Curso de Bombas Uis

FUNDAMENTOS DE BOMBAS CENTRIFUGAS Adiestramiento Profesional Especializado de Nivelación y Desarrollo (APRENDE) John Crane Colombia

Fundamentos de Bombas Centrifugas Objetivo General Lograr que los participantes estén en capacidad de seleccionar, operar y mantener bombas centrifugas, estudiando los conceptos fundamentales y sus componentes, para elevar los estándares de calidad, confiabilidad, seguridad y ahorro de recursos que redunden en beneficios directos para la empresa

Fundamentos de Bombas Centrifugas

Definición de Bomba Centrífuga: Una bomba es una máquina que utiliza energía de velocidad (RPM) para incrementar la presión de un fluido, generando el movimiento del mismo, para moverlo desde un punto a otro.

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En los fluidos Incompresibles hay una relación Inversa entre la presión y la velocidad Si la velocidad de un fluido en un ducto AUMENTA su presión DISMINUIRÁ

P

V

V P

Fundamentos de Bombas Centrifugas

Definición de Bomba Centrífuga: La bomba es una Turbomaquina que transforma la Energía de Velocidad (RPM), en energía de presión, generando el movimiento del fluido

Fundamentos de Bombas Centrifugas

El mecanismo es así : La Bomba recibe la energía a través de su eje (RPM), esta energía pasa al impulsor, que le imprime velocidad al líquido que esta siendo bombeado (V2/2g). En la voluta esa velocidad va transformándose en Presión, mediante el incremento del área de paso

Fundamentos de Bombas Centrifugas Esta animación representa lo que le ocurre a las partículas de fluido (bolas grises). Una vez que entran en el ojo del impulsor tienen un cambio de dirección de 90º. En este punto ellas entran en el espacio que existe entre dos alabes adyacentes. La rápida rotación de los alabes desplaza las partículas de fluido. Luego al llegar a la voluta de la bomba estas son desaceleradas y presurizadas

Fundamentos de Bombas Centrifugas Componentes de una Bomba

Fundamentos de Bombas Centrifugas Voluta de una sola pieza

Fundamentos de Bombas Centrifugas Caja de Sellos (Seal Housing)

Fundamentos de Bombas Centrifugas Caja de Rodamientos Bomba en Voladizo

Fundamentos de Bombas Centrifugas Caja de Rodamientos Bomba entre Cojinetes

Fundamentos de Bombas Centrifugas Clasificación de los impulsores 1. Basado en la dirección del fluido con respecto al eje de rotación: 1.1 Flujo Radial 1.2 Flujo Axial 1.3 Flujo mixto

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Número Específico de Velocidad

Ns = RPM V Flujo 0,75

Altura Flujo y Altura : GPM con Pies

o M3/hr con Mts

Fundamentos de Bombas Centrifugas Clasificación de los impulsores

Fundamentos de Bombas Centrifugas Clasificación de los impulsores 2. Basado en el tipo de succión 2.1 Simple succión 2.2 Doble succión

Fundamentos de Bombas Centrifugas Clasificación de los impulsores

Fundamentos de Bombas Centrifugas Clasificación de los impulsores 3. Basado en el tipo de Construcción 3.1 Cerrado 3.2 Abierto 3.3 Semi-Abierto

Fundamentos de Bombas Centrifugas Clasificación de los impulsores

Fundamentos de Bombas Centrifugas Clasificación de las Bombas Centrifugas 1. Orientación del eje 1.1 Vertical 1.2 Horizontal

Fundamentos de Bombas Centrifugas Clasificación de las Bombas Centrifugas 2. Cumplimiento con las normas de la industria: 2.1 Bomba ANSI - Según ASME B73.1/B73.2 2.2 Bomba API - Según API 610. 2.3 Bomba DIN - Según DIN 24256 2.4 Bomba ISO - Según ISO 2858 y 5199 2.5 Bombas UL/ FM - Según NFPA 20

Fundamentos de Bombas Centrifugas Clasificación de las Bombas Centrifugas 3. Número de impulsores 3.1 De una etapa: Bomba de un solo impulsor, para servicio de baja presión de descarga. 3.2 De dos etapas - Bomba de dos impulsores en serie, para servicio de media presión de descarga. 3.3 De tres o mas etapas – Bomba de tres o mas impulsores en serie, para servicio de alta presión de descarga.

Fundamentos de Bombas Centrifugas Clasificación de las Bombas Centrifugas 4. Tipo de Succión 4.1 De succión simple 4.2 De doble succión

Fundamentos de Bombas Centrifugas Clasificación de las Bombas Centrifugas 5. Tipo de Voluta 5.1 De voluta simple 5.2 De doble voluta

Fundamentos de Bombas Centrifugas Clasificación de las Bombas Centrifugas 6. Tipo de Soporte de Rodamientos 6.1 En voladizo (Overhung) 6.2 Entre cojinetes o rodamientos

Fundamentos de Bombas Centrifugas Clasificación de las Bombas Centrifugas 7. Ubicación de las bridas de Succión y Descarga 7.1 Succión lateral/descarga superior (end/top):

Fundamentos de Bombas Centrifugas Clasificación de las Bombas Centrifugas 7. Ubicación de las bridas de Succión y Descarga 7.2 Succión y descarga superior (top/top):

Fundamentos de Bombas Centrifugas Clasificación de las Bombas Centrifugas 7. Ubicación de las bridas de Succión y Descarga 7.3 Succión y descarga lateral (end/end):

Fundamentos de Bombas Centrifugas Clasificación de las Bombas Centrifugas 8. Orientación de la división de la Carcaza: 8.1 Horizontal o axialmente partida: La carcaza se encuentra dividida axialmente en dos partes: una superior y otra inferior. 8.2 Vertical o radialmente partida: La carcaza se encuentra dividida radialmente en dos partes: una llamada carcaza y la otra tapa.

