A série Danfoss APP 11-13 representa uma referência na tecnologia de bomba axial de pistão de alta pressão, especificamente projetada para aplicações críticas de tratamento de água. Esta robusta bomba de alta pressão RO é projetada para lidar com meios desafiadores, como água do mar, água salgada e águas residuais, oferecendo um desempenho excepcional em sistemas de osmose inversa (RO), descarga líquida zero (ZLD) e descarga líquida mínima (MLD). Ao contrário das bombas hidráulicas convencionais que usam fluidos à base de óleo, a APP 11-13 utiliza a própria água bombeada para lubrificação, eliminando completamente o risco de contaminação por óleo no fluxo de processo. Com sua eficiência superior, construção durável e requisitos mínimos de manutenção, esta série de bombas oferece uma solução confiável e sustentável para plantas de dessalinização, tratamento industrial de água e vários sistemas de purificação de água em contêineres ou móveis em todo o mundo.

1 Visão geral do produto e princípio operacional

A Danfoss APP 11-13 é uma bomba axial de pistão de deslocamento positivo, parte da família mais ampla de bombas APP da Danfoss. Seu princípio operacional central envolve um bloco de cilindro rotativo contendo vários pistons. Estes pistons estão alinhados com uma placa de oscilação estacionária. À medida que o bloco de cilindro gira, os pistons se alternam dentro de seus furos devido ao ângulo fixo da placa de oscilação. Esta ação reciproca cria um ciclo repetitivo de extração de fluido durante a fase de aumento de volume e pressurização durante a fase de diminuição de volume. O resultado é um fluxo de saída altamente estável e contínuo. Um diferenciador chave das bombas centrífugas é que esta bomba de alta pressão RO fornece um deslocamento fixo por revolução. Isso significa que a taxa de fluxo é diretamente proporcional à velocidade do eixo e permanece em grande parte não afetada pelas mudanças na pressão de descarga, garantindo um desempenho consistente em diferentes demandas do sistema. Esta série inclui modelos específicos como o APP 11/1500 e o APP 13/1200, que compartilham características comuns da plataforma, mas são otimizados para diferentes taxas de fluxo e pressão para atender às necessidades específicas da aplicação.

2 Especificações técnicas e dados de desempenho

A série Danfoss APP 11-13 é definida por um conjunto de especificações técnicas rigorosas que garantem sua capacidade em aplicações de água de alta pressão. As bombas são projetadas para uma pressão máxima de saída contínua de até 120 bar (1740 psig) para certos modelos, tornando-as uma bomba de pistão axial de alta pressão verdadeiramente de alta intensidade. O deslocamento nominal varia em toda a série, com modelos como o APP 11/1500 tendo um deslocamento geométrico de 137,4 cm³ / rev, enquanto o APP 13/1200 é classificado em 197,5 cm³ / rev. Isso influencia diretamente sua saída de fluxo, que pode variar de aproximadamente 80 litros por minuto até cerca de 225 litros por minuto, dependendo do modelo específico e sua velocidade operacional.

O intervalo de velocidade operacional para essas bombas é tipicamente entre 700 RPM e 1500 RPM, proporcionando flexibilidade no projeto do sistema de acionamento. Eles exigem condições específicas de pressão de entrada para operar corretamente e evitar cavitação, com uma faixa de pressão de entrada contínua de 2 a 5 bar e uma pressão máxima de pico de entrada de 10 bar. As bombas são projetadas para funcionar com temperaturas médias entre 2°C e 50°C e podem operar em temperaturas ambientes de 0°C a 50°C. Com um nível de pressão sonora de 85 dBA e um design compacto e pesado, a série APP 11-13 é construída para integração confiável em vários layouts de sistema. As conexões da bomba são padronizadas com portas roscadas M42 métricas para entrada e saída, simplificando o projeto e a instalação da tubulação.

3 Características básicas de design e construção

3.1 Seleção robusta de materiais para ambientes corrosivos

A longevidade e confiabilidade da bomba de alta pressão APP 11-13 RO estão enraizadas em seu uso extensivo de materiais altamente resistentes à corrosão. Os componentes úmidos críticos, incluindo o corpo da válvula, são construídos de aço duplex (EN1.4462 / UNS S31803) e, em alguns casos, de aço super duplex (EN1.4410 / UNS S32750). Estes aços inoxidáveis avançados oferecem resistência excepcional à corrosão por tensão induzida pelo cloreto, o que é primordial ao manusear meios agressivos como água do mar ou águas residuais. Além disso, os principais componentes de desgaste são feitos de PEEK reforçado com fibra de carbono, um polímero de alta resistência conhecido por suas excelentes características de desgaste e resistência à corrosão. A vedação do eixo utiliza NBR (Borracha Nitril Butadiene), adequadamente selecionada para compatibilidade com a mídia bombeada. Esta seleção estratégica de materiais garante uma longa vida útil e minimiza o risco de falha prematura em alguns dos ambientes operacionais mais desafiadores.

