La modulación del agua de alimentación a la caldera es la parte más importante del sistema de agua de alimentación de la caldera. La modulación del flujo de agua de alimentación a la caldera tiene tantas ventajas sobre la adición de agua de alimentación intermitente u on-off que es difícil visualizar cualquier otro sistema.
Las calderas con controles de encendido modulantes son bastante comunes. ¿Por qué modularía la velocidad de encendido de la caldera, pero controlaría el agua de alimentación con un interruptor de nivel on-off? La modulación del control del agua de alimentación ofrece varios beneficios. Entre otros:
AUMENTA LA EFICIENCIA DE LA CALDERA
Con la adición de agua de alimentación intermitente, la bomba se dimensiona para dos o tres veces la tasa de evaporación de la caldera. La bomba debe estar sobredimensionada para permitir que se ponga al día cuando la caldera requiera agua de alimentación. Cuando la bomba arranca, literalmente sobrecarga la caldera con agua “más fría”. Si su caldera tuviera una ventana y realmente pudiera ver el efecto de esta extinción repentina, se sorprendería. Lo que vería es una caldera que produce vapor de manera muy feliz hasta que la bomba se pone en marcha y esta oleada más fría colapsa las burbujas e interrumpe la circulación térmica natural. El resultado es una ligera pérdida de presión que le indica al control de encendido que agregue más combustible, lo que resulta en un encendido cíclico inútil. Cuando se compara con el buen funcionamiento de un sistema de modulación, uno puede imaginar el efecto que tiene este ciclo constante en el consumo de combustible. Los sistemas de bombeo on-off nos recuerdan a un automóvil que intenta alcanzar un promedio de 50 kph yendo a 100 kph durante una hora y luego deteniéndose durante una hora.
ESTABILIZA EL FUNCIONAMIENTO DEL DESAIREADOR
¿Alguna vez se detuvo a considerar qué efecto tiene el control de la bomba on-off en el rendimiento del desaireador? Suponga que tiene una caldera de 400 hp y un desaireador de 400 hp. Su selección de bomba de encendido y apagado sería aproximadamente tres veces 400 hp o equivalente a 1200 hp. El desaireador tiene una potencia nominal de solo 400 hp, por lo que en efecto su desaireador funciona a 1200 hp un tercio del tiempo y sin carga durante dos tercios del tiempo. Esta carga cíclica desequilibrada arruina la calidad del agua de alimentación porque vuelve locos los controles de nivel y presión.
ELIMINA PROBLEMAS CON LAS BOMBAS
La experiencia muestra que un mayor número de sistemas con control de bomba on-off tienen problemas con las bombas de alimentación de la caldera. Es más fácil que la operación de encendido y apagado de la bomba haga que la bomba funcione fuera del rango NPSH permitido.
Esto da como resultado la cavitación de la bomba y el aumento de los costos de mantenimiento de la bomba.
UTILIZA BOMBAS CENTRÍFUGAS EFICIENTES Y DE BAJO DESGASTE
En este momento, sería bueno comparar la bomba tipo turbina con la bomba centrífuga multietapa. La bomba de tipo turbina, que generalmente es el tipo de bomba que se usa para los sistemas on-off, se considera una bomba de baja capacidad y gran cabeza de presión. Se basan en tolerancias estrechas y, en consecuencia, tienen tasas de desgaste muy altas. Son económicas, pero también son ineficientes. Su costo inicial más bajo se ve eclipsado rápidamente por los altos costos de reparación y el desperdicio de energía.
Por otro lado, la bomba centrífuga multietapa es más eficiente, tiene un ciclo de vida más largo y sufre menos reparaciones.
La principal diferencia en la operación es que la bomba tipo turbina tiene una curva muy pronunciada que la hace inadecuada para la operación de modulación. La bomba centrífuga multietapa tiene una curva bastante plana que ofrece una presión de entrada constante a la válvula reguladora del agua de alimentación, lo que la hace ideal para la modulación.
EL TAMAÑO DE LA BOMBA SE PUEDE REDUCIR
Con la modulación del agua de alimentación, no es necesario sobredimensionar drásticamente las bombas de alimentación de la caldera, ya que la entrada de la caldera coincide con la salida de vapor de la caldera. Las válvulas de modulación funcionan como una restricción diseñada en la línea de alimentación, lo que evita que la bomba se sobrecargue y permite la selección de bombas más pequeñas, más eficientes y de menor potencia. Con una ligera sobrecapacidad para cargas de sobretensión, se puede seleccionar una bomba para 125% a 150% de la salida nominal de la(s) caldera(s).
Por estos y otros motivos que veremos en próximos artículos, el uso del control de modulación del agua de alimentación es muy superior al control de la bomba on-off.
