O projeto/layout inadequado da tubulação pode levar a problemas como instabilidade hidráulica e cavitação no sistema da bomba. Para evitar a cavitação, o foco deve ser colocado no projeto da tubulação de sucção e do sistema de sucção. Cavitação, recirculação interna e entrada de ar podem levar a altos níveis de ruído e vibração, o que pode danificar vedações e mancais.

Linha de circulação da bomba

Quando um bomba de caixa bipartida horizontal devem operar em diferentes pontos de operação, uma linha de circulação pode ser necessária para retornar parte do líquido bombeado para o lado de sucção da bomba. Isso permite que a bomba continue a operar de forma eficiente e confiável no BEP. Retornar parte do líquido desperdiça alguma energia, mas para bombas pequenas, a energia desperdiçada pode ser insignificante.

O líquido circulante deve ser enviado de volta para a fonte de sucção, não para a linha de sucção ou tubo de entrada da bomba. Se ele for devolvido para a linha de sucção, causará turbulência na sucção da bomba, causando problemas operacionais ou até mesmo danos. O líquido retornado deve fluir de volta para o outro lado da fonte de sucção, não para o ponto de sucção da bomba. Normalmente, arranjos de defletores apropriados ou outros projetos semelhantes podem garantir que o líquido de retorno não cause turbulência na fonte de sucção.

Operação Paralela

Quando um único grande bomba de caixa bipartida horizontal não é viável ou para certas aplicações de alto fluxo, muitas vezes são necessárias várias bombas menores para operar em paralelo. Por exemplo, alguns fabricantes de bombas podem não ser capazes de fornecer uma bomba grande o suficiente para um pacote de bombas de grande fluxo. Alguns serviços exigem uma ampla gama de fluxos operacionais onde uma única bomba não pode funcionar economicamente. Para esses serviços com classificação mais alta, ciclar ou operar bombas longe de seu BEP cria desperdício de energia significativo e problemas de confiabilidade.

Quando as bombas são operadas em paralelo, cada bomba produz menos fluxo do que se estivesse operando sozinha. Quando duas bombas idênticas são operadas em paralelo, o fluxo total é menor que o dobro do fluxo de cada bomba. A operação paralela é frequentemente usada como uma última solução, apesar dos requisitos especiais de aplicação. Por exemplo, em muitos casos, duas bombas operando em paralelo são melhores do que três ou mais bombas operando em paralelo, se possível.

A operação paralela de bombas pode ser uma operação perigosa e instável. Bombas operando em paralelo exigem dimensionamento, operação e monitoramento cuidadosos. As curvas (desempenho) de cada bomba precisam ser semelhantes - dentro de 2 a 3%. As curvas combinadas da bomba devem permanecer relativamente planas (para bombas operando em paralelo, a API 610 exige um aumento de altura de pelo menos 10% da altura no fluxo nominal para o ponto morto).

Divisão Horizontal Bomba de caixa Canalização

Um projeto de tubulação inadequado pode facilmente levar à vibração excessiva da bomba, problemas de rolamento, problemas de vedação, falha prematura de componentes da bomba ou falha catastrófica.

A tubulação de sucção é particularmente importante porque o líquido deve ter as condições operacionais corretas, como pressão e temperatura, quando atinge o furo de sucção do impulsor da bomba. O fluxo suave e uniforme reduz o risco de cavitação e permite que a bomba opere de forma confiável.

Os diâmetros de canos e canais têm um impacto significativo na altura manométrica. Como uma estimativa aproximada, a perda de pressão devido ao atrito é inversamente proporcional à quinta potência do diâmetro do cano.

Por exemplo, um aumento de 10% no diâmetro do tubo pode reduzir a perda de carga em cerca de 40%. Da mesma forma, um aumento de 20% no diâmetro do tubo pode reduzir a perda de carga em 60%.