Fundamentos de Bombas Centrifugas Clasificación de las Bombas Centrifugas 9. Conexión del eje de accionamiento 9.1 Acople integral (Close Coupled)

Fundamentos de Bombas Centrifugas Clasificación de las Bombas Centrifugas 9. Conexión del eje de accionamiento 9.2 Acople Directo (Eje Libre)

Fundamentos de Bombas Centrifugas Clasificación de las Bombas Centrifugas 10. Tipo de Servicio 10.1 Bombas no críticas 10.2 Bombas críticas

Fundamentos de Bombas Centrifugas Términos y Definiciones - Gravedad Específica: La gravedad específica de un fluido es su densidad comparada con la densidad del agua. La densidad no es más que la masa del fluido sobre el volumen que ocupa

Fundamentos de Bombas Centrifugas Términos y Definiciones

Fundamentos de Bombas Centrifugas Términos y Definiciones Cabezal de Presión: El término cabezal será entendido como la cantidad de presión o trabajo que la bomba puede suministrar, este es el termino internacionalmente aceptado cuando se discuta sobre presión.

Fundamentos de Bombas Centrifugas Términos y Definiciones Cabezal de Presión: PSI x 2.31 Cabezal (en Pies) = --------------------------------Gravedad Específica

Bar x 10.2 Cabezal (en m) = --------------------------------Gravedad Específica

Fundamentos de Bombas Centrifugas Términos y Definiciones

Fundamentos de Bombas Centrifugas Términos y Definiciones Capacidad: La capacidad de una bomba no es más que la cantidad de líquido que es movido o empujado por la bomba hacia un punto deseado en algún proceso. Este es comúnmente medido en galones por minuto (gpm) o metros cúbico por hora (m3/h).

Fundamentos de Bombas Centrifugas Términos y Definiciones La capacidad depende de un números de factores, tales como: 9Propiedades del líquido de proceso, esto es, viscosidad, gravedad específica, etc. 9Tamaño de la bomba, sección de la boquillas de succión y descarga. 9Tamaño del impulsor. 9Velocidad de rotación del impulsor RPM. 9Tamaño y forma de las cavidades y/o conductos entre los alabes. 9Condiciones de presión y temperatura en la succión y descarga de la bomba.

Fundamentos de Bombas Centrifugas Términos y Definiciones Viscosidad: La Viscosidad es la resistencia a fluir de los líquidos. La Viscosidad es la medida de esta resistencia y se expresa en diversas unidades siendo las más comunes los SSU (Segundos Saybolt Universales) y los Centipoise.

Fundamentos de Bombas Centrifugas Términos y Definiciones Succión Estática Negativa: La succión estática negativa esta presente cuando el nivel de liquido del lado de la succión esta por debajo de la línea central del impulsor de la bomba; el cual, en la mayoría de los casos coincide con el centro de la brida de succión.

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Fundamentos de Bombas Centrifugas Términos y Definiciones Succión Estática Positiva: La succión estática positiva esta presente cuando el nivel de liquido del lado de la succión esta por encima de la línea central del impulsor. Su magnitud corresponde a la distancia en pies desde el centro del impulsor al nivel mínimo del reservorio de succión.

Fundamentos de Bombas Centrifugas Términos y Definiciones

Fundamentos de Bombas Centrifugas Términos y Definiciones Presión Atmosférica: La presión atmosférica es el peso que la atmósfera ejerce a diferente altura. Por ejemplo: 9La presión atmosférica en una casa en Puerto La Cruz, la cual esta a nivel del mar, es 14.7 PSI. 9Una casa en Caracas, la cual esta a uno 900 m sobre el nivel del mar, tiene una presión atmosférica de 13.2 PSI. 9Una casa de retiro en la Colonia Tovar, la cual esta a 1830 m sobre el nivel del mar, tiene una presión atmosférica de aproximadamente 11.8 PSI.

Fundamentos de Bombas Centrifugas Términos y Definiciones

Fundamentos de Bombas Centrifugas Términos y Definiciones Presión Manométrica: La presión manométrica es una unidad de medida que expresa la presión que por encima de la presión atmosférica se esta ejerciendo sobre la superficie del fluido.

Fundamentos de Bombas Centrifugas Términos y Definiciones Presión Absoluta: La presión absoluta toma en consideración la presión atmosférica disponible en el lugar donde se este tomando la medición y la gravedad especifica del fluido.

