Bomba de transferência de óleo térmico
O que é uma bomba de transferência de óleo térmico?
Uma bomba de transferência de óleo térmico é um tipo específico de bomba centrífuga com construção em aço inoxidável ou aço fundido, usada principalmente para circulação e transferência de óleo quente. Ela se aplica principalmente a sistemas fechados em que o óleo quente é usado para transferir calor diretamente sem criar pontos quentes, o que pode danificar o produto por meio de rachaduras térmicas, decomposição térmica ou solidificação. As bombas de óleo térmico ajudam a garantir o aquecimento uniforme em condições de alta temperatura em que não é possível ter calor direto quando líquidos inflamáveis, como óleos combustíveis pesados, estão sendo manuseados. Os fabricantes de bombas de transferência de óleo térmico geralmente vedam as unidades hermeticamente e projetam a carcaça para suportar pressões de até 50 bar e temperaturas de fluido de até 350 graus. Ela é evidente em queimadores de óleo, fornos, caldeiras industriais ou sistemas. A bomba de óleo térmico oferece características de desempenho atraentes com uma capacidade de bomba de até 450 metros cúbicos por hora, uma cabeça de pressão máxima de 100 metros e uma velocidade de bomba de 2900 rpm.
Figura: Mostrando a configuração de uma bomba de transferência de óleo térmico
Componentes de uma bomba de transferência de óleo térmico
Motor elétrico
A bomba de transferência de óleo térmico utiliza um motor elétrico aprovado pela ATEX para proteger contra explosão em condições de alta temperatura e pressão. O motor elétrico fornece a energia mecânica para o funcionamento da bomba. Ele converte a energia elétrica em torque mecânico de saída, que é então transmitido para o cabeçote da bomba por meio do eixo e do acoplamento da bomba.
Carcaça da bomba
A carcaça da bomba contém os componentes internos da bomba, como o impulsor, os eixos e a carcaça dos mancais. Ele também serve como um recipiente de contenção de pressão e carrega as portas de sucção e descarga que ajudam a direcionar o fluido para dentro e para fora das portas da bomba. Os fabricantes de bombas de transferência térmica criam o corpo da bomba usando aço inoxidável grau 304, aço fundido ou ferro fundido.
Eixo
O eixo é um componente mecânico rotativo apoiado em rolamentos. Suas principais funções são transportar o impulsor. Geralmente é feito de aço inoxidável e é conectado ao motor principal por meio de um acoplamento flexível ou rígido.
Impulsor
O impulsor é um rotor que tem a função de aumentar a energia cinética e a pressão do fluido. Geralmente, ele é montado no eixo da bomba e alojado na carcaça da bomba. Ele é equipado com uma série de palhetas curvadas para trás.
Rolamentos
A finalidade principal dos rolamentos é apoiar o rotor e alinhá-lo corretamente com as extremidades fixas sob a ação de forças radiais e axiais. Os fabricantes de bombas de transferência de óleo térmico equipam os dispositivos com rolamentos de esferas para conter o movimento relativo do conjunto do rotor.
Entrada de sucção e saída de descarga
O fluido entra na bomba de transferência de óleo térmico pela entrada de sucção e sai pela saída de descarga.
Como funciona uma bomba de transferência de óleo térmico?
Quando o motor é ligado, o eixo da bomba gira o impulsor em uma velocidade muito alta. O efeito centrífugo da rotação do impulsor da bomba cria um vácuo dentro da carcaça da bomba, o que permite que o óleo de alta temperatura entre pela entrada da bomba. Quando o óleo atinge as lâminas do impulsor, a força centrífuga o move radial e axialmente para fora, ao mesmo tempo em que transmite grande energia cinética até entrar na câmara de difusão em uma velocidade muito alta. No difusor, a energia cinética extrema se converte em uma cabeça de alta pressão e, em seguida, o óleo é direcionado para o tubo de descarga, onde flui para o local projetado.
Figura: Funcionamento de uma bomba de transferência de óleo térmico
Tipos de bombas de transferência de óleo térmico
Bomba de transferência de óleo térmico de aço inoxidável
Nesta bomba, todos os componentes úmidos são construídos em aço inoxidável grau 304. O material resistente à corrosão aumenta a durabilidade e o desempenho da bomba. Essa bomba pode manusear óleo contendo partículas abrasivas e fluidos corrosivos e viscosos.
Figura: Mostrando uma bomba de transferência de óleo térmico de aço inoxidável.
Bomba de transferência de óleo térmico de sucção final
Uma bomba de transferência de óleo térmico de sucção final aspira óleo térmico axialmente na sucção e o descarrega a 90 graus da sucção. O fluido bombeado geralmente entra por um lado da bomba e é descarregado pela parte superior. A bomba de óleo térmico de sucção final pode ser montada em uma estrutura ou acoplada ao corpo da bomba. Dependendo da aplicação, esse tipo de bomba pode ser acionado por um motor elétrico ou a diesel. Ela tem um baixo custo inicial.
