Problema de a bomba d’água não conseguir atingir o fluxo nominal ou de eficiência baixa

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Contexto: Um gasoduto de transporte a longa distância (diâmetro externo de 355 mm, capacidade por quilômetro de aproximadamente 96 metros cúbicos), com comprimento de cerca de 170 quilômetros. A água do rio é levada para os canos por meio de bombas centrífugas, a fim de realizar o transporte da água. Além disso, são utilizadas bolas de limpeza para limpar os canos e verificar se há algum tipo de deformação neles ； O diagrama hidráulico mostra que o ponto mais alto ao longo do percurso está 158 m acima do ponto de entrada da água. Durante a operação, foi calculado que a resistência ao escoamento ao longo do percurso é de aproximadamente 2,1 MPa. Processo de funcionamento da bomba de transporte de água: Existem dois circuitos, um em uso e outro de reserva. Cada circuito é composto por uma bomba centrífuga localizada em uma plataforma flutuante às margens do rio (denominada 1# Bomba de Alimentação; fluxo nominal de 320 m³/h, altura de elevação nominal de 60 metros; é necessário que haja um excesso de pressão de 5 metros contra a erosão cavitacional; potência do motor: 90 kW; tensão: 380 V). Essa bomba funciona em série com outra bomba centrífuga localizada em terra firme (denominada 1# Bomba de Transporte; fluxo nominal de 320 m³/h, altura de elevação nominal de 400 metros; é necessário que haja um excesso de pressão de 5,7 metros contra a erosão cavitacional; potência do motor: 500 kW; corrente nominal do motor: 35,3 A; tensão: 10 kV). A bomba localizada em terra firme fica a aproximadamente 20 metros acima da plataforma flutuante. Processo de partida da bomba: a rotação inicial do eixo e a purga de ar são realizadas de acordo com os procedimentos padrão. Primeiro, ligue a bomba de água nº 1. Quando a válvula de saída está fechada, a corrente elétrica é de 30A. Ao abrir completamente a válvula de saída, a válvula de controle de entrada da bomba de água nº 1 fica aberta o tempo todo. Quando a pressão de entrada se estabiliza, ligue a bomba de água nº 1. Quando a válvula de saída está fechada, a corrente elétrica permanece estável em 28A. Ajuste lentamente a abertura da válvula de saída, observando ao mesmo tempo as mudanças na corrente elétrica. Quando a corrente se estabiliza em 35A, a válvula de saída está aberta apenas em cerca de 10%. Como há risco de superação da corrente permitida, não se pode aumentar mais a abertura da válvula. Nesse momento, a pressão de entrada é de 0,65 MPa, a pressão de saída é de 4,9 MPa, e a pressão na saída final é de 3,8 MPa. O painel elétrico indica que a potência de saída do motor da bomba é de 540 Kw. Através do cálculo da velocidade média do fluxo de água no tubo entre dois pontos, utilizando a esfera de limpeza (cerca de 96 metros cúbicos por quilômetro), verificou-se que o caudal da bomba nesse período era de aproximadamente 260 metros cúbicos por hora, o que não atinge o caudal nominal de 320 metros cúbicos por hora. Com base nesse fluxo, a eficiência dessa bomba é de aproximadamente 55% (eficiência = ρgQH/N). Esse valor difere bastante dos 75% prometidos no acordo técnico da empresa ； A avaliação inicial indica que a eficiência da bomba fabricada por essa empresa é baixa, e o uso de um motor de capacidade insuficiente é a causa desse problema. Adendo: A outra bomba de reserva também apresenta o mesmo problema. A bomba de água de reserva (denominada 1# Bomba de Água, com vazão nominal de 420 m³/h e altura de elevação nominal de 80 metros; é necessário que haja um excesso de pressão de 5 metros contra a erosão por cavitação; potência do motor: 110 kW) e a bomba de transporte de reserva (com vazão nominal de 320 m³/h e altura de elevação nominal de 400 metros; é necessário que haja um excesso de pressão de 5,7 metros contra a erosão por cavitação; potência do motor: 500 kW; corrente nominal do motor: 35,3 A; tensão: 10 kV) ； As medições de vibração e temperatura, feitas por meio de medidores portáteis de vibração e termômetros infravermelhos, estão funcionando normalmente ； A bomba de água é do tipo BB4, com três estágios. Pergunta: Quanto a este problema, o fabricante não concorda com a nossa análise. Eles afirmam que a saída da bomba de transferência de água tem diâmetro de 150 mm, enquanto os nossos tubos têm diâmetro de 355 mm (com conexões de transição para adaptar os tamanhos). Por isso, é muito provável que a vazão desejada não seja alcançada. Nós consideramos que essa afirmação não faz sentido algum. Sobre este problema, peço aos senhores que ajudem a analisá-lo. Agradeço muito pela orientação. Geralmente, as causas de um consumo excessivo de energia pela bomba de água são as seguintes (por favor, ajudem a analisar qual delas é a mais provável. Obrigado): (1) Rotação excessiva da bomba ； (2) A densidade do líquido transportado é superior ao valor previsto no projeto original ； (3) A viscosidade do líquido transportado é alta ； (4) O tamanho da roda da bomba d’água é excessivo ； (5) A resistência do sistema de tubulações está acima ou abaixo do valor previsto ； (6) A altura de elevação da bomba d’água é muito baixa, e o fluxo de água é excessivo. (7) Há atrito entre as peças do rotor e as peças do estator ； (8) Desgaste ou danos nos rolamentos ； (9) A pressão exercida pelo selo mecânico sobre o assento de vedação é excessiva ； (10) Ruptura do tubo de saída ； (11) Eixo da bomba d’água dobrado ； (12) A expansão térmica desigual das diferentes peças dentro da bomba ； (13) O instrumento de medição de potência não é preciso ； (14) O dispositivo de equilíbrio da bomba não está funcionando.