Entendes realmente as bombas centrífugas? 8 preguntas de enxeñaría que afectan á fiabilidade das bombas

Ø P1: Por que o tubo de succión adoita ser un tamaño maior que a boquilla de succión da bomba?

Esta é unha práctica moi común nas instalacións de bombas centrífugas.

En moitas aplicacións, oO diámetro nominal do tubo de succión escóllese un tamaño maior que o da boquilla de succión da bombaNormalmente úsase un redutor excéntrico axeitado para conectar a tubaxe á bomba.

Por que?

Hai tres razóns principais:

Por que se usa habitualmente un redutor excéntrico?

Para tubaxes de succión horizontais, unharedutor excéntrico de cabeza planaúsase habitualmente para minimizar a posibilidade de que se formen bolsas de aire na liña de succión.

Non obstante, esta non é unha regra absoluta para todas as instalacións.

A orientación do redutor debe determinarse en función da disposición da bomba, a pendente das tubaxes, as características do líquido e a posibilidade de acumulación de aire.

Principio de enxeñaría

O obxectivo non é simplemente facer que o tubo de succión sexa "un tamaño máis grande".

O deseño debería ter en conta:

• · Velocidade de succión
• · Fricción e perdas de presión locais
• · NPSHa
• · Patrón de fluxo de entrada da bomba
• · Lonxitude de tubo recto
• · Localización de cóbados e válvulas
• · Posibilidade de bolsas de aire

Ø P2: Por que unha válvula de control adoita ser máis pequena que a tubaxe principal?

A diferenza das tubaxes de succión, as válvulas de control non sempre se seleccionan co mesmo diámetro nominal que a tubaxe principal.

Por exemplo:

Hai varias razóns para esta práctica.

1. Custo máis baixo

Unha válvula máis pequena xeralmente custa menos que unha válvula co mesmo diámetro que a tubaxe principal.

2. Mellor rango de control

Unha válvula de control regula o fluxo modificando a súa abertura.

Se a válvula ten un tamaño excesivo, pode funcionar cunha abertura moi pequena en condicións normais. Isto pode reducir o seu rango de control efectivo e dificultar un control preciso do fluxo.

Unha válvula máis pequena de tamaño axeitado pode funcionar dentro dun rango de apertura máis axeitado.

3. A contrapartida é unha maior perda de presión

Unha válvula máis pequena aumenta a velocidade do fluxo e, polo tanto, aumenta a caída de presión.

Entón o principio non é:

A válvula debe seleccionarse axeitadamente en función de:

• · Caudal
• · Presión diferencial
• · CV/KV
• · Rango de control requirido
• · Caída de presión admisible

Ø P3: A entrada de succión dunha bomba centrífuga necesita sempre presión positiva?

Non.

Unha idea errónea común é que a presión de succión dunha bomba centrífuga debe estar sempre por riba da presión atmosférica.

En realidade, moitas bombas poden funcionar co nivel do líquido por debaixo da liña central da bomba, o que permite que a bomba eleve o líquido desde abaixo.

Non obstante, a cuestión clave non é simplemente se a bomba pode «elevar» o líquido.

O sistema real debe cumprir a condición de NPSH requirida:

A medida que a altura de succión aumenta, a presión na entrada da bomba diminúe e as perdas na liña de succión fanse máis significativas.

Polo tanto, canto maior sexa a altura de succión, con máis coidado se debe comprobar o sistema para detectar risco de cavitación.

Ø P4: É necesaria unha válvula de retención no lado de descarga da bomba?

En moitos sistemas de bombeo,Unha válvula de retención de descarga é unha parte importante do deseño do sistema.

Principalmente ofrece tres beneficios.

1. Impide o fluxo inverso

Cando a bomba para, as diferenzas de presión no sistema poden provocar que o líquido flúa de volta cara á bomba.

A válvula de retención impide este fluxo inverso.

2. Impide a rotación inversa

O fluxo inverso pode facer que o impulsor da bomba xire cara atrás.

Dependendo da disposición da bomba e do controlador, isto pode causar problemas con:

• · Selos mecánicos
• · Rodamentos
• · Acoplamentos
• · Motor ou outro equipo de accionamento

3. Axuda a manter unha canle chea

Nalgúns sistemas, manter líquido na liña de descarga é importante para un reinicio e un funcionamento fiables do sistema.

Non obstante, o tipo de válvula, a posición de instalación e as características de peche deben seleccionarse segundo o sistema real.

Para sistemas sensibles ao golpe de ariete, medidas adicionais comoválvulas de retención sen peche, válvulas de retención de peche lento, válvulas de aire ou dispositivos de protección contra sobretensiónspode ser necesario.

Ø P5: Cal é a disposición ideal de tubaxes para un sistema de bomba centrífuga?

A inestabilidade da bomba ás veces non é causada pola bomba en si, senón por unha mala disposición das tubaxes.

Un problema común é:

Idealmente

En certos sistemas de bombeo, a tubaxe de descarga debe ascender continuamente cara ao tanque receptor ou ao destino do sistema.

Isto permite que o aire que entra no sistema se mova cara ao punto máis alto e finalmente escape.

Un arranxo ideal simplificado é:

Que ocorre nos proxectos reais?

En instalacións reais, as tubaxes adoitan incluír longas seccións horizontais.

Unha sección horizontal longa non é necesariamente un problema.

A clave está en evitar o innecesario:

• · Puntos álxidos
• · Puntos baixos
• · Pendentes inversas
• · Lugares onde se pode acumular aire

Se non se pode evitar un punto alto, farase unha intervención axeitadaválvula de liberación de aire / válvula de airepode ser necesario.