Figura: Mostrando uma bomba de transferência de óleo térmico de sucção final.
Bomba de transferência de óleo térmico de sucção simples
Nessa bomba, o óleo térmico entra no impulsor por um lado e sai pelo outro. A bomba de transferência de óleo térmico de sucção única oferece uma operação suave e é fácil de reparar.
Bomba de transferência de óleo térmico de dupla sucção
Em uma bomba de transferência térmica de dupla sucção, o fluido de bombeamento entra por ambos os lados do impulsor e sai pela seção central. Como o líquido entra pelos dois lados do impulsor de sucção dupla, os impulsos axiais de cada lado se cancelam efetivamente. Essa bomba, portanto, é menos suscetível ao desgaste causado pelo impulso axial e pode durar mais tempo. Ela também reduz a cavitação devido à velocidade de entrada reduzida.
Figura: Mostrando uma bomba de transferência de óleo térmico de dupla sucção.
Aplicações das bombas de transferência de óleo térmico
A bomba de transferência de óleo térmico é amplamente usada em muitos sistemas industriais, como circulação de óleo quente, queimadores de óleo, fornos e alimentação de caldeiras. Elas também são amplamente usadas em plataformas offshore e em sistemas de caldeiras a bordo de navios ou embarcações.
- As bombas de transferência de óleo térmico são usadas para transferir óleos quentes para fins de aquecimento ou óleo quente para queimadores de óleo.
- É usada como uma bomba de circulação em sistemas de aquecimento industrial para lidar com óleo de transferência de calor de até 350 graus.
- Eles são usados para bombear óleos térmicos em altas temperaturas sem resfriamento externo.
- Elas são usadas para alimentar queimadores de óleo ou como uma bomba de circulação de óleo para circulação de óleo de aquecimento como parte de um sistema de alimentação de caldeira extensa.
Vantagens de uma bomba de transferência de óleo térmico
- As bombas de transferência de óleo térmico proporcionam desempenho ideal e exigem tempo mínimo de manutenção.
- Eles podem lidar com óleo e temperaturas de até 350°C.
- Eles têm um custo mínimo de ciclo de vida e excelente confiabilidade.
- Eles têm alta eficiência energética e operacional.
- Eles têm uma estrutura simples e compacta, que é fácil de instalar e manter.
- Eles utilizam motores aprovados pela ATEX para ambientes potencialmente explosivos.
- Eles podem gerenciar altas taxas de fluxo de até 8300 litros por minuto a uma pressão de até 50 bar; portanto, são perfeitos para aplicações que exigem alta pressão e grande fluxo.
- Eles são perfeitos para óleos térmicos de baixa e alta viscosidade de até 50.000 CP.
- Eles estão disponíveis com um sistema de vedação mecânica dupla para permitir o resfriamento das vedações.
- Eles podem trabalhar com vários óleos térmicos, incluindo Duratherm, Paratherm e muitos outros.
- Eles fornecem uma saída estável e contínua.
Desvantagens de uma bomba de transferência de óleo térmico
- Uma carga intensa pode causar falhas na bomba de transferência de óleo térmico.
- Eles estão sujeitos à cavitação.
- Seu poder de sucção é limitado devido ao uso da velocidade de rotação.
- Eles são propensos a vazamentos devido a juntas desgastadas.
- O pessoal qualificado deve fazer a manutenção do dispositivo de alta pressão e temperatura quando necessário.
- Os óleos de transferência de calor dos sistemas de óleo térmico são prejudiciais ao meio ambiente e, portanto, exigem o uso de trocadores de calor de segurança, válvulas e vedações de eixo especiais e calhas de derramamento com detecção de vazamento em todas as juntas.
Solução de problemas de uma bomba de transferência de óleo térmico
A bomba não dá partida
- Há um fusível queimado ou um disjuntor disparado. Inspecione a bomba de transferência de óleo térmico para ver se há um fusível queimado e substitua-o, se necessário.
- A fonte de alimentação do painel é insuficiente. Certifique-se de que o motor receba a tensão e a corrente adequadas, de acordo com o guia do fabricante da bomba de transferência de óleo térmico.
Descarga zero após a inicialização
- Há ar na bomba ou na tubulação de sucção. As bombas monobloco centrífugas verticais em linha não podem ser escorvadas com ar no lado da sucção. Certifique-se de que a bomba ou a tubulação esteja cheia de água para expulsar o ar do sistema da bomba.
