Problema

Dec 21, 2023

O baixo valor de NPSHr de duas bombas compactas de lóbulo rotativo garante uma decantação precisa e confiável da água de um tanque a vácuo, explica Roger Willis

Até agosto de 2017, duas bombas centrífugas eram usadas para decantar um tanque a vácuo de tela de carvão fino em uma mina de carvão a céu aberto de uma empresa na Austrália. Como seu alto valor de NPSHr reduzia a capacidade da planta, sua administração decidiu substituir ambas as unidades por duas bombas de lóbulos Tornado T1, fabricadas pela Netzsch.

Essas bombas autoescorvantes de deslocamento positivo operam por dois rotores interligados, transportando o meio transportado continuamente da sucção para o lado da pressão, permitindo uma dosagem precisa. Como eles operam com um NPSHr muito baixo e são completamente insensíveis aos efeitos da cavitação, eles são particularmente adequados para a tarefa na mina australiana. As duas unidades acionadas por VSD têm sido empregadas com sucesso desde agosto de 2017. Elas garantem níveis de fluido mais baixos no receptor de vácuo.

Em uma mina a céu aberto australiana, pó fino de carvão é extraído de uma mistura de água e pó de carvão a uma temperatura de 25°C. "Para esse propósito, a mistura é primeiro alimentada em filtros de correia horizontal", diz Steve Weir, gerente de desenvolvimento de negócios da subsidiária Netzsch Australia. Graças à gravidade, a água é coletada na ranhura transversal da correia do filtro e alimentada em uma câmara de vácuo. As bombas de anel líquido geram um vácuo na câmara. O vácuo suga o fluido dos filtros de correia para o tanque de vácuo. Enquanto os filtros de correia fornecem água continuamente, o tanque a vácuo permite apenas uma quantidade específica de água. O excesso de líquido deve ser removido do tanque e bombeado para a próxima etapa do processo. Até agosto de 2017, eram utilizadas duas bombas centrífugas para decantar esse excesso de água.

No entanto, essas bombas não eram ideais. "A cavitação, ou bolhas cheias de gás, frequentemente se desenvolve em bombas centrífugas. Elas não apenas reduzem a eficiência do sistema, mas também impossibilitam a dosagem precisa", diz Weir. "Isso, por sua vez, limitou o rendimento do sistema." A direção, portanto, decidiu substituir as bombas por outros modelos, que deveriam descarregar água de processo com mais precisão, confiabilidade e eficiência.

O requisito essencial para as novas unidades era sua adequação para o bombeamento de meios contendo matéria sólida. Também precisavam apresentar vazão de 240m³/h, pressão de 3 bar e NPSHr de 1,8m. A administração selecionou duas bombas de lóbulos da série Tornado T1. Estas bombas atendem aos requisitos do operador de mina a céu aberto em termos de vazão, pressão, vazão e sucção; eles também têm dimensões compactas excepcionalmente convenientes. A principal vantagem sobre a tecnologia anterior é que esses modelos são bombas de deslocamento positivo autoescorvantes, que garantem a entrega contínua. Dentro das bombas, existem dois rotores entrelaçados sincronizados, que criam pressão negativa no lado da sucção puxando o fluido para os lóbulos rotativos sem interrupção. Os lóbulos então conduzem o meio para o lado de pressão.

Este princípio de transporte tem um efeito muito positivo quando usado na aplicação relevante. "O tanque a vácuo opera a uma pressão muito baixa, o que, por sua vez, cria uma pressão de entrada muito baixa para a entrada de água do tanque a vácuo", diz Weir. "Nossas bombas são adequadas para esta aplicação, pois operam com baixo NPSHr." São, portanto, insensíveis aos efeitos da cavitação, que podem fazer com que outros tipos de bombas falhem rapidamente. Além disso, o volume transportado depende da velocidade. Assim, a quantidade desejada pode ser dosada exatamente ajustando as rotações por minuto. Quando usado na mina na Austrália, a velocidade é de 218rpm e o volume transportado é de 240m³/h. Os tamanhos das partículas, que estão na faixa de 0,5 mm, não causam nenhum problema. A viscosidade do fluido é de 5 mPas.

Uma característica essencial das bombas de lóbulos rotativos é que suas engrenagens e câmaras de bomba são estritamente separadas umas das outras. Este sistema especial de segurança da caixa de engrenagens (GSS) garante que o meio não entre na caixa de engrenagens complexa, mesmo no caso de falha na vedação do eixo. Isso significa alta confiabilidade operacional. Por outro lado, o óleo da engrenagem nunca pode entrar na câmara da bomba. A vedação é lubrificada e resfriada por meio de conexões de água de lavagem e vedação facilmente acessíveis.