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Jun 29, 2023

Pasos para hacer que las bombas de alimentación de su caldera sean más eficientes

Las bombas de agua de alimentación son el corazón de cualquier sistema de caldera y, así como el corazón humano suministra sangre a todo el cuerpo, estas bombas suministran agua de alimentación a la caldera. Cualquier oportunidad para mejorar la

Las bombas de agua de alimentación son el corazón de cualquier sistema de caldera y, así como el corazón humano suministra sangre a todo el cuerpo, estas bombas suministran agua de alimentación a la caldera. Se debe aprovechar cualquier oportunidad para mejorar la eficiencia de las bombas de agua de alimentación para garantizar un sistema de caldera saludable y duradero.

Una vez que las bombas están instaladas dentro de un sistema, hay algunas cosas que se pueden hacer para aumentar la eficiencia. Durante la fase de ingeniería y adquisición es cuando existe la mayor oportunidad de mejorar la eficiencia dentro del sistema de agua de alimentación de una caldera. Dimensionar la bomba correctamente, planificar cómo protegerlas contra condiciones de bajo flujo y discutir cómo funcionarán las bombas con el ingeniero de aplicaciones de bombas es un excelente lugar para comenzar.

A menudo, a la persona encargada de dimensionar una bomba de alimentación de caldera se le proporciona el flujo, la altura requerida, la altura neta de succión positiva disponible (NPSHa) y la temperatura del fluido. Si bien esta información es vital, una conversación sobre las condiciones normales de funcionamiento en comparación con las condiciones nominales y los detalles de la aplicación puede ser invaluable. Si las bombas deben tener una capacidad nominal de 400 galones por minuto (gpm) para la demanda máxima, pero el punto de funcionamiento normal es de sólo 300 gpm, esto puede cambiar la selección de la bomba. Brindar al ingeniero de aplicaciones (AE) tanta información como sea posible desde el principio le permite seleccionar una bomba que funcionará de manera eficiente en funcionamiento normal y en demanda máxima. Esta conversación dará como resultado una bomba del tamaño correcto que dará como resultado una vida útil más larga de la bomba, ahorros de energía y un tiempo promedio más prolongado entre fallas.

La imagen 1 muestra posibles selecciones basadas únicamente en la condición nominal de 400 gpm. Cuando se le proporciona solo esta información, un ingeniero de aplicaciones de bombas puede seleccionar la bomba Tamaño D 6x3x8. La Imagen 2 muestra que se trazan dos puntos de operación, la condición nominal de 400 gpm y la condición de operación normal de 300 gpm. Esta información muestra que uno estaría operando más lejos del punto de mejor eficiencia (BEP) y de regreso en la curva con la bomba de tamaño D, mientras que la bomba de tamaño C operaría en un excelente lugar. Esta información aparentemente pequeña cambia por completo la selección de la bomba y salva a los usuarios de una mala selección.

Otra forma de aumentar la eficiencia de una bomba de alimentación de caldera es planificar cómo se manejará el flujo mínimo. Una forma segura de acortar la vida útil de las bombas de alimentación de calderas es hacerlas funcionar por debajo del flujo mínimo publicado por el fabricante o del flujo mínimo continuo estable (MCSF). Cuando una bomba centrífuga funciona por debajo del flujo recomendado, puede sufrir sobrecalentamiento, cavitación y dañarse permanentemente si funciona en seco. Hay muchas maneras de evitar esto y proteger la bomba.

La forma más común es dimensionar un orificio y una línea de recirculación para el flujo mínimo y recircular continuamente el flujo mínimo de regreso al desaireador. Esta es probablemente la forma más sencilla de garantizar que la bomba nunca funcione por debajo de su flujo mínimo, pero esto conlleva costos asociados.

Primero, se debe agregar el flujo adicional a los cálculos de tamaño. Si la caldera requiere 100 gpm y el flujo mínimo para la selección es 35 gpm, la bomba debe dimensionarse para 135 gpm.

Este pequeño aumento puede llevar a seleccionar una bomba más grande, más etapas en una bomba multietapa e incluso un aumento en el NPSH requerido (NPSHr). Esta bomba más grande significa un mayor costo inicial.

En segundo lugar, existe un costo de energía asociado con el bombeo continuo de 35 gpm adicionales. El costo de energía por hora para bombear agua se puede calcular como se muestra en la Ecuación 1.

Otra forma de manejar el flujo mínimo es mediante el uso de una válvula de recirculación automática (ARC). El objetivo principal de una válvula ARC es garantizar que siempre se garantice un flujo mínimo a través de la bomba de agua de alimentación de la caldera. Las válvulas ARC tienen un tamaño específico para la bomba con la que se combinan. A medida que el flujo disminuye, la presión aumenta. La válvula está dimensionada para que un bypass accionado por resorte se abra a medida que aumenta la presión. Esto permite que el flujo mínimo se desvíe solo cuando la presión es lo suficientemente alta como para abrir la válvula. Las válvulas ARC pueden suponer un gasto adicional al principio, pero se amortizan con un ahorro de energía con bastante rapidez.

Algunos usuarios adoptarán los principios utilizados para una válvula ARC pero utilizarán válvulas moduladoras con un transductor de presión dedicado para realizar la misma función. Cuando un transductor de presión lee que la bomba está produciendo menos flujo/más presión, activa una válvula moduladora para que se abra y permita que un flujo mínimo recircule de regreso al desaireador.

Otra opción sería utilizar variadores de frecuencia (VFD) para ralentizar la bomba, ya que se requiere menos demanda para la caldera. Las bombas requieren menos flujo a velocidad reducida y los VFD con cierta programación pueden proteger la bomba y al mismo tiempo ofrecer ahorros de energía.

Si se planea utilizar un VFD, esta información debe compartirse con quien esté dimensionando la bomba. Si el ingeniero de aplicaciones sabe que se utilizarán VFD, esto a veces puede permitirle usar impulsores de diámetro completo en lugar de impulsores recortados. Una bomba con un VFD se puede desacelerar para cumplir con un punto de condición en lugar de recortar los impulsores. Seguir con impulsores de diámetro completo permite que la bomba sea un poco más eficiente, ya que no habrá tanto espacio para la recirculación interna en cada etapa.

Una vez que se haya decidido cómo se manejará el flujo mínimo y cómo funcionará la bomba (velocidad fija frente a VFD; flujo nominal frente a flujo de funcionamiento normal), se puede hacer una selección. Una buena selección para una bomba de alimentación de caldera debería tener su punto de funcionamiento normal lo más cercano posible al BEP y un buen margen entre NPSHa y NPSHr.

Es fácil apresurarse en el proceso de solicitud de cotización, especialmente en situaciones de emergencia, pero tomarse unos minutos para comunicarse con un profesional sobre el tamaño y el funcionamiento de la siguiente bomba de alimentación de caldera puede evitar dolores de cabeza a los técnicos y ahorrar dinero a la empresa.

Derek King es gerente de ventas regional y ex ingeniero de aplicaciones de Carver Pump Company. Cubre la región del Medio Oeste y se especializa en bombas de agua de alimentación de calderas. Puede comunicarse con él en [email protected]. Para obtener más información, visite www.carverpump.com.