Bombas de alimentación de calderas, Diseño y características

Las calderas de Vapor  transforman el agua suministrada en estado liquido en vapor saturado o sobre calentado según el diseño. Este cambio de estado se logra mediante la transferencia de calor proveniente de la cámara de combustión.

Las calderas de vapor de agua tienen un sin fin de aplicaciones en el sector industrial, que van desde el ramo alimenticio, farmacéutico, papelero, petrolero hasta el sector energético en la generación de electricidad.

El agua suministrada proviene de un calderín y es incorporada a la caldera por la acción de una Bomba.


Caldera
Caldera Pirotubular Ergos

Características de una Bomba De alimentación para calderas.

  • Las calderas emplean bombas que proporcionan caudal a altas presiones, la misma debe ser capaz de vencer la presión de operación de la caldera, y la requerida para las pruebas hidrostáticas. Generalmente operan en el rango comprendido entre 150psi  y 600psi  para calderas de 100BHP a 1000BHP

  • Son bombas de diseño robusto, capaces de soportar temperaturas elevadas a presiones considerables. Pueden ser de  turbina regenerativa, un impulsor o multietapas  para calderas de mayor capacidad, Comúnmente se emplea bronce o acero inoxidable para la fabricación del impulsor. El cuerpo de la bomba puede ser fundición o acero inoxidable. Manejan bajos valores de NPSH.

  • El elemento sellante, bien sea sello mecánico o empaquetadura debe ser compatible con la temperatura de operación de la caldera y los químicos empleados en el tratamiento del agua . La aplicación mas común incorporan sellos de Carbón-Sílice-EPDM.

Tipos de bombas utilizadas en calderas

Como ya comentamos en las características,  los principales tipos de bombas de agua empleadas en las calderas son del tipo Centrifugas ( Multietapas o monoetapas) y de turbina regenerativa.

Calculo del consumo de agua de una caldera y selección de la bomba.

La capacidad de la Bomba depende de la presión de operación de la caldera y su capacidad de evaporación. Así como el método de control de alimentación de agua, en este caso se asumirá un control de: Encendido apagado con velocidad de la bomba constante, En otros casos hay que estimar un caudal adicional de derivación.

Vamos a tomar como ejemplo una caldera de  200BHP. operando  a 100 PSI.

capacidad de evaporación =  0,069GPM*BHP
capacidad de evaporación =  0,069*200 = 13.8GPM

Una vez calculado este dato podemos calcular el caudal de agua requerido mediante la siguiente ecuación.

Q = capacidad de evaporacion* Factor de encendido/ GE

donde factor de encendido

1,5 - 2 para bombas de turbina
1,1 - 1,15 para bombas centrifugas

otras consideraciones asumen:

2 para operación intermitente ( Encendido/apagado)

1,5  Para operación continua, (En este caso podría ser con velocidad variable o no)

GE Gravedad especifica del agua = 1 

Si seleccionamos una bomba centrifuga el caudal requerido sería:

Q = 13.8*1,15/1 = 15.87 GPM

La Bomba debe ser capaz de suministrar este caudal  y vencer la presión de operación de la caldera y las perdidas en tuberías y accesorios .

La presión de descarga puede estimarse entre (5- 25) psi por encima de la presión de operación. ( Para un valor mas exacto pueden emplearse los cálculos hidráulicos.) 

Hd = 100 psi + 25 psi = 125PSI = 87,89 m.c.a

Es importante destacar que además de la presión de trabajo de la Bomba, para la prueba hidrostática la misma debe tener la capacidad de  operar a 1.5 veces la presión de trabajo.

estos dos valores definen el punto de operación de la bomba, en la gráfica siguiente se muestran las curvas características de 3 modelos de Bombas que podrían cubrir los requerimientos calculados.




Para una mayor facilidad en la selección de la bomba, presentamos esta pequeña tabla con los consumos estimados de agua de la caldera según su capacidad, empleando bombas de turbina regenerativa.


calculo del consumo de agua de una caldera


Modelos comerciales 

En el mercado existe una infinidad de modelos y marcas  de bombas para calderas que permiten satisfacer toda la gama de prestaciones y capacidades de la misma , en muchas ocasiones  vienen asociadas a las características de la caldera, a continuación se muestran algunas series .
Bombas de alimentación de calderas, Diseño y características Bombas  de alimentación de calderas, Diseño y características Reviewed by Jesus on abril 18, 2019 Rating: 5

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