As bombas em série adicionam pressão no mesmo fluxo através de cada bomba. As bombas em paralelo adicionam seus fluxos individuais com uma pressão comum em todas as ramificações conectadas. Essas regras descrevem como construir uma curva de bomba combinada; elas não garantem que um sistema real entregue o dobro da pressão ou do fluxo no seu ponto de operação. O resultado real vem da interseção da característica da bomba combinada com a curva do sistema, juntamente com as condições de sucção, os controles, os limites de pressão e o intervalo de operação aprovado para cada bomba.
Defina o problema da carga antes de escolher uma solução
Comece declarando o que é inadequado: fluxo a uma pressão exigida, vazão a uma pressão exigida, flexibilidade operacional ou disponibilidade quando o equipamento estiver indisponível. Estas são exigências diferentes. A adição de uma segunda bomba pode não resolver o problema se a verdadeira restrição for uma tubulação obstruída, uma fonte de sucção inadequada, uma limitação de controle ou um funcionamento calculado incorretamente.
Registre os valores atuais de fluxo, sucção e descarga, temperatura do líquido, velocidade, posição das válvulas e nível do tanque. Compare essas medidas com a curva documentada da bomba instalada. Use Guia de cálculo de pontos de serviço para montar o requerimento do sistema. Distingui os valores medidos das estimativas e mantenha as suposições utilizadas para as perdas de atrito e a pressão estática.
Uma bomba de reserva pode ser instalada em uma disposição de tubulações paralelas sem funcionar normalmente ao mesmo tempo que a bomba de serviço. Portanto, a disposição de tubulações sozinha não estabelece a filosofia de operação. Anote se o objetivo é disponibilidade de serviço/bomba de reserva, capacidade escalonada ou operação combinada contínua antes de avaliar o desempenho.
Entenda a relação de série
Em um sistema de tubulações simples, a descarga de uma bomba abastece a outra. Sem ramificação intermediária, o mesmo fluxo entregue passa por ambas. Com um fluxo selecionado, leia a pressão gerada por cada bomba e acrescente essas pressões para construir a característica combinada. Repita com vários fluxos, em vez de adicionar apenas os dois valores de pressão nominal.
A bomba de jusgação recebe uma condição de entrada influenciada pela unidade de jusgação. Seu corpo, câmara de vedação, flanges e equipamentos conectados devem ser adequados às condições de pressão resultantes. Uma unidade aceitável como bomba independente pode não ser adequada como segunda bomba em um sistema de tubulações. Solicite a confirmação do fabricante antes de considerar a regra de adição hidráulica como aprovação para conectar duas máquinas disponíveis.
O funcionamento em série também exige atenção aos sistemas de partida, parada, falha e desvio. Considere o que acontece se uma bomba for parada, uma válvula de retardo fechar ou uma bomba de abastecimento ser acionada. Não assuma que todas as bombas paradas possam transportar com segurança o fluxo exigido ou funcionar com fluxo inverso. Estas são questões específicas da instalação para o fornecedor de equipamentos e o projetista do sistema.
Entenda a relação paralela
Em operação em paralelo, os ramais conectam sistemas comuns de sucção e descarga, de acordo com a disposição real. Para uma cabeça diferencial selecionada, obtenha o fluxo contribuído por cada bomba e acrescente esses fluxos. Construe a curva combinada ponto a ponto. Quando as perdas das ramificações forem diferentes, a cabeça disponível em cada bomba real também pode ser diferente, portanto, a suposição simplificada de cabeça comum precisa ser refinada.
Para bombas idênticas em condições equivalentes, as contribuições de fluxo podem ser semelhantes. Para bombas diferentes, uma delas pode contribuir mais do que a outra. Em algumas condições do sistema, uma bomba pode contribuir com pouco ou nenhum fluxo útil. É importante analisar as curvas completas, as perdas por derivação, as válvulas de retardo e os limites de operação, em vez de presumir que uma bomba maior e uma menor dividirão a carga proporcionalmente ao tamanho do motor.