Fundamentos de Bombas Centrifugas Términos y Definiciones Vacío o Presión Manométrica Negativa: El término vacío no es un término comúnmente aplicado cuando se habla de bombas centrifugas. Por definición cualquier presión menor a la presión atmosférica es entendida como una presión de vacío.

Fundamentos de Bombas Centrifugas Términos y Definiciones

Fundamentos de Bombas Centrifugas Términos y Definiciones

Fundamentos de Bombas Centrifugas Términos y Definiciones Presión de Vapor: La presión de vapor, usualmente expresada en términos absolutos, es la presión a la cual el líquido se evapora a una temperatura dada

Fundamentos de Bombas Centrifugas Términos y Definiciones El agua hierve a 100 C cuando la presión atmosférica es 14.7 PSIA, es decir a nivel del mar, sin embargo si incrementamos la altura hasta una elevación de unos 4500 m, (Nevado del Ruiz), donde la presión atmosférica es de unos 8.3 PSIA, el agua hervirá a unos 84 oC. En otras palabras la presión de vapor del agua a nivel del mar es 14.7 PSIA y a 4500 m 8.3 PSIA, por supuesto a 100 y 84 grados centígrados respectivamente.

Fundamentos de Bombas Centrifugas NPSH Y Cavitación Cuando hablamos de bombas centrífugas existe dos término que no debe dejar de aprenderse como lo son NPSHA (Net Suction Positive Head Available) o en español “Altura Neta de Succión Disponible”, y NPSHR (Net Suction Positive Head Required) en español “Altura Neta de Succión Requerida”. Un importante número de fallas de bombas y de problemas de operación de estas se debe principalmente a que estos parámetros no han sido considerados o calculados correctamente. El NPSHA esta directamente relacionado al sistema de tubería de succión de la bomba y el segundo es inherente a la bomba en sí.

Fundamentos de Bombas Centrifugas NPSH Y Cavitación NPSHA: El NPSHA es la altura total de succión disponible al ojo del impulsor de primera etapa expresado en términos de presión absoluta.

Fundamentos de Bombas Centrifugas NPSH Y Cavitación

Fundamentos de Bombas Centrifugas NPSH Y Cavitación

Fundamentos de Bombas Centrifugas NPSH Y Cavitación

Fundamentos de Bombas Centrifugas NPSH Y Cavitación

Fundamentos de Bombas Centrifugas NPSH Y Cavitación NPSHR: Este término se expresa en pies o metros absolutos y significa la mínima presión absoluta que es admitida en el ojo del impulsor. El NPSHR es una característica del diseño de la bomba y variará significativamente de un modelo de bomba a otro, de un tamaño a otro y de un fabricante a otro.

Fundamentos de Bombas Centrifugas NPSH Y Cavitación Paso 1: Reducción de la presión en la succión de la bomba:

Fundamentos de Bombas Centrifugas NPSH Y Cavitación Paso 2: Crecimiento de las burbujas

Fundamentos de Bombas Centrifugas NPSH Y Cavitación Paso 3: Colapso de las burbujas

Fundamentos de Bombas Centrifugas NPSH Y Cavitación Después del colapso de las burbujas, se crea una onda de choque en el punto de colapso. Esta onda de choque es la que actualmente se conoce con el nombre de “Cavitación”. Una vez que la bomba comienza a cavitar podemos notar algunos de los siguientes síntomas: 9Reducción en la capacidad de la bomba, esto es, bajo caudal del equipo. 9Disminución del cabezal de descarga. 9Sonido anormal, la bomba suena como si estuviera manejando piedras. 9Alta vibración por lo general se verán picos a alta frecuencia y a paso de alabe.

Fundamentos de Bombas Centrifugas Curvas de Funcionamiento Las curvas de funcionamiento son el resultado de pruebas que realizan los fabricantes de bombas. En ellas se encuentran las características hidráulicas principales que permiten realizar la selección. Estas curvas muestran para cada tamaño de impulsor lo siguiente: 9Caudal en GPM (m3/h) y Altura Dinámica Total pies (m). 9NPSHr (pies o m) 9Eficiencia. 9Potencia (Hp o KW)

Fundamentos de Bombas Centrifugas Curvas de Funcionamiento

Fundamentos de Bombas Centrifugas Curvas de Funcionamiento

Fundamentos de Bombas Centrifugas Curvas de Funcionamiento Válvula Cerrada (Shut off) Este punto es el punto más a la izquierda de la bomba y es donde la bomba entrega mayor presión. Sin embargo tal como su nombre lo indica no hay circulación de fluido (caudal = 0), este valor es muy útil durante el funcionamiento de la bomba ya que nos puede dar una idea del diámetro de impulsor de la bomba.

Fundamentos de Bombas Centrifugas Curvas de Funcionamiento B.E.P. (Best Eficiency Point) (Punto de Mayor eficiencia). El B.E.P es el punto de funcionamiento donde la bomba opera con mayor eficiencia, esto es, donde la transformación de velocidad en presión ocurre con mayor eficiencia. Existen muchos factores involucrados en la selección de una bomba y su buen funcionamiento. Los requerimientos del sistema determinarán si la bomba operará en el punto de mayor eficiencia. Hay muchos factores que contribuyen a seleccionar la bomba apropiada. Recuerde, cuando su sistema requiere mas caudal, el punto de operación se desplazará a la derecha, por lo que los valores de NPSHr aumentaran. Revise el NPSHa, este valor podría incluso determinar el tipo de bomba que se requiere.

