Bombas

UNIVERSIDAD VERACRUZANA FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA

REGION POZA RICA TUXPAN

MANUAL DE MANTENIMIENTO PARA BOMBAS CENTRFUGAS MULTIPASOS

PARA SUMINISTRO DE AGUA EN PLANTAS DE PROCESO.

TRABAJO PRCTICO EDUCATIVO

QUE PARA OBTENER EL TITULO DE:

INGENIERO MECNICO ELCTRICISTA

PRESENTA:

XAVIER SANTIAGO DOMNGUEZ

DIRECTOR DE TRABAJO RECEPCIONAL ING. CSAR IGNACIO VALENCIA GUTIRREZ

POZA RICA, VER. MAYO DE 2009.

MANUAL DE

MANTENIMIENTO PARA BOMBAS CENTRFUGAS

MULTIPASOS PARA SUMINISTRO DE

AGUA EN PLANTAS DE

PROCESO.

DEDICATORIA

Dedico ste trabajo prctico educativo a mi familia, ya que sin su apoyo y

paciencia llegar al punto en el que ahora me encuentro hubiese sido imposible.

A mis padres Demetrio Santiago San Juan.

Mara del Pilar Domnguez Arroyo.

A mis hermanos Manolo Santiago Domnguez.

Oswaldo Santiago Domnguez.

Edith Santiago Domnguez.

A quienes debo todo lo que soy y pueda llegar a ser.

AGRADECIMIENTOS

Agradezco a mis padres por haberme proporcionado los

medios necesarios para llevar acabo mis estudios.

Agradezco a mis hermanos el apoyo que me brindaron, para

poder terminar mis estudios en esta casa de estudios.

Agradezco tambin a mis compaeros por haberme brindado

su amistad; as como a mis profesores por los conocimientos

adquiridos.

Agradezco a mi director de trabajo recepcional

Ing. csar Ignacio Valencia Gutirrez el apoyo en la

realizacin de ste trabajo.

En general agradezco a cada persona que de cualquier

manera contribuyo en ste trabajo.

1 MANUAL DE MANTENIMIENTO PARA BOMBAS CENTRFUGAS MULTIPASOS PARA SUMINISTRTO DE AGUA EN PLANTAS DE PROCESO.

Tabla de contenido INTRODUCCIN ................................................................................................................. 4 Captulo I ............................................................................................................................... 5 JUSTIFICACION .................................................................................................................. 6 TIPO Y NATURALEZA DEL TRABAJO ........................................................................... 8 CARACTERISTICAS Y FUNCIONES ESENCIALES. ................................................... 9

Captulo II .................................................................................................................................... 10

PROCESOS DEL TRABAJO.................................................................................................... 11

1.0 ESTACIONES DE BOMBEO. ............................................................................................ 11

1.1 Gastos de Bombeo. ............................................................................................................. 11

1.2 Cargas de Bombeo. ............................................................................................................ 11

1.3 Requisitos de Potencia (terica). ...................................................................................... 11

1.4 Tipo y Nmero de Bombas. ............................................................................................... 12

1.5. Caractersticas del Crcamo de Bombeo. ...................................................................... 13

2.0. CLASIFICACION Y TIPOS DE ESTACIONES DE BOMBEO. .................................... 15

2.1. Clasificacin. ....................................................................................................................... 15

2.2. Tipos Bsicos. ..................................................................................................................... 15

2.2.A. Estaciones de dos cmaras. ......................................................................................... 15

2.2.B. Estaciones de una cmara. ........................................................................................... 15

2.3. Dimensionamiento de las Cmaras Secas. ................................................................... 15

2.3. A. Cmaras con Carga de Succin: ................................................................................ 17

2.3.B. Cmaras con Altura de Succin : ................................................................................. 18

2.4. Dimensionamiento de la Cmara Hmeda. ................................................................... 19

2.5. Alternativas para calcular el volumen del crcamo. ...................................................... 20

3.0. Planteamiento de la Instalacin. ...................................................................................... 21

3.1. Recomendaciones para una correcta instalacin del equipo. ..................................... 21

3.1. A. Reglas generales a considerar. ................................................................................... 22

3.1. B. Requisitos en la succin ............................................................................................... 24

3.1. C. Requisitos en la descarga. ........................................................................................... 24

3.1. D. Materiales. ...................................................................................................................... 25

3.1. E. Accesorios. ..................................................................................................................... 25


3.1.F. Consideraciones adicionales. ....................................................................................... 26

