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May 22, 2023

Etapas para tornar as bombas de alimentação da caldeira mais eficientes

As bombas de água de alimentação estão no centro de qualquer sistema de caldeira e, assim como o coração humano fornece sangue para todo o corpo, essas bombas fornecem água de alimentação para a caldeira. Quaisquer oportunidades para melhorar o

As bombas de água de alimentação estão no centro de qualquer sistema de caldeira e, assim como o coração humano fornece sangue para todo o corpo, essas bombas fornecem água de alimentação para a caldeira. Quaisquer oportunidades para melhorar a eficiência das bombas de água de alimentação devem ser aproveitadas para garantir um sistema de caldeira saudável e duradouro.

Depois que as bombas são instaladas em um sistema, há algumas coisas que podem ser feitas para aumentar a eficiência. Durante a fase de engenharia e aquisição é quando há mais oportunidades para melhorar a eficiência dentro de um sistema de água de alimentação de caldeira. Dimensionar a bomba corretamente, planejar como protegê-las contra condições de baixa vazão e discutir como as bombas irão operar com o engenheiro de aplicações de bombas é um ótimo ponto de partida.

Freqüentemente, a pessoa encarregada de dimensionar uma bomba de alimentação de caldeira recebe a vazão, a altura manométrica necessária, a altura manométrica líquida de sucção positiva disponível (NPSHa) e a temperatura do fluido. Embora esta informação seja vital, uma conversa discutindo as condições normais de operação em comparação com as condições nominais e as especificidades da aplicação pode ser inestimável. Se as bombas precisarem ser classificadas para 400 galões por minuto (gpm) para demanda de pico, mas o ponto de operação normal for de apenas 300 gpm, isso poderá alterar a seleção da bomba. Fornecer antecipadamente ao engenheiro de aplicações (AE) o máximo de informações possível permite que ele selecione uma bomba que funcionará eficientemente em operação normal, bem como em picos de demanda. Essa conversa resultará em uma bomba dimensionada corretamente que resultará em maior vida útil da bomba, economia de energia e maior tempo médio entre falhas.

A imagem 1 mostra possíveis seleções com base apenas na condição nominal de 400 gpm. Ao receber apenas essas informações, um engenheiro de aplicações de bombas pode selecionar a bomba Tamanho D 6x3x8. A imagem 2 mostra que dois pontos de operação são plotados, a condição nominal de 400 gpm e também a condição normal de operação de 300 gpm. Esta informação mostra que com a bomba tamanho D estaria operando mais longe do ponto de melhor eficiência (BEP) e de volta à curva, enquanto a bomba tamanho C operaria em um ótimo ponto. Esta informação aparentemente pequena muda completamente a seleção da bomba e evita que os usuários façam uma seleção incorreta.

Outra forma de aumentar a eficiência de uma bomba de alimentação de caldeira é planejar como será tratado o fluxo mínimo. Uma maneira infalível de reduzir a vida útil das bombas de alimentação da caldeira é operá-las abaixo do fluxo mínimo publicado pelo fabricante ou do fluxo mínimo contínuo estável (MCSF). Quando uma bomba centrífuga é operada abaixo da vazão recomendada, ela pode sofrer superaquecimento, cavitação e pode ser permanentemente danificada se funcionar a seco. Há muitas maneiras de evitar isso e proteger a bomba.

A maneira mais comum é dimensionar um orifício e uma linha de recirculação para o fluxo mínimo e recircular continuamente o fluxo mínimo de volta ao desaerador. Esta é provavelmente a forma mais simples de garantir que a bomba nunca funcionará abaixo do seu caudal mínimo, mas existem custos associados a isto.

Primeiro, o fluxo adicional deve ser adicionado aos cálculos de dimensionamento. Se a caldeira necessitar de 100 gpm e a vazão mínima para seleção for 35 gpm, a bomba deverá ser dimensionada para 135 gpm.

Este pequeno aumento pode levar à seleção de uma bomba maior, de mais estágios em uma bomba multiestágio e até mesmo a um aumento no NPSH necessário (NPSHr). Esta bomba maior significa maior custo inicial.

Em segundo lugar, há um custo de energia associado ao bombeamento contínuo adicional de 35 gpm. O custo de energia por hora para bombear água pode ser calculado conforme mostrado na Equação 1.

Outra forma de lidar com o fluxo mínimo é através do uso de uma válvula de recirculação automática (ARC). O objetivo principal de uma válvula ARC é garantir que o fluxo mínimo seja sempre garantido através da bomba de água de alimentação da caldeira. As válvulas ARC são dimensionadas especificamente para a bomba com a qual estão combinadas. À medida que o fluxo diminui, a pressão aumenta. A válvula é dimensionada de modo que um bypass acionado por mola se abra à medida que a pressão aumenta. Isto permite que o fluxo mínimo seja desviado somente quando a pressão for alta o suficiente para abrir a válvula. As válvulas ARC podem ser uma despesa adicional no início, mas se pagam rapidamente com economia de energia.