Come dimensionare una pompa di alimentazione della caldaia

Il dimensionamento corretto di una pompa di alimentazione della caldaia è essenziale per garantire un funzionamento e un'efficienza ottimali della caldaia. La pompa di alimentazione della caldaia è responsabile della fornitura di acqua alla caldaia alla pressione e alla portata richieste. Pompe di dimensioni non corrette possono causare problemi quali fornitura idrica inadeguata, consumo energetico eccessivo e guasto prematuro della pompa. Per dimensionare correttamente una pompa di alimentazione della caldaia, seguire questi passaggi:

Fase 1: determinare la portata di vapore della caldaia

Il primo passo per dimensionare una pompa di alimentazione della caldaia è determinare la massima produzione di vapore della caldaia. Questa informazione può essere trovata nelle specifiche del produttore della caldaia o calcolata in base all'area della superficie riscaldante della caldaia e alla pressione del vapore.

Per calcolare la produzione di vapore, utilizzare la seguente formula:

Produzione di vapore (lb/ora) = Area della superficie riscaldante (ft²) × Velocità di evaporazione (lb/ft²/ora)

La velocità di evaporazione dipende dal tipo di caldaia e dalla pressione di esercizio. Ad esempio, una caldaia a tubi d'acqua che funziona a 150 psig può avere una velocità di evaporazione di 5 lb/ft²/hr.

Fase 2: calcolare la portata dell'acqua di alimentazione

Una volta conosciuta la produzione di vapore della caldaia, è possibile calcolare la portata di acqua di alimentazione richiesta. La portata di acqua di alimentazione deve essere sufficiente a sostituire l'acqua evaporata come vapore e a tenere conto di eventuali perdite dovute a spurgo o perdite.

Per calcolare la portata dell'acqua di alimentazione, utilizzare questa formula:

Portata dell'acqua di alimentazione (gpm) = Uscita di vapore (lb/ora) ÷ (500 × [1 - Portata di spurgo])

La costante 500 rappresenta il numero approssimativo di libbre di acqua all'ora che equivale a 1 gallone al minuto (gpm). Il tasso di spurgo è la percentuale di acqua deliberatamente scaricata dalla caldaia per controllare la concentrazione di solidi disciolti. Un tasso di spurgo tipico varia da 1% a 5%.

Fase 3: determinare la pressione di scarico della pompa richiesta

La pompa di alimentazione della caldaia deve superare la pressione di esercizio della caldaia e qualsiasi perdita di pressione nel sistema di alimentazione dell'acqua. Per determinare la pressione di scarico della pompa richiesta, aggiungere la pressione di esercizio della caldaia alla perdita di carico totale nelle tubazioni, nelle valvole e nei raccordi dell'acqua di alimentazione.

Pressione di scarico della pompa (psig) = Pressione di esercizio della caldaia (psig) + Perdita di carico totale (ft) ÷ 2,31

Per convertire i piedi testa in psi viene utilizzata la costante 2,31.

Fase 4: Selezionare una pompa in base alla portata e alla pressione di scarico

Con la portata di acqua di alimentazione richiesta e la pressione di scarico della pompa note, è possibile selezionare una pompa di alimentazione della caldaia che soddisfi queste specifiche. Consultare i cataloghi del produttore della pompa o collaborare con un fornitore di pompe per scegliere una pompa con una curva di prestazioni che soddisfi i requisiti.

Considera fattori come l'efficienza della pompa, i materiali di costruzione e le dimensioni del motore quando fai la tua selezione. Opta per una pompa con un'elevata efficienza per ridurre al minimo il consumo di energia e i costi operativi.

Fase 5: Considerare la ridondanza e l'espansione futura

Quando si dimensiona una pompa di alimentazione della caldaia, è importante considerare la ridondanza del sistema e la potenziale espansione futura. L'installazione di più pompe in parallelo può fornire capacità di backup in caso di guasto della pompa e consentire portate maggiori se la produzione di vapore della caldaia viene ampliata in futuro.

Dimensionare ogni pompa in modo che gestisca almeno 50% della portata totale richiesta per garantire un'adeguata ridondanza. Questo approccio consente inoltre alle pompe di funzionare ai loro punti di massima efficienza, riducendo il consumo energetico e prolungando la durata della pompa.

Esempio di calcolo della pompa di alimentazione della caldaia

Diamo un'occhiata ad un esempio di dimensionamento di una pompa di alimentazione per una caldaia a tubi d'acqua con le seguenti specifiche:

• Superficie riscaldabile: 5.000 ft²
• Pressione di esercizio: 150 psig
• Tasso di evaporazione: 5 lb/ft²/ora
• Tasso di scarico: 3%
• Perdita di carico totale: 50 piedi

Fase 1: Calcolare la produzione di vapore

Produzione di vapore = 5.000 piedi quadrati × 5 libbre/piede quadrato/ora = 25.000 libbre/ora

Fase 2: calcolare la portata dell'acqua di alimentazione

Portata dell'acqua di alimentazione = 25.000 lb/ora ÷ (500 × [1 - 0,03]) = 51,5 gpm

Fase 3: determinare la pressione di scarico della pompa richiesta

Pressione di scarico della pompa = 150 psig + 50 piedi ÷ 2,31 = 171,6 psig

Passaggio 4: selezionare una pompa
Sulla base della portata calcolata di 51,5 gpm e della pressione di mandata di 171,6 psig, selezionare una pompa con una curva di prestazione che soddisfi o superi questi requisiti.

Fase 5: Considerare la ridondanza
Per ridondanza, installare due pompe in parallelo, ciascuna dimensionata per almeno 50% della portata totale (25,75 gpm).

Seguendo questi passaggi e utilizzando le formule fornite, puoi dimensionare con precisione una pompa di alimentazione della caldaia per garantire prestazioni ottimali della caldaia, efficienza energetica e affidabilità. Ricordati di considerare fattori come ridondanza ed espansione futura quando fai la tua selezione finale della pompa.