3.2. Edificios. ............................................................................................................................... 27

4.0 DESCRIPCION GENERAL DE COMPONENTES DE LA BOMBA. ............................ 28

4.1. DATOS TCNICOS. .......................................................................................................... 29

4.2. ELEMENTOS DE LA BOMBA CENTRFUGA. .............................................................. 32

4.3. CARACTERSTICAS DE LAS BOMBAS CENTRFUGAS. ......................................... 39

5.0. MANTENIMIENTO A COMPONENTES DE LA BOMBA CENTRFUGA. ................. 44

5.1. General: ........................................................................................................................... 44

5.2. Caja de la bomba: .......................................................................................................... 44

5.3. Elemento rotativo ............................................................................................................ 44

5.3.a. Desensamble de impulsores y mangas de balanceo ................................................ 44

5.3.b. Reemplazo de impulsores y manga de balanceo ...................................................... 45

5.4. Cajas de chumaceras y chumaceras .............................................................................. 45

5.4.a. Lubricante recomendado ............................................................................................... 46

5.4.b. Sistema de lubricacin ................................................................................................... 46

5.4.c. Desensamble de chumaceras ....................................................................................... 46

5.4.d. Inspeccin, limpieza y mantenimiento ......................................................................... 46

5.4.e. Reensamble de chumaceras ......................................................................................... 47

6.0 OPERACIN DE LA BOMBA CENTRFUGA. ................................................................ 51

6.1. Revisin preliminar ............................................................................................................. 51

6.2. Arranque .............................................................................................................................. 51

6.3. Revisin en operacin ....................................................................................................... 51

6.4. Guiado .................................................................................................................................. 51

6.5. Paro ...................................................................................................................................... 52

6.6. Localizacin de problemas ................................................................................................ 52

7.0 ACCIONES DE MANTENIMIENTO DE BOMBAS CENTRFUGAS ........................... 53

7.1. Mantenimiento correctivo. ................................................................................................. 54

7.2. Mantenimiento preventivo ................................................................................................. 54

7.3. Mantenimiento predictivo. ................................................................................................ 57

7.4. Mantenimiento productivo total. ....................................................................................... 58


7.5. Mantenimiento dirigido a la confiabilidad (RCM). ......................................................... 59

7.6. Mantenimiento alterno. ...................................................................................................... 60

I. ASPECTOS SELECTIVOS. .................................................................................................. 62

II. ASPECTOS DIRECTIVOS ................................................................................................... 63

III. ASPECTOS GENERALES .................................................................................................. 64

IV. CLASIFICACIN DE EQUIPOS. ....................................................................................... 65

7.7. Mantenimiento de oportunidad. ........................................................................................ 66

7.8. Mantenimiento de mejora. ................................................................................................. 66

8.0. Acciones preliminares para el mantenimiento aplicadas a la bomba centrfuga

multipasos. .................................................................................................................................. 66

8.1. Procedimiento de mantenimiento. ................................................................................... 67

8.2. Reensamble de piezas. ..................................................................................................... 67

9.0. Manejo de refacciones. ...................................................................................................... 68

Captulo III ............................................................................................................................... 70

APORTACIONES Y CONTRIBUCIONES AL DESARROLLO........................................ 71

BIBLIOGRAFIA ....................................................................................................................... 72

ANEXOS .................................................................................................................................. 73

Dibujo de referencias. ............................................................................................................ 81

Dibujo de partes de ensamble. ............................................................................................. 82


INTRODUCCIN En cualquier industria, edificio, instalacin o maquinaria late un pequeo corazn, que bombea lquidos, y de cuyo buen funcionamiento dependen importantes actividades. La bomba centrfuga, tericamente sencilla en su concepcin y diseo, ofrece dificultades en su marcha y mantenimiento, que exige conocerla muy bien por parte de los operarios. Es decir, que deben adquirir una slida formacin en los problemas de marcha y de correccin preventiva de los fallos y averas. En este trabajo, se propone que, el responsable de operacin y mantenimiento de una bomba centrfuga, sea capaz de conocer:

La composicin, estructura y funcionamiento hidrulico de la mquina, y su integracin en el proceso.

Los incidentes, fallos y averas que se producen en ella.

La causa de dichos incidentes.

Las mejoras o mantenimiento modificativo de deben introducirse para erradicarlos.

La buena ejecucin de los montajes, desmontajes y reparaciones.

La gestin adecuada de repuestos.

La optimizacin de su ciclo de funcionamiento.

El mantenimiento preventivo y predictivo de un equipo de bombeo.

