.
Aplicações de bombas horizontais de alimentação de caldeiras de múltiplos estágios
As bombas horizontais de alimentação de caldeiras de múltiplos estágios encontram aplicações em sistemas de caldeiras que produzem vapor para vários usos industriais, como geração de energia, aquecimento de edifícios, processos de saneamento etc. Além disso, elas são usadas em muitas outras unidades e instalações de produção para transferir líquidos, como água, combustíveis e solventes. Os usos comuns incluem:
- A bomba horizontal de alimentação de caldeira de múltiplos estágios é usada para manter a água desejada na caldeira de vapor para evitar falhas.
- As bombas de alimentação de caldeira de alta pressão são aplicadas no fornecimento de 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.
- Eles são usados para bombear, de forma intermitente ou contínua, água quente de alimentação quimicamente tratada a alta pressão.
Vantagens de uma bomba horizontal de alimentação de caldeira de múltiplos estágios
- As bombas horizontais de alimentação de caldeiras de múltiplos estágios têm menor custo de manutenção e operação.
- Eles podem tolerar altas temperaturas e pressão.
- Eles têm uma carga de eixo equilibrada e um suporte de rotor adequado devido ao uso de um projeto entre os mancais.
- Eles são altamente confiáveis e fáceis de instalar e manter.
- As bombas horizontais de alimentação de caldeiras de múltiplos estágios evitam o choque térmico na caldeira ou no desaerador, aumentando a temperatura da água de alimentação.
- Eles têm uma economia significativa de energia e eficiência operacional.
- O tipo de sucção dupla é livre de cavitação devido ao fluxo reduzido na entrada da bomba.
- Eles fornecem uma saída estável e contínua.
- A configuração de vários estágios pode funcionar com impulsores de tamanho pequeno porque a cabeça por estágio é menor.
Desvantagens de uma bomba horizontal de alimentação de caldeira de múltiplos estágios
- As bombas horizontais de alimentação de caldeiras de múltiplos estágios produzem alta pressão de saída que pode danificar o equipamento correspondente.
- Eles têm altos custos iniciais de aquisição e instalação.
- Os fabricantes de bombas horizontais de alimentação de caldeiras de múltiplos estágios devem equipar o equipamento relevante com válvulas redutoras de pressão para evitar danos devido à pressão excessiva. Isso aumenta ainda mais o custo do equipamento necessário.
Solução de problemas de uma bomba de alimentação de caldeira horizontal de múltiplos estágios
A bomba não dá partida
- Há um fusível queimado ou um disjuntor disparado. Inspecione a bomba de alimentação da caldeira horizontal de múltiplos estágios quanto a um fusível queimado e substitua-o, 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 alimentação da caldeira horizontal de múltiplos estágios.
- A tensão está irregular devido a sujeira ou corrosão no pressostato. Inspecione o pressostato e limpe-o de quaisquer detritos ou poluição.
- Os receptáculos dos fusíveis estão sujos ou corroídos. Inspecione e limpe os receptáculos de fusíveis, se necessário.
A bomba superaquece e emperra
- Há excesso de empuxo devido a falha mecânica dentro da bomba. Inspecione o conjunto da bomba e corrija as falhas.
- A viscosidade do líquido é diferente da projetada. Verifique se a bomba se aplica ao fluido correto seguindo o manual do fabricante da bomba de alimentação de caldeira multiestágio horizontal e a folha de dados do produto.
- Os rolamentos da bomba estão desgastados. Inspecione e substitua os rolamentos, se necessário.
- A bomba precisa ser escorvada. Certifique-se de que a carcaça esteja cheia e que a água saia pela torneira de ar.
- As peças rotativas estão esfregando na peça estacionária. Desmonte a bomba e corrija a montagem.
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.
- O tubo de vedação de água está entupido. Limpe ou troque o tubo de vedação de água.
- Há uma quantidade excessiva de ar no líquido. Isso pode ser devido à entrada de ar pelas juntas de sucção. Inspecione a junta de sucção e vede-a conforme necessário.
A capacidade da bomba é insuficiente
- A bomba ou o tubo de sucção não está cheio de água. Inspecione a válvula de pé quanto a vazamentos e corrija-os.
- A bomba está operando em sentido inverso. Verifique se o sentido de rotação do motor corresponde ao sentido indicado pelos fabricantes da bomba de alimentação de caldeira multiestágio horizontal na placa de identificação. Certifique-se de inverter as polaridades do motor.
- Impulsor entupido. Inspecione o impulsor e remova qualquer material.
- 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 alimentação da caldeira horizontal de múltiplos estágios para obter a altura de pressão de projeto da bomba.
- Há um bloqueio de ar na linha de sucção. Certifique-se de encher o tubo de sucção com o líquido bombeado. Elimine a concêntrica para evitar a sucção negativa.
A bomba é barulhenta ou vibra
- O conjunto da bomba está solto. Aperte os componentes da bomba com o nível de torque recomendado pelos fabricantes da bomba de alimentação da caldeira horizontal de múltiplos estágios.
- Há componentes desbalanceados na bomba de turbina vertical. Inspecione e reequilibre os elementos.
- Os impulsores estão muito desgastados ou com defeito. Se necessário, inspecione os impulsores e substitua qualquer impulsor desgastado por outro dos fabricantes de bombas horizontais de alimentação de caldeiras de múltiplos estágios.
- Material estranho no impulsor. Abra e limpe a bomba para remover materiais estranhos.
- O eixo da bomba está torto. Desmonte e inspecione ou substitua a bomba.
- A base da bomba de alimentação da caldeira horizontal de múltiplos estágios não é rígida. Verifique a vibração e a cavidade na estrutura da base.
Resumo
Uma bomba horizontal de alimentação de caldeira de múltiplos estágios é uma bomba centrífuga de alta pressão exclusiva usada para fornecer água de alimentação a uma caldeira ou a um reator nuclear. Geralmente, é fabricada em uma orientação horizontal com vários impulsores para atingir a alta pressão necessária para alimentar o gerador de vapor. Os fabricantes de bombas horizontais de alimentação de caldeiras de múltiplos estágios criam as unidades com um projeto entre mancais, em que o rotor é montado em mancais em cada extremidade. O projeto entre mancais oferece suporte adequado ao rotor e balanceamento dinâmico, aumentando a eficiência rotacional do rotor. As bombas horizontais de alimentação de caldeiras de múltiplos estágios encontram aplicações principalmente em sistemas de caldeiras, mas têm sido usadas em muitas outras unidades industriais e instalações de produção para bombear líquidos. As bombas horizontais de alimentação de caldeiras de múltiplos estágios têm menos custos de manutenção e operação e podem tolerar altas temperaturas e pressões. Elas também podem aumentar a temperatura da água de alimentação para proteger a caldeira contra choques térmicos. Os dispositivos de aço inoxidável de alta qualidade ou de aço fundido também são, às vezes, revestidos com um material adequado para proteção contra corrosão.