Altas temperaturas e perigo de cavitação do rotor são o principal desafio para o bombeamento de condensado em sistemas de vapor.
Muitas vezes é necessário bombear o condensado gerado em trocadores de calor e outros consumidores amplamente distribuídos em uma planta, de volta ao receptor de condensado na casa da caldeira. Um desafio especial com condensado quente, que geralmente está próximo de 212 o F (100 o C) , é a cavitação da bomba e do impulsor da bomba.
As bombas centrífugas geram menor pressão atrás das rodas e o condensado quente evapora temporariamente e se expande na parte traseira das palhetas – antes de implodir e condensar. Com o tempo, isso corrói e destrói o impulsor da bomba.
Para evitar o problema, existem duas soluções alternativas:
- Adicione pressão ao lado de sucção da bomba
- Use uma bomba acionada por pressão em vez de uma bomba centrífuga
Adicione pressão ao lado de sucção da bomba
Se a pressão absoluta exceder a pressão de vapor na temperatura real do fluido que entra na bomba, a altura de sucção positiva líquida ( NPSH ) é positiva e é possível evitar a cavitação.
Um NPSH acima da especificação do fabricante é importante para evitar que a água comece a ferver atrás do impulsor. O NPSH pode ser expresso como:
NSPH = 144 / ρ(p a – p vp ) + h s – h f (1)
Onde
ρ = densidade da água na temperatura apropriada (lb/ft 3 )
p a = pressão absoluta no reservatório de condensado que alimenta a bomba de condensado. Esta é a mesma que a pressão atmosférica se o receptor for ventilado (psi)
p vp = pressão absoluta de evaporação do condensado na temperatura do líquido (psi)
h s = altura de sucção total em pés. Positivo para uma altura manométrica acima da bomba e negativo para uma elevação até a bomba.
h f = perda por atrito na tubulação de sucção
De acordo com (1) o NPSH pode ser aumentado por
- aumentando a diferença na pressão no receptor e na pressão do condensado, e/ou
- estender a diferença estática h s levantando o receptor ou abaixando a bomba e/ou
- aumentando as dimensões da tubulação para minimizar a perda por atrito h f no tubo de sucção
Se não for possível aumentar o tubo de sucção e baixar a bomba sob o reservatório, pode ser possível reduzir a pressão absoluta de evaporação no condensado P vp reduzindo a temperatura do condensado com um trocador de resfriamento no tubo de sucção.
Use uma bomba acionada por pressão
Uma bomba acionada por pressão usa vapor ou pressão de ar para empurrar o condensado do receptor de volta para a sala da caldeira. Em princípio, é uma construção mecânica intermitente simples que funciona em ciclo, onde um receptor na bomba é preenchido com condensado antes que o vapor ou o ar pressurizado empurre o condensado para fora e de volta para a sala da caldeira.
A energia externa não é necessária, pois o vapor disponível ou o ar pressurizado são usados como energia. Não há perigo de cavitação.
Outros líquidos como GLP
O bombeamento de outros líquidos em ebulição – como GLP ( -43 o C em pressão atmosférica normal) – oferece os mesmos desafios para fabricantes e usuários. O GLP é armazenado exatamente no seu ponto de ebulição (na pressão real do tanque) e qualquer aumento de temperatura, bem como qualquer diminuição de pressão, fará com que o produto ferva e forme vapor. Em muitas instalações, a cabeça de atrito de sucção é igual ou maior que a cabeça de sucção estática, tornando o NPSH disponível um valor negativo. A queda de pressão devido às restrições de vazão no sistema de tubulação de entrada, por exemplo, válvula de excesso de vazão, válvulas de controle, conexões, filtro, etc., induzirão a formação de vapor de GLP na porta de sucção das bombas.
Fonte: https://www.engineeringtoolbox.com/condensate-pumping-d_280.html