Fundamentos de Bombas Centrifugas Curvas de Funcionamiento Final de Curva EOC Este valor es el punto de máximo caudal probado por el fabricante de la bomba, adicionalmente es el punto donde la bomba consume mayor potencia.

Curvas de Funcionamiento Potencia hidráulica está en función del caudal manejado, la altura dinámica y la gravedad específica. De acuerdo a la siguiente formula: Whp =

Q (gpm) x H (pies) x G.E. 3960

PERDIDAS HIDRAULICAS

PERDIDAS VOLUMETRICAS

EFICIENCIA DE UNA BOMBA

PERDIDAS MECANICAS

PERDIDAS HIDRAULICAS: Son las debidas al rozamiento o fricción del fluido con la carcaza y el impulsor y las ocasionadas por turbulencias originadas por los cambios bruscos de dirección. PERDIDAS VOLUMETRICAS: Son las recirculaciones de fluido que salen de la descarga y regresan a la succión de la bomba, además es el fluido que se pierde a través de los dispositivos de sellados propios de la bomba.

PERDIDAS MECANICAS: Son las ocurridas en los cojinetes, en la caja de estoperos y en los dispositivos de compensación del empuje axial. Salida

Whp Eficiencia de la Bomba = = Bhp Entrada Con lo cual conocemos la potencia al freno Q (gpm) x H (pies) x G.E. Bhp = 3960 x Eficiencia Bomba

Fundamentos de Bombas Centrifugas Curvas de Funcionamiento Leyes de Afinidad o Semejanza. Las bombas centrifugas cumplen con las leyes de afinidad las cuales rigen lo siguiente: 1. El flujo tiene un comportamiento lineal con la velocidad (RPM) o diámetro de impulsor 2. La presión tiene un comportamiento cuadrático con la velocidad (RPM) o diámetro de impulsor 3. La potencia de entrada tiene un comportamiento cúbico con la velocidad (RPM) o diámetro de impulsor.

Fundamentos de Bombas Centrifugas Curvas de Funcionamiento Leyes de Afinidad o Semejanza.

Fundamentos de Bombas Centrifugas Curvas de Funcionamiento Leyes de Afinidad o Semejanza.

Fundamentos de Bombas Centrifugas Curvas de Funcionamiento Leyes de Afinidad o Semejanza. En la siguiente figura se muestra un curva característica de una bomba a 1750 RPM. Ahora suponga que Ud. Tiene un diámetro de impulsor de 13”, pero necesita aumentar la velocidad mediante una correa a 200 RPM, ¿Cuál sería el comportamiento de la bomba?

Fundamentos de Bombas Centrifugas Curvas de Funcionamiento Leyes de Afinidad o Semejanza.

Fundamentos de Bombas Centrifugas Curvas de Funcionamiento Leyes de Afinidad o Semejanza.

Fundamentos de Bombas Centrifugas Curvas de Funcionamiento Leyes de Afinidad o Semejanza.

Fundamentos de Bombas Centrifugas Sistemas de Bombeo Para un diámetro de impulsor específico y una velocidad (RPM), una bomba centrifuga tiene ya determinado una curva de funcionamiento. El punto donde la bomba opera en su curva depende de las características del sistema en el cual ella está operando, llamado Curva del Sistema. Que es la relación entre el flujo y las pérdidas hidráulicas en un sistema. La representación de esto en una gráfica tiene forma de parábola, puesto que las pérdidas por fricción varían con el cuadrado de la rata de flujo.

Fundamentos de Bombas Centrifugas Sistemas de Bombeo

Fundamentos de Bombas Centrifugas Sistemas de Bombeo Sin Altura estática – Solo Fricción

Fundamentos de Bombas Centrifugas Sistemas de Bombeo Altura Estática Positiva

Fundamentos de Bombas Centrifugas Sistemas de Bombeo Altura Estática Negativa (Fuerza de Gravedad)

Fundamentos de Bombas Centrifugas Sistemas de Bombeo Regulación de Flujo de Bombas Centrífugas En muchas ocasiones es preciso trabajar durante mucho tiempo en condiciones de caudal inferiores al nominal. En esta situación se pueden realizar planteamientos que permitan ahorros energéticos considerables, implantando el sistema de regulación mas apropiado.

Fundamentos de Bombas Centrifugas Sistemas de Bombeo Regulación de Flujo de Bombas Centrifugas (Cont) Los métodos de regulación de caudal se obtiene mediante: 9Modificación de la curva Presión – Caudal del sistema sobre el que trabaja la bomba 9Modificación de la curva Presión – Caudal de la bomba. 9Modificación simultánea de ambas curvas caracterìsticas (sistema y bomba). 9Arranque o paro de la bomba.