- A operação da bomba em linha está invertida. Verifique se a direção da rotação do motor corresponde à direção da seta do fabricante da bomba de transferência de óleo térmico na carcaça da bomba. Inverta as polaridades do motor.
- A válvula de retenção está instalada incorretamente. Instale a válvula de retenção corretamente ou substitua-a.
- O cabeçote monomérico da bomba é insuficiente devido às altas perdas por atrito que excedem o projeto da bomba. Certifique-se de aumentar a potência da bomba até o nível recomendado pelos fabricantes de bombas de transferência de óleo térmico. Abra todas as válvulas e certifique-se de que as tubulações de distribuição sejam do tamanho correto.
- A entrada da bomba está bloqueada. Limpe o canal de qualquer obstrução.
- O impulsor ou as válvulas de retenção estão entupidos. Remova qualquer bloqueio do impulsor e das válvulas.
A bomba está vibrando excessivamente
- O impulsor está muito desgastado. Inspecione e substitua o impulsor por outro do fabricante da bomba de transferência de óleo térmico, se achar que está adequado.
- Há empuxo excessivo devido a falha mecânica. Inspecione o conjunto da bomba e corrija as falhas.
- O eixo da bomba está oblíquo ou desequilibrado. Inspecione o poste, reequilibre-o conforme necessário ou substitua-o.
- Há componentes desbalanceados na bomba. Inspecione e reequilibre os componentes da bomba de transferência de óleo térmico conforme necessário.
- O eixo está torto. Desmonte e substitua o eixo, se necessário.
A bomba é barulhenta
- A parte rotativa está atritando com o componente estacionário. Desmonte a bomba e corrija o conjunto do rotor.
- Algumas peças da bomba estão soltas. Aperte os componentes com o nível de torque recomendado pelos fabricantes da bomba de transferência de óleo térmico.
- Alguns componentes da bomba estão excessivamente desgastados. Inspecione o conjunto do rotor para verificar se há rolamentos ou impulsores desgastados e substitua-os, se necessário.
- A bomba está trabalhando em cavitação. Certifique-se de que a cabeça de pressão de sucção líquida atenda às especificações do fabricante da bomba de transferência de óleo térmico. Certifique-se de abrir totalmente as válvulas da linha de sucção.
- A bomba está trabalhando fora da faixa de serviço. Verifique se a faixa de trabalho está correta de acordo com o manual do fabricante da bomba de transferência de óleo térmico.
Os rolamentos têm vida útil curta
- Há um resfriamento excessivo do rolamento refrigerado a água, resultando na condensação da umidade atmosférica na caixa do rolamento. Reduza o fluxo de água de resfriamento.
- O eixo está torto. Inspecione e substitua o eixo, se necessário.
- Os rolamentos estão desgastados devido ao desgaste do eixo. Substitua-os, se necessário.
- Os componentes rotativos estão esfregando contra a peça estacionária. Corrija a montagem.
O acionador da bomba está sobrecarregado
- A velocidade da bomba está muito alta. Reduza a velocidade da bomba.
- Há atrito mecânico na bomba. Inspecione o conjunto da bomba para verificar se há alguma obstrução ou deflexão.
- Alimentação de tensão incorreta. Verifique se a bomba recebe a tensão adequada de acordo com o guia do fabricante da bomba de transferência de óleo térmico.
- A densidade e a viscosidade do óleo térmico excedem o projeto da bomba. Certifique-se de que a bomba de transferência de óleo térmico seja adequada à aplicação específica.
Resumo
Uma bomba de transferência de óleo térmico é um dispositivo centrífugo de corte de borda com construção em aço inoxidável ou aço fundido, usado principalmente para transferência e circulação de óleo quente. Os fabricantes de bombas de transferência de óleo térmico geralmente projetam as unidades para serem hermeticamente fechadas com uma carcaça de bomba capaz de suportar alta pressão e temperatura. A bomba de transferência de óleo térmico é aplicada principalmente em sistemas fechados para transferir diretamente o óleo quente sem causar pontos quentes, que podem danificar o produto por meio de rachaduras térmicas, decomposição térmica ou solidificação. As bombas de transferência de óleo térmico são evidentes em muitos sistemas industriais, como circulação de óleo quente, queimadores de óleo, fornos e alimentação de caldeiras. Elas também são encontradas em plataformas offshore e sistemas de caldeiras a bordo de navios ou outras embarcações marítimas. As bombas de transferência de óleo térmico proporcionam desempenho ideal e exigem tempo mínimo de manutenção. Essas unidades também têm custos mínimos de ciclo de vida e excelente confiabilidade. O uso de motores aprovados pela ATEX aumenta a aplicabilidade das bombas de transferência de óleo térmico em ambientes potencialmente explosivos.