3.2 Válvula de lavagem integrada e sistema de lubrificação

Uma característica destacada da série APP 11-13 é a sua válvula de lavagem integrada. Esta válvula permite que o fluido circule da entrada da bomba para sua saída quando a unidade não está funcionando. Esta função evita a estagnação, protege os componentes internos durante os períodos de espera e garante que a bomba esteja imediatamente pronta para operação. Mais importante, o design da bomba elimina completamente a necessidade de óleo lubrificante. Em vez disso, usa a água de processo bombeada para lubrificar os chinelos de pistão e outras superfícies internas de rolamento. Este design sem óleo é uma vantagem crítica em RO e outros processos de tratamento de água, pois elimina completamente o risco de contaminação da água do produto por vazamentos de lubrificante. Isso não só salvaguarda a integridade do processo, mas também reduz a necessidade de inventário de óleo, manuseio e eliminação.

4 Áreas de aplicação e soluções da indústria

A bomba de pistão axial de alta pressão Danfoss APP 11-13 é a pedra angular de numerosos sistemas críticos de tratamento de água em todo o mundo. Sua aplicação primária é em sistemas de osmose reversa de alta pressão (RO), particularmente em plantas de dessalinização de água do mar (SWRO) e osmose reversa de água salgada (BWRO). Aqui, a capacidade da bomba de fornecer um fluxo estável e de alta pressão é essencial para empurrar a água através de membranas semi-permeáveis ​​para separar sais e impurezas. A construção resistente à corrosão da bomba torna-a ideal para a natureza desafiadora da alimentação de água do mar.

Além da dessalinização padrão, esta série de bombas também é implantada em sistemas avançados de descarga líquida zero (ZLD) e descarga líquida mínima (MLD). Estes sistemas são projetados para recuperar quase toda a água das águas residuais industriais, deixando para trás apenas resíduos sólidos. A confiabilidade e a capacidade de alta pressão do APP 11-13 são cruciais para concentrar fluxos de resíduos até o seu estado final. Exemplos de aplicação se estendem a soluções em contêineres para hotéis, resorts e complexos residenciais em áreas costeiras; sistemas móveis para organizações humanitárias e militares; sistemas marítimos para navios e iates; e plataformas offshore na indústria de petróleo e gás. Esta versatilidade demonstra a adaptabilidade da bomba a configurações operacionais diversas e muitas vezes remotas.

5 Vantagens operacionais e benefícios econômicos

5.1 Eficiência energética superior e baixos custos operacionais

O design de pistão axial da Danfoss APP 11-13 é inerentemente mais eficiente do que as tecnologias de bomba centrífuga, especialmente em aplicações de alta pressão. Esta bomba de alta pressão RO pode alcançar eficiências operacionais superiores a 90%, o que se traduz diretamente em menor consumo de energia. Para operações contínuas, como usinas de dessalinização em grande escala, esta vantagem de eficiência resulta em economias substanciais em custos de eletricidade, que constituem uma parte significativa da despesa total do ciclo de vida. A característica de deslocamento positivo da bomba garante que o fluxo seja fornecido de forma consistente, independentemente da pressão, evitando as perdas de energia associadas a válvulas de estrangulamento ou linhas de derivação que são comuns em sistemas de bombas centrífugas. Esta alta eficiência também contribui para uma pegada de carbono reduzida, apoiando os objetivos de sustentabilidade.

5.2 Manutenção reduzida e alta confiabilidade

O APP 11-13 é projetado para uma manutenção mínima e um tempo máximo de atividade. Seu design simples, com menos componentes em comparação com soluções alternativas, aumenta a confiabilidade geral. Quando operada dentro dos parâmetros técnicos especificados pela Danfoss, a bomba pode alcançar intervalos de manutenção de até 8.000 horas. Além disso, o projeto permite uma manutenção de campo direta sem a necessidade de ferramentas especializadas, o que reduz tanto o tempo quanto os custos de manutenção. A combinação de materiais robustos e resistentes à corrosão e um sistema de lubrificação sem óleo elimina falhas comumente associadas à degradação do material e à contaminação com óleo. Isso leva a uma vida útil global mais longa e um custo total de propriedade menor, pois os tempos de inatividade não planejados e as substituições frequentes de peças são significativamente reduzidos.