Fundamentos de Bombas Centrifugas Sistemas de Bombeo Modificación de la curva Presión – Caudal del sistema sobre el que trabaja la bomba

Fundamentos de Bombas Centrifugas Sistemas de Bombeo Modificación de la curva Presión – Caudal del sistema sobre el que trabaja la bomba

Fundamentos de Bombas Centrifugas Sistemas de Bombeo Modificación de la curva de la bomba

Fundamentos de Bombas Centrifugas Sistemas de Bombeo Modificación simultanea de las curvas des del sistema y la bomba

Fundamentos de Bombas Centrifugas Sistemas de Bombeo Arranque y Paro de la Bomba Este es un sistema muy conveniente cuando se cuenta con un acumulador, tal como un hidroneumático o tanque elevado. Así la bomba operará con la válvula siempre abierta y cuando se halla llegado a la presión nominal en el hidroneumático o en el nivel alto en el tanque elevado, la bomba se parará, para volver a arrancar cuando el nivel o la presión, según sea el caso, halla llegado al nivel bajo. El sistema es energéticamente eficiente, pero tiene la limitante de que necesita el acumulador y no siempre es posible.

Fundamentos de Bombas Centrifugas Sistemas de Bombeo Bombas Trabajando en Serie o en Paralelo En los procesos u operaciones industriales existen requerimientos de flujo en los que es necesario utilizar un sistema de bombeo con más de una bomba; esto puede ser porque la demanda de caudal o de carga del proceso sea excesivamente variable.

Fundamentos de Bombas Centrifugas Sistemas de Bombeo Bombas Trabajando en Serie o en Paralelo (cont.) El uso de dos o más bombas, en lugar de una, permite que cada una de ellas opere en su mejor región de eficiencia la mayor parte del tiempo de operación, aún cuando los costos iniciales pueden ser mayores, el costo de operación más bajo y la mayor flexibilidad en la operación ayuda a pagar la inversión inicial.

Fundamentos de Bombas Centrifugas Sistemas de Bombeo Bombas Trabajando en Serie

Fundamentos de Bombas Centrifugas Sistemas de Bombeo Bombas Trabajando en Serie

Fundamentos de Bombas Centrifugas Sistemas de Bombeo Bombas Trabajando en Paralelo

Fundamentos de Bombas Centrifugas Sistemas de Bombeo Bombas Trabajando en Paralelo

Fundamentos de Bombas Centrifugas Principales Normas Aplicables Existen muchas normas aplicables a las bombas centrifugas, sin embargo nosotros solo vamos a mencionar aquellas que son de mayor uso en la industria petrolera. 9ANSI B73.1 (2001) 9API 610 10ma. Edición. 9NFPA 20 9HI (Hydraulic Institute) 9BS 5257 9DIN EN ISO 5199

Fundamentos de Bombas Centrifugas Principales Normas Aplicables ANSI B73.1 (2001) Este estándar cubre las bombas centrífugas horizontales, de una (01) etapa, con diseño de succión en el extremo y descarga vertical (end –top) sobre la línea de centros del eje. Esta norma incluye requisitos dimensionales para la íntercambiabilidad y ciertas características de diseño para facilitar la instalación y el mantenimiento. La intención de esta norma es que las bombas de la misma designación estándar, de cualquier fabricante sean intercambiables con respecto a dimensiones de montaje, tamaño y localización de las bridas de succión y de descarga, los ejes, las bases (skids), y los agujeros de perno de la fundación.

Fundamentos de Bombas Centrifugas Principales Normas Aplicables ANSI B73.1 (2001)

Fundamentos de Bombas Centrifugas Principales Normas Aplicables ANSI B73.1 (2001)

Fundamentos de Bombas Centrifugas Principales Normas Aplicables API 610 (2001) Cubre los requisitos mínimos para la construcción de bombas centrífugas, para el uso en refinerías de petróleo, los productos químicos pesados, y servicios de la industria del gas. Los tipos de la bomba cubiertos por este estándar se pueden clasificar ampliamente de acuerdo a los siguientes esquemas: en voladizo, entre cojinetes, y suspendidas verticalmente.

Fundamentos de Bombas Centrifugas Principales Normas Aplicables API 610 (2001)

Clasificación API Clasificación según API 610 10a Edición Bomba tipo OH1: Diseño en voladizo, Simple etapa, montaje de pie (No reúne todos requerimientos de este estándar Internacional) .

Clasificación API Clasificación según API 610 10a Edición Bomba tipo OH1 (ANSI) .

Clasificación API Clasificación según API 610 10a Edición Bomba tipo OH1 (ANSI Típica) . 1- Succión 2- Impulsor 3- Descarga 4- Cubierta trasera 5- Eje 6- Sello/Empaquetadura 7- Brida/Prensaestopas 8- Cojinetes

Utilizadas en la industria química y petroquímica. Sus medidas son normalizadas, se puede intercambiar bombas sin modificaciones. Tienen impulsor abierto o semi abierto para manejar sólidos en suspensión. Hay dos proveedores fundamentales: Durco (Flowserve) y Goulds (ITT). Soportes de cojinete de hierro fundido. Bases de chapa plegada, bases antivibración o poliméricas. Muchas metalurgias disponibles, además de versiones no metálicas.