Que ocorre se se instala unha válvula de control preto do final da tubaxe?

A localización da válvula de control debe considerarse xunto co nivel do tanque, a presión augas abaixo, a caída de presión da válvula e o risco de cavitación.

O sistema debe manter unha presión suficiente na válvula e evitar condicións de funcionamento que poidan provocar cavitación.

O principio básico é:

Ø P6: Como podes comprobar o rendemento da bomba no campo?

Un dos métodos máis fiables é compararmedicións reais de campo coa curva de rendemento da bomba do fabricante.

As medidas típicas inclúen:

• · Caudal
• · Presión de succión
• · Presión de descarga
• · Velocidade da bomba
• · Diferenza de elevación entre os puntos de medición de presión e a liña central da bomba

Onde se deben instalar os manómetros?

Os manómetros deben instalarse o máis preto posible das boquillas de succión e descarga da bomba.

Tamén se debe rexistrar a diferenza de elevación entre os puntos de medición de presión e a liña central da bomba.

A cabeza da bomba non é simplemente:

O cálculo tamén debe ter en conta a diferenza de elevación e, se é o caso, os efectos da velocidade.

Como se pode medir o caudal?

Idealmente, use un dispositivo de medición de fluxo axeitado como:

• · Medidor de fluxo magnético
• · Medidor de caudal ultrasónico
• · Medidor de fluxo de turbina
• · Outros equipos de medición de fluxo axeitados

Se non se dispón dun medidor de fluxo, ás veces pódese estimar o fluxo medindo o tempo necesario para encher un tanque de volume coñecido.

Podemos comprobar só o cabezal de peche?

Si, para unha comprobación básica do rendemento.

O/Acabezal de pecheocorre a fluxo cero, polo que non se require medición do fluxo.

Comparar a altura de peche medida coa curva do fabricante pode axudar a identificar se:

• · A bomba funciona á velocidade correcta
• · O diámetro correcto do impulsor está instalado
• · O rendemento da bomba é xeralmente consistente coa curva esperada

Non obstante:

O funcionamento con fluxo cero pode causar sobrequecemento, recirculación interna, danos no selo mecánico e outros problemas.

E que pasa coa eficiencia da bomba?

A medición da eficiencia é máis complicada porque a potencia de entrada ao eixe da bomba debe determinarse con precisión.

Nas probas de campo, isto pode implicar medir a potencia de entrada do motor e ter en conta a eficiencia do motor e da transmisión, ou medir directamente o par e a velocidade do eixe.

Ø P7: Como afecta a viscosidade do líquido ao rendemento da bomba centrífuga?

A maioría das curvas de rendemento das bombas centrífugas baséanse en probas conauga limpa en condicións estándar.

Cando o líquido bombeado ten unha viscosidade significativamente maior que a da auga, o rendemento da bomba pode cambiar considerablemente.

Os efectos típicos inclúen:

• · Fluxo máis baixo
• · Parte inferior da cabeza
• · Menor eficiencia
• · Maior necesidade de potencia

Polo tanto:

Débense considerar a viscosidade, a densidade, a temperatura e o punto de funcionamento reais do líquido.

Para líquidos moi viscosos, a eficiencia dunha bomba centrífuga pode diminuír significativamente.

Dependendo da aplicación,bombas de desprazamento positivo, como as bombas de parafuso, as bombas de engrenaxes ou as bombas rotativas, poden proporcionar unha mellor solución.

Non existe un valor único de viscosidade que se poida usar como límite universal para cada bomba centrífuga. A idoneidade da bomba debe avaliarse en función da aplicación real e do deseño da bomba.

P8: Pode unha bomba funcionar en calquera lugar dentro do rango de caudal que se mostra na súa curva de rendemento?

Non necesariamente.

O feito de que apareza un punto na curva da bomba non significa que sexa un punto axeitado para o funcionamento continuo.

Unha bomba centrífuga debería funcionar normalmente o máis preto posible do seu:

Moitas aplicacións teñen como obxectivo un rango de funcionamento normal arredor de80%–120% do fluxo BEP, pero o rango de funcionamento real admisible debe basearse sempre na envolvente de funcionamento recomendada polo fabricante.

Por que se debe evitar o funcionamento prolongado a baixo caudal?

Cando o caudal está significativamente por debaixo do BEP, a bomba pode experimentar:

• · Recirculación interna
• · Aumento da temperatura
• · Aumento das cargas radiais
• · Vibración máis alta
• · Desgaste do selo mecánico
• · Aumento das cargas nos rolamentos

Se o funcionamento continuo de baixo caudal é inevitable, as posibles solucións inclúen:

Opción 1: Liña de derivación/recirculación de caudal mínimo

Unha parte do líquido devólvese continuamente á fonte de succión ou a outro lugar axeitado.

Opción 2: Accionamento de velocidade variable

Un variador de frecuencia pódese usar para reducir a velocidade da bomba e axustar mellor a saída da bomba á demanda real do sistema.

E que pasa co fluxo excesivo?

Operar demasiado á dereita da curva da bomba tamén pode crear problemas, incluíndo:

• · NPSHr máis alto
• · Marxe de NPSH reducida
• · Cavitación
• · Aumento da vibración
• · Sobrecarga do motor
• · Eficiencia reducida

Polo tanto:

O punto de funcionamento preferido adoita estar preto do punto de traballo de deseño e do BEP, pero permanecendo dentro do rango de funcionamento admisible do fabricante.