O equipamento de bombagem e regulação de pressão para abastecimento de água É uma opção útil quando se solicita um sistema de fornecimento de múltiplas bombas concebido de acordo com as especificações. Solicite a sequência de operação proposta e o desempenho combinado, e não apenas o número de bombas montadas no quadro. A imagem do catálogo não estabelece a sequência de controle ou a carga útil do pacote específico do projeto.
Encontre o ponto de operação do novo sistema
A curva de sistema representa a pressão necessária para mover diferentes fluxos através da instalação. Um modelo comum simplificado do sistema de água combina uma componente estática com perdas de fricção dependentes do fluxo. A forma real depende do sistema e dos controles. Uma nova curva de bomba combinada intercepta essa exigência em um novo ponto de operação; ela não multiplica simplesmente as coordenadas originais de operação.
Para ilustração, duas bombas paralelas idênticas podem ter cada uma um determinado fluxo a uma determinada altura de bombeamento. A adição dos seus fluxos nessa altura constrói um ponto na curva combinada. No entanto, se o fluxo do sistema aumentado exigir uma altura de bombeamento maior, a interseção real pode ocorrer a uma altura mais elevada e com um fluxo combinado inferior ao que uma simples duplicação do fluxo de operação original sugeriria.
Da mesma forma, duas bombas de série podem aumentar a pressão disponível, mas o fluxo mais elevado através do mesmo sistema de tubulações resultante aumenta a fricção. Avalie a intersecção, em vez de prometer que a instalação produzirá o dobro da pressão anterior, nas mesmas condições operacionais constantes. Guia de leitura de curvas explica como manter as condições e os eixos da curva consistentes.
Compare os arranjos com base em evidências do projeto
| Pergunta | Arranjo de séries | Disposição paralela |
|---|---|---|
| Como é combinada a curva ideal? | Adicionar cabeças em um fluxo comum | Adicionar fluxos em uma cabeça comum |
| Quala verificação de aprovisionamento é especialmente importante? | Adequação da entrada e da pressão no limite do fluxo | Compartilhamento estável e alcance operacional de cada filial |
| O que muda no valor real do imposto? | Resistência do sistema e capacidade de captação total | Resistência do sistema e fluxo total disponível |
| Quais casos de controle precisam de revisão? | Ordem de início/parada e perda de uma etapa de bombeamento | Ações de faseamento da bomba, ação da válvula de retardo e funcionamento de uma bomba |
| O que não deve ser assumido? | Qualquer bomba pode aceitar a pressão de entrada aumentada | Duas bombas duplicarão o fluxo operacional instalado |
Esses são princípios de comparação, não uma especificação completa do projeto. O Departamento de Energia dos EUA Recursos dos sistemas de bombeamento Subratar a importância da avaliação a nível de sistema. Utilize a faixa de vazão exigida e as condições reais do sistema para escolher a configuração, em vez de partir de um número de bombas preferido.
Verifique as condições de sucção para cada combinação de funcionamento
Mais fluxo através de uma linha de sucção comum pode aumentar as suas perdas. Uma fonte que forneceu adequadamente uma única bomba pode não fornecer duas bombas paralelas com o novo fluxo total. Revise os níveis de fonte, a pressão de entrada, a temperatura do líquido, a tubagem compartilhada, os filtros e a geometria das ramificações. Compare o NPSH disponível com o requisito do fabricante e a margem aplicável para cada combinação pretendida.
O Instituto de Hidráulica explica a relação entre NPSH e regiões de operação. Uma obrigação combinada aparentemente atraente não é aceitável se uma máquina funcionar fora do seu intervalo de funcionamento homologado ou não apresentar condições de sucção adequadas. NPSH disponível versus guia necessário fornece uma lista de verificação prática das informações a serem coletadas.
Em um sistema de tubulações ferroviárias, a condição de sucção da bomba de alimentação permanece como um limite crítico. A pressão adicionada posteriormente não consegue corrigir a cavitação já existente na primeira bomba. Em sistemas de bombas paralelos, avalie tanto as perdas comuns quanto as perdas de ramificação. Evite reduzir a análise apenas com base em uma única leitura da pressão proveniente da fonte, obtida quando apenas uma unidade estava em funcionamento.