Clasificación API Clasificación según API 610 10a Edición Bomba tipo OH2: Diseño en voladizo, simple etapa, montaje centrado. Tiene una caja de rodamiento simple para absorber todas las fuerzas impuestas sobre el eje manteniendo el rotor en su posición durante la operación. Estas bombas son instaladas en una base y están conectadas por un acople flexible al elemento conductor.

Clasificación API Clasificación según API 610 10a Edición Bomba tipo OH2 (API)

Clasificación API Clasificación según API 610 10a Edición Bomba tipo OH2 (API Típica)

Utilizadas en la industria petrolera (downstream & upstream) y petroquímica. • Sus medidas no son normalizadas, las bases se hacen a medida. • Tienen impulsor cerrado con anillos de desgaste. • Hay varios proveedores: Flowserve, Goulds, Sulzer, David Brown, Marelli, KSB, etc. • Soportes de cojinete de acero fundido. • Bases tipo drim rain con apoyos centrados. • Metalurgias acotadas a lo que indica la norma API 610. •

Clasificación API Clasificación según API 610 10a Edición Bomba tipo OH3: Diseño en voladizo, simple etapa, montaje vertical “In-line” con soportes separados. Tiene una caja de rodamiento integrada a la bomba para absorber todas las cargas al rotor. El elemento conductor es montado en un soporte integrado a la bomba. La bomba y el elemento conductor están conectadas por un acople flexible.

Clasificación API Clasificación según API 610 10a Edición Bomba tipo OH3 (Vertical “In-line” API)

Clasificación API Clasificación según API 610 10a Edición Bomba tipo OH4: Diseño en voladizo, simple etapa, montaje vertical “In-line” con acople rigido. El acople rigido mantiene al eje de la bomba unido firmemente al eje del elemento conductor ( No reune todos los requerimientos de este estandar internacional)

Clasificación API Clasificación según API 610 10a Edición Bomba tipo OH4 (Vertical “In Line”)

Clasificación API Clasificación de según API 610 10a Edición Bomba tipo OH5: Diseño en voladizo, simple etapa, montaje vertical “In-line” con acople cerrado. Con el acople cerrado el impulsor se monta directamente sobre el eje del elemento conductor ( No reune todos los requerimientos de este estandar internacional)

Clasificación API Clasificación de según API 610 10a Edición Bomba tipo OH5 (Vertical In Line)

Clasificación API Clasificación según API 610 10a Edición Bomba tipo OH6: Diseño en voladizo, simple etapa, con caja de engranaje conductora de alta velocidad. Estas bombas incrementan la velocidad por medio de una caja de engranaje integral. El impulsor es montado directamente sobre la salida del eje de la caja de engranaje. No hay acople entre la caja de engranaje y la bomba, sin embargo, la caja de engranaje es acoplada flexiblemente al elemento conductor. Estas bombas pueden ser orientadas vertical u horizontalmente.

Clasificación API Clasificación según API 610 10a Edición Bomba tipo OH6:

Clasificación API Clasificación según API 610 10a Edición Bomba tipo BB1: Bomba de diseño axialmente partida y una o dos etapas con eje entre rodamientos.

Clasificación API Clasificación según API 610 10a Edición Bomba tipo BB1:

Clasificación API Clasificación según API 610 10a Edición Bomba tipo BB2: Bomba de diseño radialmente partida y una o dos etapas con eje entre rodamientos.

Clasificación API Clasificación según API 610 10a Edición Bomba tipo BB2:

Clasificación API Clasificación según API 610 10a Edición Bomba tipo BB3: Bomba de diseño axialmente partida multietapas con eje entre rodamientos.

Clasificación API Clasificación según API 610 10a Edición Bomba tipo BB3:

Clasificación API Clasificación según API 610 10a Edición Bomba tipo BB4: Bomba de diseño de carcaza simple radialmente partida, multietapas con eje entre rodamientos. Estas bombas son también llamadas de sección de anillos, segmentos de anillos o de segmentos unidos por barras y tienen un potencial sendero de fuga por cada segmento.

Clasificación API Clasificación según API 610 10a Edición Bomba tipo BB4:

Clasificación API Clasificación según API 610 10a Edición Bomba tipo BB5: Bomba de diseño de doble carcaza radialmente partida, multietapas con eje entre rodamientos.

Clasificación API Clasificación según API 610 10a Edición Bomba tipo BB5:

Clasificación API Clasificación según API 610 10a Edición Bomba tipo VS1: Bomba de profundidad verticalmente suspendida, carcasa simple con difusores de descarga a través de la columna.

Clasificación API Clasificación según API 610 10a Edición Bomba tipo VS1:

Clasificación API Clasificación según API 610 10a Edición Bomba tipo VS2: Bomba de profundidad verticalmente suspendida, carcasa simple con la voluta descarga de a través de la columna.

Clasificación API Clasificación según API 610 10a Edición Bomba tipo VS2:

Clasificación API Clasificación según API 610 10a Edición Bomba tipo VS3: Bomba de profundidad verticalmente suspendida, carcasa simple de flujo axial con descarga de a través de la columna.

