bomba centrífuga caliente

Cuando dicen “¿bomba centrífuga caliente?”, muchas personas inmediatamente imaginan una bomba que bombea algo caliente. En realidad, se trata de todo un complejo de problemas. El principal error es suponer que lo principal aquí es la clase de temperatura de los rodamientos o de las juntas. Por supuesto, esto es importante, pero la raíz está en otra parte: en las deformaciones térmicas de la carcasa y el rotor, y en cómo cambian las propiedades del medio bombeado cuando se calienta. Si no se tiene esto en cuenta en la etapa de diseño, incluso el más carobomba centrífuga calientefallará rápidamente debido a atascos o cavitación. En Zhejiang Yangzijiang Pumping Industry LLC, al desarrollar este tipo de unidades, siempre comenzamos con un análisis del proceso tecnológico real del cliente y no con una selección de un catálogo.

Características del diseño: ¿qué se esconde detrás de la palabra "caliente"?

No hay ninguna generalización aquí. ?¿Caliente? - puede ser 90°C para el condensado y 350°C para el refrigerante en el refinado de petróleo. El diseño será radicalmente diferente. Para temperaturas moderadas, digamos hasta 150 °C, se suelen utilizar bombas cantilever clásicas con unidades de rodamientos refrigeradas por agua. El material del cuerpo es hierro fundido, el rotor es acero. Pero en cuanto superamos los 200°C, entran en juego diferentes coeficientes de dilatación térmica de las piezas. El hierro fundido y el acero se expanden de manera diferente. Si los espacios en los sellos y la parte de flujo están diseñados para condiciones "frías". condición, al alcanzar la temperatura de funcionamiento, puede ocurrir contacto del rotor con la carcasa. Es por eso que, para entornos con temperaturas realmente altas, a menudo ofrecemos opciones de carcasa de acero al carbono o de aleación para adaptarse mejor a la expansión térmica de la carcasa y el eje.

Una historia especial es el sistema de sellado. El empaque con agua caliente es una batalla constante contra las fugas y los ajustes del empaque. Los sellos mecánicos (MTU) son una solución más moderna, pero también tienen sus propios matices. Los pares de fricción MTU deben diseñarse específicamente para funcionar a altas temperaturas. Las cerámicas de carbono estándar pueden no ser adecuadas. En nuestras líneas, por ejemplo, para bombear aceites calientes o disolventes utilizamos pares como carburo de silicio - carburo de silicio. Permanecen estables durante los choques térmicos, cuando la temperatura de entrada del medio puede fluctuar.

Y no debemos olvidarnos del sistema de refrigeración. Es necesario no sólo para los rodamientos. A menudo es necesario enfriar la cámara del sello mecánico para que los elementos auxiliares elastoméricos (juntas tóricas, manguitos) no pierdan su elasticidad. En una de las plantas químicas hubo una historia: una bomba a 280°C tenía fugas constantes después de un mes de funcionamiento. Resultó que el cliente ahorró dinero y apagó la línea de enfriamiento del sello, y decidió que como el medio ya estaba caliente, no era gran cosa. Como resultado, los anillos de caucho flúor simplemente se “sinterizaron” y perdieron su forma. Tuvimos que rehacer la unidad utilizando materiales más resistentes al calor y restaurar la refrigeración.

Parte hidráulica: por qué la cavitación es más insidiosa aquí

Con la cavitación en bombas de frío todo está más o menos claro: caída de presión, formación de burbujas y su colapso. bbomba centrífuga calienteel proceso está empeorando. La temperatura del medio afecta directamente la presión de vapor saturado. Cuanto más caliente esté el líquido, más fácil será que hierva, incluso con una pequeña caída de presión local en la tubería de succión o en la entrada del impulsor. Por tanto, el NPSHr (altura de aspiración requerida) para la misma bomba indicada para agua fría será completamente insuficiente para un medio caliente. De hecho, es necesario aumentar significativamente la presión de entrada o seleccionar una rueda con una geometría de entrada especial que reduzca el NPSHr.

Nos encontramos con esto cuando suministramos bombas para un sistema de recirculación de agua caliente en una gran planta de cogeneración. Sobre el papel, todo coincidía: la presión en el desaireador era suficiente, las tuberías estaban diseñadas. Pero en la práctica, en los picos de carga, cuando la temperatura del agua de reposición saltaba a 105°C, había un ruido constante en la succión, como si se hubiera vertido grava en el interior. Esto fue cavitación. La solución no fue reemplazar las bombas por otras más potentes, sino modificar la línea de succión: acortaron el recorrido, quitaron codos adicionales y reemplazaron la válvula por una válvula de bola de paso total. A veces, el problema no se resuelve reemplazando el equipo, sino analizando las tuberías.

Otro punto es la elección del impulsor. Para aplicaciones de alta temperatura y alta viscosidad (combustibles calentados, polímeros), es posible que un impulsor cerrado estándar no funcione de manera efectiva. A veces, una rueda abierta o semiabierta funciona mejor, ya que es menos propensa a coquizarse y se adapta mejor a medios gruesos. Pero aquí la eficiencia máxima ya cae: tenemos que buscar un compromiso entre confiabilidad y eficiencia.

Materiales: no sólo temperatura, sino también agresión.

