Bombas

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9.3.5   Bombas de alimentación

 

9.3.5.1    Misión, generalidades y características

La misión de la bomba de alimentación consiste en introducir en la caldera el condensado aspirado del desgasificados Para realizar esta misión tendrá que vencer una serie de resistencias, la suma total de éstas tendrá que ser igual o inferior a la presión de descarga de la bomba. Estas resistencias son:

  • Diferencia de presión entre la existente en el Interior de la caldera y la que existe en la aspiración de la bomba, presión necesaria debido a la temperatura del agua y al peligro de cavitación.
  • Diferencia estática de altura entre la entrada a la caldera y la descarga de la bomba.
  • Pérdidas de carga por fricción en la tubería de alta presión y válvulas.
  • Pérdidas de carga en precalentadores de alta presión y economizador de la caldera.
  • Pérdidas de carga en el regulador de alimentación de la caldera.

La más Importante es la primera como es lógico, las pérdidas por fricción en tuberías se calcularán teniendo en cuenta la viscosidad del agua callente, las pérdidas de carga en los intercambiadores de calor y en el economizador varían aproximadamente con el cuadrado de la variación del caudal de la bomba, en general, las pérdidas en los precalentadores varían entre 3 y 6 metros. Las pérdidas en el regulador de alimentación dependen del tipo utilizado y pueden superar los 3,5 bar.

El Incremento de presión que ha de dar la bomba sobre la presión de trabajo de la caldera puede estimarse en un 40% aproximadamente, luego la presión a desarrollar por la bomba de alimentación es muy grande y se requieren bombas multietapa, teniendo que recurrir además a velocidades de rotación elevadas, unas 3000 rpm.(figura 9-6).

Desde un punto de vista hidráulico hubiera sido conveniente utilizar un alto número de etapas con pequeñas diferencias de presión entre ellas, pero este sistema nos lleva a mayores tensiones y flexiones en el árbol, así como a otras desventajas, por tanto, en la actualidad, y aún sacrificando ligeramente el rendimiento, se utiliza un número bajo de etapas, no superior a ocho.



La capacidad de la bomba de alimentación debe ser suficiente como para suministrar a la caldera el agua necesaria para mantener su máxima capacidad. En realidad, la potencia desarrollada por las turbinas determina la capacidad de la caldera y ésta, a su vez, la de la bomba.

Si por algún motivo cierra la válvula de alimentación de calderas, al ser el caudal nulo o muy reducido, la potencia absorbida por la bomba, y que no realiza un trabajo útil, se transforma en calor, este calentamiento rápido del agua puede llegar a vaporizarla con los consiguientes inconvenientes, para eliminar el peligro se instala una tubería de cortocircuito que hace que la bomba recircule el agua hacia el desgasificador, el control es automático y puede ser comandado por el regulador de alimentación de la caldera, por la presión existente en la descarga de la bomba o por un medidor volumétrico situado en la descarga de la bomba.

9.3.5.2    Tipos y accionamientos

Las bombas de alimentación utilizadas en las plantas propulsoras de turbinas de vapor son de alta presión y caudal medio, siendo el montaje horizontal.

El tipo más utilizado es el centrífugo de volutas y/o de difusores según sean los Impulsores, las bombas están accionadas por turbina de vapor, la cual suele ser de contrapresión, enviándose el vapor de exhaustación al desgasificador. También pueden encontrarse bombas de alimentación de émbolo, accionadas por máquina alternativa de vapor, pero sólo se utilizan como bombas de reserva. En algunos buques la bomba de alimentación va conducida por el eje del piñón de la turbina de AP (en navegación).

La presión necesaria para alimentar la caldera disminuye con cargas bajas, es decir, con la disminución del caudal de la bomba, por lo que la diferencia entre la presión desarrollada por la bomba y la requerida realmente, aumenta, siendo además de no utilización, esto nos conduce a la conveniencia de regular la velocidad de la bomba de modo que en cada situación la curva característica de la misma esté de acuerdo con las necesidades, esta regulación de la velocidad de la bomba se logra mediante un regulador de velocidad variable y presión constante con el que van dotadas las turbobombas, de este modo la turbina auxiliar funciona a la velocidad requerida por la bomba, reduciéndose además el consumo de vapor.

Para la caja de la bomba se utiliza fundición o acero, según consideraciones mecánicas y, sobre todo, por exigencias impuestas por la presión a la que ha de estar sometida. Los rodetes suelen fabricarse de acero inoxidable; los difusores de fundición inoxidable; el árbol y los casquillos de protección en el prensaestopas, así como los discos de equilibrado son de acero nitrurado.