Clasificación API Clasificación según API 610 10a Edición Bomba tipo VS3:

Clasificación API Clasificación según API 610 10a Edición Bomba tipo VS4: Bomba verticalmente suspendida, carcasa simple, voluta en línea con el eje conductor en el colector.

Clasificación API Clasificación según API 610 10a Edición Bomba tipo VS4:

Clasificación API Clasificación según API 610 10a Edición Bomba tipo VS5: Bomba verticalmente suspendida en voladizo.

Clasificación API Clasificación según API 610 10a Edición Bomba tipo VS5:

Clasificación de Bombas Centrífugas Clasificación según API 610 10a Edición Bomba tipo VS6: Bomba doble carcaza con difusores verticalmente suspendidos.

Clasificación API Clasificación según API 610 10a Edición Bomba tipo VS6:

Clasificación API Clasificación según API 610 10a Edición Bomba tipo VS7: Bomba doble carcaza con voluta verticalmente suspendida.

Clasificación API Clasificación según API 610 10a Edición Bomba tipo VS7:

Elementos de una Bomba Centrífuga Elemento Conductor Acople

Bomba

Elemento Conductor Motor: Suministra la potencia

1. Eléctrico

Baja Potencia

2. Combustión Interna Gasolina

Media Potencia

Diesel

3. Turbina Hidráulica Gas Vapor

Alta Potencia

Acople Acople

Bomba

* Transmite Potencia – Torque * Transmite Rotación

Conector

Acople

Motor

Acople Tipos de Acople 1. Rígidos Bridados Partidos

Alta Precisión No Admite Desviación Alta Potencia/Alta Velocidad

2. Flexibles Cadena Engranajes Resorte en Rejilla Elastoméricos

Precisión Normal Absorbe Desviación Servicio General

Acople

Acople Rígido EMBRIDADO VERTICAL •

Solo vertical

•

Alta Precisión

Acople

Acople Rígido PARTIDO AXIALMENTE •

Solo horizontal

•

Alta Precisión

•

Costoso

Acople

Acople Flexible CADENA •

Requiere Lubricación

•

Transmite torque moderado

Acople Acople Flexible

ENGRANAJES •

Requiere Lubricación

•

Transmite alto torque

Acople Acople Flexible

RESORTE EN REJILLA •

Requiere Lubricación

•

Transmite torque moderado

Acople

Acoples Flexibles Elastoméricos ESTRELLA •

No requiere Lubricación

•

Transmite bajo torque

Acople Acoples Flexibles Elastoméricos ESTRELLA •

No requiere Lubricación

•

Transmite bajo torque

Acople

Acoples Flexibles Elastoméricos TACOS •

No requiere Lubricación

•

Torque según dureza de material

Acople

Acoples Flexibles Elastomericos TIPO LLANTA o RUEDA •

No requiere Lubricación

•

Mediano torque y velocidad

Acople

Acople Flexible EMBRIDADO CON DISCO DE MEMBRANAS •

No requiere Lubricación

•

Altas potencias y velocidades

Acople DIAFRAGMA

Acople Flexible

•

No requiere Lubricación

•

Bajas potencias y velocidades

Bomba Centrifuga, Componentes Bomba Centrifuga ANSI Eje Impulsor

Rodamientos

Dispositivo de Sellado

Carcaza

Bomba Centrifuga, Componentes Bomba Centrifuga API Rodamientos Impulsor

Eje Dispositivo de Sellado Carcaza

Bomba Centrifuga, Componentes Cojinetes Todos los equipos rotativos, incluyendo las bombas centrifugas, requieren de cojinetes para soportar y posicionar axial y radialmente al rotor. Los cojinetes deben mantener relativamente constante la posición del rotor bajo cargas fluctuantes. Los tipos mas comunes de cojinetes encontrados en las bombas centrifugas son: Fricción y Antifricción. Estos cojinetes operan bajo diferentes principios básicos, cuyo limite de funcionamiento esta determinado por la relación carga – velocidad.

Bomba Centrifuga, Componentes Cojinete Antifricción o Rodamiento Están conformados por un conjunto de bolas o rodillos que mantienen separadas las partes estáticas y dinámicas. Podemos identificar cuatro partes básicas: • • • •

Anillo o pista interno. Anillo o pista externo. Elementos rodantes (Cilíndricos, esféricos, cónicos, etc) Jaula.

Este es el tipo mas común de cojinete encontrado en la mayoría de las aplicaciones debido a su gran capacidad de cargas versus velocidad.

Bomba Centrifuga, Componentes

Bomba Centrifuga, Componentes

Función de Rodamientos 1. Apoyo del eje 2. Permitir giro del eje 3. Absorber las cargas: radial y axial

Bomba Centrifuga, Componentes Ubicación de los rodamientos en una bomba Centrífuga en Voladizo, Tipo ANSI

Bomba Centrifuga, Componentes

Arreglos de Rodamientos Rodamiento de bolas arreglo sencillo Es el más usado para carga radial. Sin embargo, puede soportar cargas axiales en servicios ligeros.