A menudo, un ambiente cálido es también un ambiente químicamente activo. Lejía gastada, soluciones ácidas calientes, salmueras concentradas. Aquí la tarea se duplica: el material debe resistir tanto la temperatura como la corrosión. El acero inoxidable AISI 304 convencional puede no ser adecuado para entornos que contienen cloro a temperaturas superiores a 80 °C debido al riesgo de picaduras. Tenemos que pasarnos a AISI 316L o incluso aleaciones tipo Hastelloy.

Disponemos de una gama de bombas químicas de plástico fabricadas en PP o PVDF. A menudo se les solicita para ambientes cálidos y corrosivos. Pero existe un límite de temperatura claro, normalmente entre 90 y 100 °C para el PP y hasta 140 °C para el PVDF. El exceso provoca pérdida de resistencia mecánica y deflexión de la carcasa bajo carga. Hubo un caso en el que un cliente quería bombear ácido nítrico al 40 % a 110 °C con una bomba de polipropileno, alegando razones presupuestarias. Tuve que disuadirlo y ofrecerle una opción con acero inoxidable 904L con revestimiento de teflón. Ahorrar en material de bomba significa pagar muchas veces más por reparaciones posteriores y tiempo de inactividad.

Para medios puramente de alta temperatura pero no agresivos (agua caliente, aceite térmico), la fundición nodular (hierro DC) es una opción buena y relativamente económica. Es más fuerte que el hierro fundido gris normal y tiene mejor resistencia al choque térmico. Este es exactamente el tipo de material que utilizamos a menudo en carcasas de varias etapas.bombas centrífugaspara sistemas de calefacción y agua caliente que funcionan en un ciclo continuo durante años.

Pruebas y puesta en marcha: dónde residen los riesgos

El momento más crítico para una bomba de agua caliente es el arranque. Si de repente se aplica un medio caliente a una unidad fría, se puede obtener la misma deformación térmica que se mencionó al principio. La carcasa se calienta y se expande más rápido que el enorme rotor. Los espacios “desaparecen” y pueden producirse roces. La técnica correcta es el calentamiento gradual y suave. A veces incluso proporcionan una línea de derivación de bajo flujo para calentar todo el cuerpo de la bomba de manera uniforme antes de aplicar la carga completa.

En nuestro banco de pruebas en Zhejiang Yangzijiang Pumping Industry Co.,Ltd.bombas centrífugas calientesSe deben realizar dos tipos de pruebas: pruebas hidráulicas en frío (de caudal, presión, NPSHr) y en caliente, de estanqueidad y estabilidad de funcionamiento a temperatura nominal. Para esto último disponemos de un circuito con generador de vapor que permite calentar el agua hasta 180°C. Es importante comprobar no sólo los parámetros “en el punto”, sino también el comportamiento de la bomba cuando la temperatura cambia dentro del rango especificado por el cliente. ¿Cómo se comporta el sello de aceite o MTU al enfriarse después de parar? ¿Habrá alguna fuga? Es mejor identificar estos puntos en un stand que en las instalaciones del cliente.

Uno de los errores comunes que cometen los instaladores es la instalación y fijación incorrecta de las tuberías. En las líneas calientes se producen importantes aumentos de temperatura. Si las tuberías de succión y descarga de la bomba están fijadas rígidamente y no tienen compensadores, las tensiones resultantes pueden transferirse a la carcasa de la bomba y provocar su deformación. Este es un camino directo hacia la rotura de los rodamientos y la desalineación del eje. En el pasaporte siempre indicamos la necesidad de instalar juntas de dilatación de fuelle o bisagras, pero, lamentablemente, esto no siempre se hace.

Servicio y durabilidad: mantenimiento predecible

Recursobomba centrífuga calientedepende en gran medida del modo de funcionamiento. El modo cíclico (calefacción-refrigeración) es el más difícil. Los materiales se fatigan y los sellos pierden elasticidad. Para estas condiciones, recomendamos programar el MTU y el mantenimiento de los rodamientos con más frecuencia que para las bombas que funcionan continuamente a una temperatura estable. Un buen indicador del estado son las mediciones periódicas de vibraciones. Un aumento en la aceleración de la vibración en las unidades de rodamientos a menudo indica la aparición de desgaste debido a cambios en las holguras o deterioro de la lubricación.

La lubricación es un tema aparte. Para unidades de rodamientos de alta temperatura, el litol o la grasa comunes no son adecuados: simplemente se escurren o se carbonizan. Se requieren grasas para altas temperaturas basadas en espesantes complejos de calcio o litio, diseñadas para funcionar por encima de 150°C. O, como opción, un sistema de lubricación líquida refrigerada. A menudo utilizamos la segunda opción en nuestros diseños para aplicaciones críticas, aunque es más cara.

En última instancia, seleccionar y operar una bomba centrífuga caliente es siempre un acto de equilibrio. Equilibrio entre el coste del equipo y el coste de propiedad, entre una solución estándar y un diseño especial. Lo principal es no considerarla simplemente como una “bomba, sino para agua caliente”. Se trata de un dispositivo específico que requiere un enfoque integrado desde el diseño hasta el mantenimiento diario. Y es precisamente este enfoque, que combina las áreas de I+D, producción, pruebas y servicio, lo que intentamos implementar en Zhejiang Yangzijiang Pump Industry LLC para cada pedido, ya sea una bomba estándar para una sala de calderas o una unidad compleja para una línea de producción de una planta química.