Bombas de alimentação de água em caldeiras, segurança na escolha e adequação.

Antes mesmo do profissional habilitado se especializar em algum tipo de inspeção, ele precisa entender sobre a cadeia de processos do qual o equipamento que ele é responsável faz parte. Isso é tão importante quanto o próprio equipamento em si. São muitos detalhes que, se não observados, chegam a comprometer uma inspeção detalhada, e no caso dos sistemas de bombeamento de fluidos em caldeiras, em especial água,  não é diferente.

Desconsiderando a própria caldeira em si, as bombas  do sistema de transporte que levam água por todo o processo são os elementos mais importantes dentro de uma instalação à vapor. Há diversos tipos de bombas que podem ser usadas num projeto de caldeiras, as mais comuns no Brasil são as com inversor de frequência, esse tipo permite o funcionamento contínuo da caldeira, com uma taxa de velocidade variável. O inversor dispensa a necessidade da válvula proporcional, que regula o fluxo na bomba, e também não faz uso do by-pass.

As bombas on/off funcionam de maneira intermitente, sob taxa de velocidade fixa, então precisam de um acompanhamento e monitoramento mais de perto por parte do encarregado. O controle do nível na caldeira está diretamente ligado ao tipo de bomba utilizada, sendo que a válvula com inversor é muito recomendada porque consegue regular bem precisamente as variações nesse nível. Outros meios de controle de nível podem e devem ser usados, como garrafa de nível/eletrodos (meio mecânico-externo) e painéis de controle (meio eletrônico), até porque segurança não é brincadeira.

Toda a parte de regulagem de pressão nas caldeiras à vapor é feita com base no código ASME I. A seção PG-61 inclui explicações sobre como deve ser o dimensionamento correto do equipamento com base nas pressões, indo desde pressão de operação e pressão de trabalho admissível, até regulagem de abertura escalonada das válvulas de segurança e margem de calibração. O que o PH deve fazer é escolher a bomba ideal que atenda a todos os requisitos do ASME e da NR-13.

Para isso, existem meios de se realizar um estudo comparativo para escolha da bomba, e isso pode realmente ficar na mão engenheiro responsável, pois a norma permite, mas eu vou mostrar pra vocês o passo a passo que deve ser adotado pra garantir que nenhum detalhe fique pra trás. Deve-se primeiro: definir o método de controle de nível e a temperatura da água no condensado ou desaerador. Em seguida, se necessário, calcular a vazão da bomba final e adicionar a vazão do by-pass, se houver, assim já tem a vazão final.

Também é necessário encontrar as elevações de sucção e recalque, e suas respectivas perdas de carga, a altura dinâmica total, e com isso achar  o NPSH (carga líquida positiva de sucção, em tradução livre) disponível para realizar a seleção primária de bomba (com a ajuda das curvas tabeladas de potência). Por fim, verificar se o NPSH disponível (NPSHd) é maior que o NPSH requerido (NPSHr), e checar incompatibilidades térmicas e químicas, pra poder cravar a seleção final.

Uma bomba mal dimensionada pode literalmente destruir a caldeira. A pressão lá dentro e dentro das bombas pode alterar o estado físico da água numa dada temperatura conforme ela é transportada pela tubulação. Isso pode trazer consequências sérias como a cavitação, danificando, corroendo, fragilizando e até ocasionando a falha da bomba, tanto à curto quanto a longo prazo. Alterar a PMTA pode ser uma alternativa para adequação da caldeira quando há um problema em vista, porém essa alteração influencia em todos os parâmetros já listados, inclusive no dimensionamento dos equipamentos agregados, e isso deve ser levado em consideração especialmente nas bombas, pois a velocidade de fluxo nas tubulações e o NPSH mudam, alterando a perda e carga e podendo novamente ocasionar cavitação.