Bomba Centrifuga, Componentes Arreglos de Rodamientos Rodamiento sencillo de contacto angular Diseñado para soportar cargas fuertes en una sola dirección

Bomba Centrifuga, Componentes

Arreglos de Rodamientos Rodamiento de contacto angular en serie Diseñado para soportar cargas fuertes distribuidas en una sola dirección,

Bomba Centrifuga, Componentes

Arreglos de Rodamientos Rodamiento contacto angular cara contra cara Diseñado para soportar cargas fuertes en las dos direcciones pero por un rodamiento a la vez

Bomba Centrifuga, Componentes

Arreglos de Rodamientos Rodamiento de contacto angular espalda contra espalda Diseñado para soportar cargas fuertes en las dos direcciones pero por un rodamiento a la vez

Bomba Centrifuga, Componentes

Lubricación de Rodamientos Por Salpique Por Circulación Forzada

Bomba Centrifuga, Componentes

Eje para Bomba en Voladizo Fuerzas debido a loads cargas radiales peso del impulsor Forces due to radial and impelleryweight

D

X

L

Bomba Centrifuga, Componentes

Impulsor

Impulsor Abierto

Impulsor Cerrado

Bomba Centrifuga, Componentes Recorrido del Fluido

Rotación

Bomba Centrifuga, Componentes

Tipos de Impulsores Son diseñados en variados anchos y perfiles en proporción a su velocidad específica Velocidad Específica

Bomba Centrifuga, Componentes

Impulsor Abierto Sin tapa frontal Menos eficiente que el cerrado. La holgura con la carcaza es mayor. Las pérdidas volumétricas interiores (de retorno) aumentan

Bomba Centrifuga, Componentes Impulsor Semi Cerrado Cerrado con Anillos de Desgaste La holgura con la carcaza es menor. Minimiza las pérdidas volumétricas interiores (retorno).

Bomba Centrifuga, Componentes

Impulsor Cerrado Cerrado con anillos de desgaste en ambos lados y agujeros de balance. Reduce presión en caja de sellado.

Bomba Centrifuga, Componentes

Impulsor Cerrado

Agujeros de Balance

Bomba Centrifuga, Componentes

La Voluta Transforma energía cinética en energía de presión. Conduce convenientemente el fluido

Bomba Centrifuga, Componentes

Doble Voluta La doble voluta balancea las fuerzas radiales. Usado en bombas grandes. Las fuerzas radiales iguales y opuestas alrededor del impulsor requieren ser balanceadas.

Dispositivos de sellado

Empaquetadura

Dispositivos de sellado

Sello Mecánico

Dispositivos de sellado

Sello Mecánico Básico Sellado Terciario (3) Sellado Primario Sellado Secundario (3) Resorte (4) (Fuerza del Resorte)

Componentes metálicos (5)

Cara de contacto o Anillo Primario (2)

Anillo Estacionario Asiento (1)

Dispositivos de sellado Película de Lubricación entre las Caras del Sello Mecánico

• • • •

En funcionamiento, el fluido a presión se introduce entre las caras. El fluido introducido, forma una película que las lubrica. La presión hidráulica a la vez cierra las caras. La presión hidráulica de cierre es la presión en el alojamiento del sello.

Dispositivos de sellado Película de Lubricación entre las Caras del Sello Mecánico Carcaza de Bomba

Brida

Fluido de Proceso

Anillo Primario

Asiento

Fuga Invisible: Fluido evapora al contacto con la atmósfera

Película de Lubricación

Fundamentos de Bombas Centrifugas Principales Normas Aplicables NFPA 20 Este estándar se ocupa de la selección y de la instalación de las bombas que proveen el líquido para la protección contra incendios También incluye: succión, descarga, y equipo auxiliar; fuentes de alimentación, incluyendo arreglos de la fuente de alimentación; impulsión y control eléctricos; impulsión y control del motor diesel; impulsión y control de la turbina de vapor; y pruebas y operación de aceptación.

Fundamentos de Bombas Centrifugas Principales Normas Aplicables Hydraulic Institute (HI) Estas normas están dedicadas para realizar ingeniería, fabricación y uso de equipos de bombeo, Estas normas pretenden eliminar malentendidos entre los fabricantes, los compradores y los clientes. Las normas del Hydraulic Institute son utilizadas extensamente y dirigida para los consultores, contratistas, fabricantes, bibliotecas universidades, y usuarios de las bombas.

Fundamentos de Bombas Centrifugas Criterios de Selección 9Capacidad de la bomba. También considerar si esta capacidad cambia con la operación de su proceso. 9Presión (m o pies) necesaria a diversas capacidades. 9Necesidad de materiales especiales para los componentes de la bomba. 9NPSHA 9Tipo de Servicio: Intermitente o Continuo. 9Eficiencia deseada 9Temperatura de Operación 9Norma o Estándar a cumplir.

Fundamentos de Bombas Centrifugas Criterios de Selección 9El equipo será suministrado con sello mecánico o empaquetadura. 9La bomba necesitará chaqueta de calentamiento o enfriamiento. 9Tipo de impulsor. 9Tipo de bomba: Acople Integral o Eje Libre 9Tipo Acople. 9Velocidad (RPM) 9Tipo de Accionador 9Tipo de Variador de Velocidad.