Avaliação da operação e dos estágios com uma bomba
Um conjunto paralelo deve ser avaliado com uma bomba funcionando e com as combinações combinadas pretendidas. Quando outra bomba parar de funcionar, a unidade restante desloca-se para um ponto diferente na sua própria curva. Verifique o caudal, a pressão, a potência e a condição de caudal mínimo resultantes. Uma bomba selecionada apenas para o caso de todas as bombas em funcionamento pode ser inadequada quando funciona sozinha.
Os controles de estagiamento necessitam de uma sequência intencional, locais de medição adequados e transições estáveis. Guia de configuração de serviço ativo/standby aborda questões de disponibilidade e transição. Para a escalonagem de capacidade, estabeleça como a demanda é detectada, qual unidade inicia a próxima operação e como o sistema evita ciclos excessivos ou compartilhamentos instáveis.
A velocidade variável pode melhorar a flexibilidade, mas não elimina a necessidade de verificações de curvas e limites de operação. Use curvas específicas para cada velocidade e verifique o intervalo permitido. Uma descrição do controle que diga “alternação automática” não explica por si só o que acontece durante um evento de alta demanda, uma falha no sensor ou uma falha em uma única bomba.
Solicite um pacote de desempenho combinado
Envie ao fornecedor o líquido, a faixa de pressão necessária, as condições de instalação, o layout da instalação, os níveis estáticos, as combinações de operação esperadas, o fornecimento elétrico e as restrições de pressão. Solicite curvas individuais e combinadas, a sequência proposta, os requisitos de potência, as restrições operacionais e um plano de ensaios de comissionamento. Identifique qual parte é responsável pela curva do sistema e pela avaliação de surtos.
Durante a instalação, registre todas as combinações operacionais acordadas em condições conhecidas. Confirme a contribuição de cada bomba quando a instrumentação permitir, e compare o resultado com o pacote aprovado. Investigue compartilhamentos inesperados, ruído, corrente ou pressão antes de aceitar a instalação. Mantenha as configurações finais de controle e as revisões de curvas nos documentos de operação para que alterações posteriores possam ser avaliadas de forma consistente.
Aprimoramento
A palestra do NPTEL, intitulada “Mod-01 Lec-15 Características de uma bomba centrífuga”, explica os fundamentos da performance da bomba necessários para combinar e interpretar curvas. Utilize-a juntamente com as curvas fornecidas pelo fabricante; ela não certifica uma determinada série de trens ou um pacote paralelo.
Perguntas frequentes
As duas bombas paralelas sempre dobram o fluxo?
Não. A curva combinada agrega os fluxos com uma mesma altura de água, mas o fluxo real instalado é determinado pela curva do sistema e pelas restrições operacionais. Um fluxo maior geralmente altera as perdas de atrito no sistema de tubulações conectado.
As bombas de duas séries sempre dobram a pressão de funcionamento?
Não como resultado universal de instalação. Os cabeçotes são adicionados de forma uniforme ao longo de um fluxo comum durante a construção da curva combinada. O fluxo de operação e a altura de cabeçote dependem do sistema completo e das condições permitidas.
É possível operar bombas de diferentes tamanhos em paralelo?
Possivelmente, mas apenas após a curva de ajuste, compartilhamento, controle e avaliação do alcance de operação. Uma bomba menor pode contribuir pouco na pressão estabelecida por uma bomba maior, e não se pode presumir um funcionamento estável.
Uma bomba de reserva é a mesma que uma bomba de capacidade?
Não. A operação de espera proporciona disponibilidade quando outra unidade não estiver disponível. A operação de capacidade utiliza intencionalmente várias bombas para atender à demanda. Um pacote pode cumprir ambas as funções, mas sua sequência aprovada deve explicar como isso se efetiva.
Qual é o documento mais útil para solicitar?
Solicite um pacote combinado de desempenho e controle vinculado à faixa de operação real do sistema. Ele deve incluir as curvas individuais, as combinações pretendidas, os limites de pressão e de sucção, além das verificações de aceitação para a entrada em operação.