6 Notas de Integração e Implementação do Sistema

A implementação bem sucedida da bomba APP 11-13 requer atenção cuidadosa ao projeto do sistema e aos componentes auxiliares. A filtração adequada é fundamental para proteger os componentes de precisão da bomba de partículas abrasivas. Um filtro principal avaliado para remover partículas maiores que 10 µm com uma eficiência de 99,98% é fortemente recomendado a jusante da bomba. Para evitar a cavitação, que pode causar danos graves, a pressão de entrada deve ser mantida dentro da faixa especificada de pressão contínua de 2 a 5 bares. A instalação de um interruptor de proteção de baixa pressão no lado de aspiração é uma prática comum para proteger a bomba.

A bomba oferece opções de instalação flexíveis, suportando montagem horizontal e vertical, o que ajuda os projetistas de sistemas a otimizar o layout para aplicações com restrições de espaço. Seu design compacto e leve, em relação ao seu desempenho, facilita ainda mais a integração. Devido à sua pulsação de pressão mínima, o APP 11-13 normalmente não requer um amortiguador de pulso, simplificando o sistema e reduzindo os custos de instalação. Se a bomba for accionada por uma unidade de frequência variável (VFD) para controle de velocidade, é essencial selecionar um VFD de binário constante de trabalho pesado. Os VFD padrão tipo bomba e ventilador podem não ser capazes de fornecer o binário de partida necessário e podem levar a problemas operacionais.

Perguntas frequentes (FAQs)

1.O Danfoss APP 11-13 é descrito com precisão como uma bomba hidráulica?

Enquanto opera com um princípio de pistão axial comum às bombas hidráulicas, a APP 11-13 é especificamente projetada como uma bomba de pistão axial de alta pressão para aplicações de água. A distinção crítica é que usa a água bombeada para lubrificação, ao contrário das bombas hidráulicas tradicionais que usam óleo. Isso torna-a uma "bomba de água de alta pressão" em vez de uma bomba hidráulica convencional, e é exclusivamente adequada para processos em que a contaminação por óleo é inaceitável, como na produção de água potável.

2.What faz os materiais usados nesta bomba de alta pressão RO tão durável?

A bomba utiliza aços inoxidáveis duplex e super duplex para componentes úmidos críticos. Essas ligas fornecem uma resistência excepcional a picaduras induzidas por cloreto e rachaduras de corrosão por tensão, que são modos de falha comuns em ambientes de água do mar. Componentes como pistóns e chinelos são feitos de PEEK reforçado com fibra de carbono, um polímero de alta resistência e baixo atrito que oferece excelente resistência ao desgaste e é impermeável à corrosão. Esta seleção de materiais é a base para a longa vida útil da bomba e a capacidade de lidar com meios agressivos.

3. Como a eficiência desta bomba de deslocamento positivo se compara a uma bomba centrífuga no serviço de RO?

Em aplicações de RO de alta pressão, bombas de deslocamento positivo como a APP 11-13 são significativamente mais eficientes do que bombas centrífugas. As bombas centrífugas experimentam uma queda na eficiência a pressões mais altas, enquanto as bombas axiais de pistão mantêm alta eficiência, muitas vezes mais de 90%, em toda a sua faixa operacional. Isso porque eles fornecem uma quantidade fixa de fluido por revolução, minimizando as perdas de energia. Para uma planta de RO, esta eficiência se traduz diretamente em menor consumo de energia para a mesma produção de água purificada, tornando-a uma solução mais econômica e sustentável.

4. Quais são as principais considerações para emparelhar esta bomba com uma unidade de frequência variável (VFD)?

É crucial usar um VFD de torque constante pesado. A APP 11-13, como uma bomba de deslocamento positivo, apresenta uma carga de binário constante para o motor, o que significa que a exigência de binário é independente da velocidade. Os VFDs padrão "bomba e ventilador" são projetados para cargas de binário variáveis (onde o binário é proporcional ao quadrado da velocidade) e carecem da capacidade atual para iniciar e executar este tipo de bomba de forma confiável, o que poderia levar a viagens de VFD ou parada do motor. Consulte sempre o fabricante do VFD para garantir a compatibilidade.

5.Can a série APP 11-13 lidar com a operação paralela para a expansão do sistema?

Sim, essas bombas são bem adequadas para operação paralela. Isso permite que várias unidades de bomba trabalhem juntas em um coletor de alta pressão comum para atender aos requisitos de fluxo do sistema aumentados. Esta escalabilidade proporciona flexibilidade significativa para os projetistas de sistemas, permitindo a expansão da capacidade sem uma redesenha completa do sistema. A operação paralela também oferece potenciais benefícios de redundância para aplicações críticas onde a operação contínua é essencial, uma vez que uma bomba pode ser retirada para manutenção sem parar todo o processo.