Métodos para regulação de fluxo de bombas centrífugas de dutos

1. Estrangulamento de saída  

Para bombas de velocidade específica baixa e média, este é um método de regulação de fluxo comum e econômico, embora geralmente seja limitado a tais bombas. Fechar parcialmente qualquer tipo de válvula na tubulação de saída aumenta a altura manométrica do sistema, fazendo com que a curva de altura manométrica do sistema cruze a curva de altura manométrica da bomba da tubulação em uma vazão menor.  

O estrangulamento de saída muda o ponto de operação para uma região de menor eficiência e cria perda de potência na válvula borboleta. Isto pode ser significativo para grandes instalações de bombas, onde métodos de regulação com investimentos mais elevados podem revelar-se economicamente mais atrativos. A aceleração para uma posição fechada pode causar superaquecimento do fluido dentro da bomba; uma linha de desvio pode ser usada para manter o fluxo mínimo necessário, ou métodos alternativos de regulação podem ser empregados – isto é particularmente importante para bombas que lidam com água quente ou líquidos voláteis.  

2. Estrangulamento de sucção  

Se NPSH (altura manométrica líquida positiva) suficiente estiver disponível, o estrangulamento na tubulação de sucção pode economizar energia. Combustível para motores a jatobombas de gasodutomuitas vezes usam o estrangulamento de entrada porque o estrangulamento de saída pode causar superaquecimento ou vaporização do líquido. Em vazões muito baixas, os impulsores dessas bombas são apenas parcialmente preenchidos com líquido, de modo que a potência de entrada e o aumento da temperatura são aproximadamente 1/30 daqueles quando o impulsor está totalmente operacional durante o estrangulamento de saída.  

A vazão das bombas de condensado é geralmente controlada pela profundidade de submersão, o que equivale ao estrangulamento da entrada. Projetos especiais podem minimizar os danos por cavitação nessas bombas, embora sua eficiência energética se torne bastante baixa.  

3. Regulamento de desvio  

Todo ou parte do fluxo dobomba de gasodutoA linha de descarga pode ser desviada através de um tubo de derivação de volta à porta de sucção da bomba ou outro ponto apropriado. O bypass pode ser equipado com um ou mais orifícios de fluxo e válvulas de controle adequadas. Um desvio de medição é normalmente usado para reduzir o fluxo das bombas de alimentação da caldeira, principalmente para evitar superaquecimento. Se o desvio desviar o excesso de fluxo de uma bomba de hélice em vez de usar o estrangulamento de saída, poderão ser alcançadas economias de energia significativas.  

4. Regulação de velocidade  

Este método minimiza a potência necessária e elimina o superaquecimento durante a regulação do fluxo. Turbinas a vapor e motores de combustão interna podem facilmente adaptar-se à regulação de velocidade com poucos custos adicionais. Vários dispositivos mecânicos, magnéticos e hidráulicos de velocidade variável, bem como motores de velocidade variável CC e CA, podem ser usados ​​para ajuste de velocidade.  

Motores de velocidade variável costumam ser caros e só se justificam após estudos econômicos para casos específicos. A regulação das palhetas ajustáveis ​​foi estudada: para bombas com velocidade específica de 5700 (2.086), as palhetas-guia ajustáveis ​​instaladas antes do impulsor são eficazes. Essas palhetas podem gerar pré-rotação positiva, reduzindo a altura manométrica, o fluxo e a eficiência – embora seu efeito de ajuste seja relativamente menor para outras velocidades específicas.  

Na Europa, grandes bombas de armazenamento de energia para geração de energia utilizam com sucesso palhetas difusoras de saída ajustáveis. Bombas de hélice com pás de passo variável também foram desenvolvidas, alcançando uma ampla faixa de vazão com altura manométrica constante e perdas de eficiência relativamente pequenas. No entanto, estes métodos são excessivamente complexos e dispendiosos, limitando a sua aplicação prática.  

5. Injeção de ar  

A injeção de ar na porta de sucção da bomba é outro método de regulação de fluxo, que pode economizar energia em comparação com o estrangulamento de saída. No entanto, o ar no líquido transportado é geralmente indesejável e o ar excessivo corre o risco de perder a cabeça de escorva da bomba. Assim, este método raramente é utilizado na prática, exceto em casos específicos.