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Jun 22, 2023

Consideraciones para la selección de la bomba de vacío

Vacío suele ser el término utilizado cuando la presión medida está por debajo de la presión atmosférica. La presión atmosférica varía: desde la presión medida en Denver, Colorado, que promedia 843 milibares (mbar), hasta

Vacío suele ser el término utilizado cuando la presión medida está por debajo de la presión atmosférica. La presión atmosférica varía: desde la presión medida en Denver, Colorado, que tiene un promedio de 843 milibares (mbar), hasta el nivel del mar en Houston, Texas, donde el promedio es de 1.013 mbar.

En los campos industrial, químico y médico, el vacío suele implicar una cámara sellada, tuberías y una bomba de vacío. El trabajo de la bomba de vacío es eliminar moléculas de la cámara.

Las fugas en un sistema de vacío también son un desafío. Una bomba de vacío puede estar funcionando correctamente, pero si el aire se filtra hacia un sistema más rápido de lo que la bomba de vacío puede bombear el aire, es probable que se culpe a la bomba de vacío. Las fugas en un sistema de vacío pueden ser difíciles de encontrar. Por ejemplo, es posible que se haya dejado fuera una junta o una junta tórica durante el montaje de las tuberías del sistema.

Las fugas se vuelven un desafío mayor dependiendo del rango de vacío. Cuanto más profundo sea el nivel de vacío, más puede afectar una fuga a un proceso.

Hay muchos tipos diferentes de bombas de vacío. Elegir el adecuado para la aplicación suele ser fundamental para el éxito a largo plazo de la instalación. Cada tipo tiene pros y contras.

Independientemente de la fuente de calor, las centrales eléctricas de generación eléctrica utilizan grandes bombas de vacío en dos partes diferentes de su funcionamiento; sin embargo, no las llaman bombas de vacío. Las plantas de energía utilizan bombas extractoras para eliminar el aire del generador de turbina y del condensador de vapor antes de arrancar la planta desde un arranque en frío. Las plantas de energía también utilizan extractores de condensadores o bombas de retención para mantener los condensadores de vapor funcionando con la máxima eficiencia (bajo vacío).

La mayoría de las centrales eléctricas comerciales se construyeron entre 1950 y 1970, y algunas utilizaron chorros de vapor económicos para crear vacío. Muchos ahora necesitan actualizaciones para operar con la máxima eficiencia. Los chorros de vapor crean vacío en condiciones específicas utilizando un chorro de vapor de alta velocidad. Si una planta de energía arranca y se detiene con frecuencia, como es el caso de una planta de pico, varias soldaduras de tuberías, accesorios, etc., pueden desarrollar fugas y degradar la calidad del vacío que se puede lograr con chorros de vapor. Por lo general, una planta de generación de máxima demanda solo se pone en funcionamiento durante los momentos de máxima demanda de energía. El verdadero problema operativo es el mayor tiempo de inactividad de la bomba de la turbina y el condensador, lo que hace que se necesite más tiempo antes de que la planta de energía pueda volver a funcionar. En el caso de una planta de punta, esa diferencia horaria está directamente relacionada con la venta de la energía eléctrica generada.

Durante el funcionamiento normal del condensador de vapor, el vapor (gas) a alta presión se condensa en agua y la posterior disminución de la temperatura del agua del condensador crea vacíos en el condensador, lo que reduce su superficie de contacto y disminuye su eficiencia. El objetivo del extractor del condensador (bomba de vacío) es eliminar estos huecos, restableciendo la plena eficiencia del condensador de vapor.

Por lo general, el tamaño de las bombas de vacío se basa en los datos de las tablas de vapor publicadas por el Heat Exchanger Institute. Como se desconoce el volumen total del sistema, normalmente ya no se dispone de datos sobre el tamaño de los chorros de vapor originales. Si se conoce el volumen total, el cálculo del bombeo es sencillo.

Las grandes bombas de vacío de anillo líquido son otra opción en comparación con los chorros de vapor. El objetivo principal de estos extractores de condensadores o bombas de retención es reducir la presión de funcionamiento del condensador y mantener el condensador de vapor funcionando con la máxima eficiencia. Los restos de líquido que ingresan a la bomba de vacío desde el condensador generalmente se absorben sin mayores problemas. Las bombas de vacío de anillo líquido grandes son confiables y generalmente duran de cinco a siete años entre revisiones (cojinetes y juntas). Después de tres a cinco revisiones, es posible que sea necesario reemplazar piezas importantes para extender aún más la vida útil de las bombas de vacío.

Cuando una bomba de vacío y el proceso combinan bien, una unidad directamente intercambiable funcionará mejor cuando sea necesario un reemplazo.

La destilación al vacío se utiliza para separar dos líquidos que tienen presiones de vapor similares o cuando se calientan líquidos que podrían causar problemas de seguridad. Por ejemplo, la producción de etanol para su uso como aditivo de combustible se basa en la destilación al vacío para mejorar el rendimiento de etanol del proceso de fermentación.

La producción de etanol requiere una fuente de glucosa, que puede ser caña de azúcar, remolacha azucarera, melaza, maíz, trigo o cereales. El proceso de fermentación implica que la levadura convierta la glucosa en dióxido de carbono (CO2) y etanol. El gas CO2 se puede ventilar o capturar fácilmente, y el etanol a menudo se elimina de la suspensión de biomasa original mediante destilación al vacío.

La bomba de vacío es una parte esencial de un sistema. Si la bomba de vacío falla con demasiada frecuencia, con frecuencia se llama a expertos para diagnosticar la causa de las fallas y recomendar soluciones.

Si se instala una bomba de vacío de mayor capacidad volumétrica para acortar el tiempo total del proceso, una consecuencia no deseada puede ser que un mayor volumen de líquido pase por el condensador del sistema. El tamaño del condensador y el tiempo de permanencia de los gases son factores importantes en el tiempo que lleva recondensar el gas a líquido. Mover el gas a través del condensador más rápido mediante el uso de una bomba de vacío de mayor capacidad volumétrica puede cambiar la composición o proporción de los materiales y la cantidad de líquido que ingresa a la bomba de vacío.

¿Está pensando en cambiar a una bomba de vacío seca? No todos los diseños de bombas de vacío secas son iguales. Algunas no manejan bien la ingestión de contaminación líquida y pueden fallar con frecuencia cuando entre el 10% y el 15% o más del material que ingresa a la bomba de vacío es líquido (las bombas de vacío solo están diseñadas para procesar gases).

Las bombas de vacío son el núcleo de muchas aplicaciones industriales, médicas y químicas. A veces, un simple reemplazo de la bomba de vacío o del soplador es la mejor solución, pero cuando se enfrenta a un problema de confiabilidad más complejo, será necesario un enfoque de sistemas para determinar la mejor solución para el usuario. Un enfoque de sistemas puede requerir cambiar el tipo de bomba de vacío (servicios públicos, tuberías, etc.) para satisfacer las necesidades del usuario.

Woody Farrow es director técnico de ventas de productos de sopladores y bombas de vacío en DXP Enterprises. Puede comunicarse con él en [email protected]. Para obtener más información, visite www.dxpe.com.