Existe uma ironia no bombeamento industrial: a água é o fluido mais simples de bombear que existe, e mesmo assim a bomba de alimentação de caldeira é uma das aplicações mais críticas de uma planta. A diferença entre uma coisa e outra é a temperatura. Água fria é tranquila de bombear. A mesma água a 90 ou 105 graus Celsius muda completamente o jogo.

A primeira bomba do circuito é a de retorno de condensado, na maioria das vezes uma centrífuga. O condensado é coletado em um tanque e bombeado de volta para o sistema de alimentação da caldeira. O detalhe crítico é que ele retorna próximo da saturação: a 2 bar, com vaporização em torno de 120 graus, chega perto dos 100 graus; em pressão atmosférica, perto de 80 ou 90. Traduzindo para linguagem de projeto, o NPSH é o ponto crítico. A bomba precisa ficar o mais colada possível ao reservatório, com perda de carga mínima na sucção, porque é candidata forte à cavitação.

E a água quente é problemática duas vezes: para a hidráulica da bomba e para o selo mecânico. Os fabricantes de selo costumam ter categorias específicas para bomba de caldeira, com materiais apropriados, porque a chance de o selo operar em condição de trabalho a seco é grande. É aqui que entram os planos de selagem da norma API, como o plano 21 e o plano 23, trocadores de calor instalados no circuito do selo para que ele trabalhe em temperatura adequada.

A bomba de alimentação de caldeira é conhecida como BFW pump, de boiler feed water pump, e é nela que a pressão do sistema de vapor é gerada de fato. Nos sistemas de líquido quem entrega energia é a bomba, nos de gás é o compressor, o ventilador ou o soprador. No vapor não existe máquina equivalente: a energia de pressão é dada antes, na fase líquida, pela bomba que alimenta a caldeira. Por isso não existe um bombeador de vapor.

A água chega nessa bomba vinda do tanque de alimentação, geralmente o desaerador, com temperatura da ordem de 90 a 105 graus Celsius e pressão entre 0,3 e 0,5 bar acima da atmosférica. Ou seja, ela opera praticamente em cima da curva de saturação, mais próxima de virar vapor do que de continuar líquida. A pressão de vapor fica muito próxima da pressão do reservatório, e o NPSH disponível é naturalmente baixo. Qualquer detalhe malfeito na linha de sucção e a cavitação acontece com facilidade.

O projeto da sucção segue uma lista bem estabelecida. Sucção afogada estrita, com o desaerador em cota suficientemente alta, tipicamente 8 a 12 metros de diferença, para garantir margem de NPSH. Diâmetro generoso na linha de sucção e o mínimo de acessórios, porque cotovelos, válvulas, reduções e ampliações geram perda de carga, e perda de carga aqui é margem de NPSH sendo consumida. E filtro de sucção com baixa perda de carga, monitorado por indicador de pressão diferencial.

O filtro é um ponto clássico de falha silenciosa. Se ele satura e ninguém percebe, a perda de carga cresce, a pressão na sucção cai, e a margem que o projeto criou com o afogamento vai sendo consumida. No limite o escoamento é estrangulado e a cavitação chega. O indicador de pressão diferencial existe exatamente para denunciar essa saturação antes do estrago.

Quando uma bomba de caldeira vive trocando selo mecânico ou apresentando sinais de cavitação, a pergunta certa raramente é qual a marca do selo. A pergunta certa é se a sucção respeita a condição termodinâmica dessa aplicação. Na pós, isso faz parte do método Visão Integrada de Planta. Conheça em engenhariaecia.com/pos.