Resolver problemas por niveles de vacío bajos

Los bajos niveles de vacío son uno de los problemas/síntomas más comunes experimentados en los sistemas de vacío. La palabra "síntoma" es realmente importante aquí, porque la dificultad rara vez es causada por la bomba de vacío por sí sola. Sin embargo, a menudo se cambia la bomba de vacío, sólo para descubrir que el problema persiste. 

En primer lugar, hay que reconocer que los niveles de vacío son una medida de la resistencia al flujo de aire, donde el flujo de aire es inducido por las bombas de vacío y la resistencia son los diversos procesos de deshidratación y las tuberías del sistema. Los cambios en la resistencia al flujo de aire se deben a diversas variables del proceso, como la geometría y la velocidad de la máquina.

En las siguientes secciones se analizan algunas causas típicas de los bajos niveles de vacío, entre ellas:

Válvula abierta en la línea de vacío o en el cabezal; rejillas obstruidas en la entrada de la bomba de vacío; pata del sello barométrico descubierta de un preseparador; y bajo caudal de agua del sello en la bomba de vacío.

Rejillas obstruidas en la entrada de la bomba de vacío

Muchas plantas, especialmente las papeleras, optan por mantener las rejillas de arranque en la entrada de la bomba de vacío. Esto no es un problema, siempre que las pantallas sean de un material sustancial. Además, es importante colocar el vacuómetro de la bomba directamente en la entrada de la bomba de vacío, debajo de la rejilla, ya que normalmente hay una conexión roscada en ese punto. Esto permite observar cualquier aumento del vacío en la bomba en comparación con el nivel en la máquina de papel. Las rejillas pueden tener tendencia a cegarse por los residuos, lo que actúa como una válvula de estrangulación en la bomba de vacío. Esto provoca una lectura de alto vacío en la bomba y una lectura de bajo vacío en el proceso. 

Por ejemplo, una fábrica de papel estaba lista para sustituir una caja de uhle debido a lo que parecía ser un sellado deficiente de la tapa de la caja de uhle y unas cubiertas finales inadecuadas. El "síntoma" fue una lectura de sólo 6 pulg. Hg de vacío (-20 kPag) en la caja uhle. No había vacuómetro en la bomba de vacío, pero la brida de entrada de hierro fundido y la proximidad bajo la brida sudaban y estaban a unos 4,4 °C más frías que la temperatura ambiente. Se instaló un manómetro en la entrada de la bomba, en el lado de la bomba de las rejillas, y se midieron 235 mbar abs. Se descubrió que las rejillas de entrada habían sido olvidadas, y una de ellas estaba casi cegada. La temperatura fría se debía al efecto refrigerante del aire en rápida expansión a través de la pantalla taponada. Se limpió la rejilla y el vacío de la caja de uhle volvió a niveles satisfactorios. 

Pata de la junta barométrica descubierta

El bajo vacío puede producirse cuando el nivel de vacío supera los límites de un preseparador de vacío, una pata de sellado o un sistema de tanque de sellado en los sistemas que cuentan con dichos equipos. Los altos niveles de vacío pueden extraer toda el agua del tanque de sellado, dejando las tuberías de sellado abiertas a la atmósfera. Los preseparadores de vacío funcionan con una pata de cierre barométrico (tubería) o con una bomba de extracción de bajo NPSH. La pata de sello es el diseño más simple, pero si no se diseña, instala y opera correctamente este sencillo sistema, se producirán problemas perpetuos en el sistema de vacío, por lo que se deben seguir algunas prácticas básicas de ingeniería:

  • La distancia (elevación) entre la parte inferior del separador de vacío y el nivel de líquido del depósito de sellado debe ser suficiente para superar el nivel de vacío. Debe haber 34,4 cm de elevación por cada 33 mbar de nivel de vacío en el separador. Además de esta conversión, es necesario añadir otros 90 a 150 cm para la fricción y un factor de seguridad.
  • La parte inferior del tubo de la pata de la junta debe extenderse hacia abajo en el tanque de la junta hasta un punto a unos 15 cm del fondo.
  • El volumen del tanque de sellado debe ser suficiente para permitir que la tubería de sellado se llene de agua cuando esté en vacío y antes de que haya flujo de agua desde el preseparador. Es suficiente diseñar un tanque de sellado con un volumen igual a dos veces el volumen de la tubería de sellado. Algunas máquinas se han visto obligadas a funcionar con niveles de vacío reducidos debido a un mal diseño del sistema y a los bajos niveles de instalación de los preseparadores. Tanto la capacidad de vacío como la potencia se desperdician cuando se requiere una válvula de entrada de vacío para limitar los niveles de vacío. 

Bajo caudal de agua de sellado

Una reducción significativa del caudal de agua de sellado puede reducir la capacidad de la bomba. Las bombas de vacío requieren agua de sellado de 70-100 KPa (10-l5 psig) en un punto medido aguas arriba de un orificio. Sin embargo, un orificio obstruido puede no dejar pasar el caudal de agua de sellado adecuado, aunque se indique la presión correcta. Recuerde: La presión no indica caudal

Nota: El agua de sellado caliente -de 43° a 49°C y más- también provoca una reducción de la capacidad de la bomba de vacío. Esto suele ser un problema de diseño del sistema y no se aborda aquí.