09 marzo 2011

Adaptando las capacidades de una bomba a la demanda del proceso (1ª PARTE)




Continuamos hablando de las estrategias a tener en cuenta para reducir el consumo energético en bombas centrífugas y en esta ocasión nos centramos en la adaptación de las capacidades de la bomba a las capacidades del proceso.

Como hemos visto en otros artículos el diseño los motores y bombas no suelen estar en la mayoría de las ocasiones bien adaptados a la carga con la que trabajan. Eso origina un consumo energético bastante superior al previsto. Veamos cómo podemos solucionar el problema.
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La capacidad de una bomba centrífuga puede recularse ya sea por:
  • Velocidad constante, o
  • velocidad variable.
Capacidad de regulación por velocidad variable




La regulación de la velocidad es eficiente ya que la energía a la bomba se reduce con el incremento de la velocidad.

La velocidad de la bomba puede variar con:
  • Variadores hidrostáticos/hidráulicos - acoplamiento hidráulico entre eje de entrada y salida - el ratio de velocidad de 5 a 1 se controla ajustando el volumen de aceite en el acoplamiento.
  • Variadores mecánicos - variador de roldana y correa.
  • Embrague/transmisión de corrientes de Foucault - par de carga de transferencia de acoplamiento magnético entre el eje de entrada y salida.
  • Variadores de velocidad variable - inversores - variadores AC - variadores de frecuencia ajustable - operan mediante la variación de la frecuencia y el voltaje al motor eléctrico.
Los cambios en el consumo de energía, cambios en altura y volumen pueden ser estimados con las leyes de afinidad que veremos en la segunda parte de este artículo.

Regulación de capacidad por velocidad constante

La capacidad de una bomba puede variar con:
  • Estrangulamiento. El estrangulamiento puede llevarse a cabo abriendo y cerrando una válvula de descarga. El estrangulamiento es ineficiente en energía ya que la energía a la bomba no se reduce. La energía se derrocha incrementando la pérdida dinámica.
  • Caudal de derivación. La capacidad de descarga puede ser regulada llevando una parte del caudal de descarga al lado de succión de la bomba. El caudal de derivación es ineficiente ya que la energía a la bomba no se reduce.
  • Diámetro del impulsor cambiante. La reducción del diámetro de los impulsores es un cambio permanente
  • Modificación del impulsor. El caudal y la altura manométrica pueden modularse cambiando las hélices de las bombas. Se trata de un proceso complicado que se utiliza raramente.
Regulación de la bomba y consumo de energía

El consumo de energía de algunos de los métodos de regulación pueden verse en la siguiente figura:






Continúa en 2ª PARTE
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