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Jun 14, 2023

Considerações de custo ao selecionar soluções de vedação para bombas de alimentação de caldeiras

Cada aplicação de bomba, independentemente de quão comum seja o serviço, apresenta desafios únicos de solução de vedação. A solução de vedação para qualquer aplicação de bomba raramente tem uma solução universalmente aceita

Cada aplicação de bomba, independentemente de quão comum seja o serviço, apresenta desafios únicos de solução de vedação. A solução de vedação para qualquer aplicação de bomba raramente possui uma solução universalmente aceita e muito provavelmente possui múltiplas soluções que oferecem confiabilidade operacional semelhante. Diretrizes individuais de localização de fábricas, requisitos governamentais, preferências do operador ou recursos disponíveis da fábrica devem ser considerados ao decidir qual solução de vedação é mais adequada para uma aplicação.

A seleção de um selo mecânico para aplicações de bomba é ditada principalmente pelas condições de aplicação, normalmente definidas pelo projeto do equipamento, velocidade operacional, fluido do processo, pressão e temperatura do processo. Ao selecionar uma solução de vedação, os operadores também devem considerar os recursos disponíveis da planta, as questões de segurança, a confiabilidade do serviço e os custos operacionais do ciclo de vida para determinar a melhor solução para sua aplicação. As bombas de alimentação de caldeiras em usinas de geração de energia com combustíveis fósseis são um ótimo exemplo de aplicação para revisar o que acontece na seleção de uma solução de vedação.

As bombas de alimentação da caldeira movimentam água quente (100 C a 200 C/200 F a 400 F) a pressões moderadas (20 a 48 bar/300 a 700 libras por polegada quadrada [psi]). As condições do processo da aplicação permitem múltiplas soluções de vedação, onde cada solução pode oferecer anos de operação confiável. A pressão operacional da bomba no local do selo mecânico normalmente elimina a capacidade de usar selos mecânicos de fole metálico, e a temperatura do processo da água de alimentação da caldeira na câmara de vedação da bomba está próxima dos limites para elementos de vedação secundários de anel de vedação elastomérico usados ​​no empurrador ( energizados por mola) selos mecânicos.

Um selo mecânico de impulsor único é a solução de vedação típica para aplicações de bombas de alimentação de caldeiras, mas requer um sistema de suporte de vedação para alterar as condições na câmara de vedação da bomba e criar um ambiente mais hospitaleiro para o selo mecânico. Os sistemas de suporte de vedação, ou planos de tubulação para aplicações de bombas de alimentação de caldeiras, são projetados para reduzir a temperatura na câmara de vedação para garantir que os O-rings elastoméricos da vedação mecânica funcionem de maneira confiável e que o fluido do processo de água possa fornecer lubrificação adequada da face da vedação. Para reduzir a temperatura na câmara de vedação da bomba, um fluido externo frio é injetado na câmara de vedação ou o fluido do processo na câmara de vedação deve ser resfriado diretamente.

O resfriamento da câmara de vedação pela injeção de um fluido externo na câmara de vedação é descrito como um plano de tubulação Plano 32 do American Petroleum Institute (API). Para que uma descarga Plan 32 funcione corretamente, o fluido injetado deve ser compatível com o fluido do processo, estar a uma pressão superior à pressão do processo e deve estar a uma temperatura adequada para resfriamento. Além disso, é necessário um dispositivo de restrição, tipicamente uma bucha na garganta da câmara de vedação, para manter a contrapressão dentro da câmara de vedação e controlar o fluxo do fluido injetado para fora da câmara de vedação. Para garantir que não haja interrupção no resfriamento, a descarga do Plan 32 deve ser proveniente de uma fonte prontamente disponível, de preferência um processo limpo e posterior dentro da planta.

Outro método de resfriamento da câmara de vedação envolve direcionar um fluxo de fluido de processo do lado de alta pressão da bomba, normalmente da descarga da bomba, através de um resfriador de vedação (normalmente um trocador de calor tipo casco e tubo resfriado a água) antes de ser injetado. na câmara de vedação. Este sistema de suporte de vedação é conhecido como plano de tubulação API Plan 21 e utiliza o diferencial de pressão entre a descarga da bomba e a câmara de vedação para gerar fluxo através do plano de tubulação. Tal como o Plano 32, um Plano 21 utiliza um dispositivo de restrição na garganta da câmara de vedação para isolar a câmara de vedação do fluido de processo e para controlar a taxa de fluxo de descarga que sai da câmara de vedação. O resfriador de vedação Plan 21 requer um fluxo contínuo de fluido de resfriamento limpo para remover o calor do fluido do processo antes de injetá-lo na câmara de vedação.