Em outras palavras, a perda de carga por atrito será menor que 40% da perda de carga do diâmetro original. A importância da carga de sucção positiva líquida (NPSH) em aplicações de bombeamento torna o projeto da tubulação de sucção da bomba um fator importante.

A tubulação de sucção deve ser tão simples e reta quanto possível, e o comprimento total deve ser minimizado. Bombas centrífugas devem tipicamente ter um comprimento de percurso reto de 6 a 11 vezes o diâmetro da tubulação de sucção para evitar turbulência.

Filtros de sucção temporários geralmente são necessários, mas filtros de sucção permanentes geralmente não são recomendados.

Reduzindo NPSHR

Em vez de aumentar o NPSH unitário (NPSHA), engenheiros de tubulação e processo às vezes tentam reduzir o NPSH (NPSHR) necessário. Como o NPSHR é uma função do projeto da bomba e da velocidade da bomba, reduzir o NPSHR é um processo difícil e custoso com opções limitadas.

O orifício de sucção do impulsor e o tamanho geral da bomba de caixa bipartida horizontal são considerações importantes no projeto e seleção da bomba. Bombas com orifícios de sucção do impulsor maiores podem fornecer NPSHR mais baixo.

No entanto, orifícios de sucção maiores do impulsor podem causar alguns problemas operacionais e de dinâmica de fluidos, como problemas de recirculação. Bombas com velocidades mais baixas geralmente têm NPSH requerido menor; bombas com velocidades mais altas têm NPSH requerido maior.

Bombas com impulsores de orifício de sucção grande especialmente projetados podem causar problemas de alta recirculação, o que reduz a eficiência e a confiabilidade. Algumas bombas de NPSHR baixo são projetadas para operar em velocidades tão baixas que a eficiência geral não é econômica para a aplicação. Essas bombas de baixa velocidade também têm baixa confiabilidade.

Grandes bombas de alta pressão estão sujeitas a restrições práticas do local, como localização da bomba e layout do vaso/tanque de sucção, o que impede o usuário final de encontrar uma bomba com o NPSHR que atenda às restrições.

Em muitos projetos de reforma/remodelação, o layout do local não pode ser alterado, mas uma grande bomba de alta pressão ainda é necessária no local. Neste caso, uma bomba de reforço deve ser usada.

Uma bomba de reforço é uma bomba de baixa velocidade com um NPSHR menor. A bomba de reforço deve ter a mesma vazão que a bomba principal. A bomba de reforço é geralmente instalada a montante da bomba principal.

Identificando a causa da vibração

Baixas taxas de fluxo (geralmente menos de 50% do fluxo BEP) podem causar vários problemas de dinâmica de fluidos, incluindo ruído e vibração de cavitação, recirculação interna e entrada de ar. Algumas bombas de caixa bipartida são capazes de resistir à instabilidade da recirculação de sucção em taxas de fluxo muito baixas (às vezes tão baixas quanto 35% do fluxo BEP).

Para outras bombas, a recirculação de sucção pode ocorrer em cerca de 75% do fluxo BEP. A recirculação de sucção pode causar alguns danos e corrosão, geralmente ocorrendo na metade das lâminas do impulsor da bomba.

A recirculação de saída é uma instabilidade hidrodinâmica que também pode ocorrer em fluxos baixos. Essa recirculação pode ser causada por folgas inadequadas no lado de saída do impulsor ou da cobertura do impulsor. Isso também pode levar a corrosão por pites e outros danos.

Bolhas de vapor no fluxo de líquido podem causar instabilidades e vibrações. A cavitação geralmente danifica a porta de sucção do impulsor. O ruído e a vibração causados ​​pela cavitação podem imitar outras falhas, mas a inspeção da localização de corrosão e danos no impulsor da bomba geralmente pode revelar a causa raiz.

O arraste de gás é comum ao bombear líquidos próximos ao ponto de ebulição ou quando tubulações de sucção complexas causam turbulência.