Los accionamientos de la bomba equipo elctrico, motor, acoplamiento, reductores, y su buen mantenimiento.

En grandes centros de proceso (refineras, qumicas, centrales trmicas, centrales nucleares), la bomba constituye el soporte principal del mismo. Los equipos de mantenimiento deben extremar sus cuidados para lograr su buena marcha. En estas empresas, gran parte del presupuesto anual de mantenimiento lo absorben los equipos de bombeo, y la buena formacin de sus operarios debe repercutir a corto y medio plazo, en un aumento de la disponibilidad y en una reduccin del citado costo de mantenimiento.


Captulo I

Captulo I

MANUAL DE MANTENIMIENTO PARA BOMBAS CENTRFUGAS MULTIPASOS PARA SUMINISTRTO DE AGUA EN PLANTAS DE PROCESO.

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JUSTIFICACION Existe una serie de conceptos para definir el mantenimiento. En el caso especfico de los sistemas de abastecimiento de agua, debe tenerse en cuenta lo siguiente:

La calidad del agua es variable. Se emplean diversos procesos de tratamiento de agua. No existen dos estaciones de tratamiento similares; es decir, que tengan

igual tamao, el mismo tipo de construccin y tiempo de servicio y similar calidad del agua tratada.

No existen dos estaciones idnticas en organizacin, personal y control. En las plantas de tratamiento de agua existe una gran variedad de

equipos y diversos proveedores. De todo esto se concluye que no existe un sistema nico de mantenimiento, pero s un conjunto de actividades con fines comunes. Entonces, se puede definir genricamente al mantenimiento como la conservacin o proteccin de componentes o equipos para una condicin determinada, especialmente en lo que se refiere a su eficiencia y bajo costo de operacin. Existen varias razones por las cuales un sistema de tratamiento y distribucin de agua debe tener un servicio organizado de mantenimiento de sus instalaciones y equipos. Una de ellas es el hecho de que el abastecimiento de agua constituye, sin lugar a dudas, el servicio ms importante y no puede tener interrupciones imprevistas. Otra razn consiste en que, una vez implantado el mantenimiento, los costos se reducen. Entre las principales ventajas del mantenimiento, podemos mencionar las siguientes:

mejor conservacin de los equipos; aumento de la calidad y de la productividad; disminucin de paralizaciones imprevistas; disminucin de reparaciones; reduccin de horas extra de trabajo, y reduccin de costos.

El programa de mantenimiento constituye una sistematizacin de todas las actividades y estrategias destinadas a prevenir los daos. Su objetivo bsico es garantizar la disponibilidad de la instalacin para atender el programa de produccin con calidad y productividad y asegurar costos adecuados.

Captulo I


7

Para elaborar el programa de mantenimiento, se deben tener en cuenta los siguientes puntos:

1. Registro de equipos, agrupados por secciones; 2. descripcin de las actividades para el mantenimiento, y 3. plan estratgico.

Los manuales son procedimientos de trabajo que se preparan para ayudar al personal de mantenimiento. Se elaboran teniendo en cuenta los catlogos de los equipos suministrados por el fabricante y la experiencia de los tcnicos. Para esto se elaboran los siguientes manuales:

1. manual de mantenimiento del equipo; 2. manual para eliminar averas del equipo.

Un manejo carente de planificacin genera sobrecostos por el gran nmero de repuestos que se requieren, o bien deriva en largas paralizaciones en la produccin debido a la falta de ellos. Entre los factores que determinan la cantidad de repuestos, estn los siguientes: la cantidad utilizada; la frecuencia de reemplazo; los efectos en la operacin o depreciacin, lo cual es importante para no

invertir dinero en partes o piezas que, por lo general, se reemplazan con baja frecuencia.

En esta actividad se emplean datos histricos para predecir el futuro, teniendo en cuenta que sin una evaluacin, cualquier sistema de mantenimiento tiende a fracasar. Para la evaluacin, se analizan los datos o la informacin contenida en las fichas de trabajo. Esta evaluacin hace posible lo siguiente:

ajustar el programa y mantener actualizados los manuales de mantenimiento;

analizar los trabajos realizados y los materiales empleados a fin de determinar los costos de mantenimiento, para efectos de programacin y control del presupuesto;

determinar los costos que demanda la gestin administrativa del almacenamiento, adquisicin y uso de los repuestos, e

informar a los dems sobre lo que se ha realizado y lo que se pretende realizar.

Captulo I


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TIPO Y NATURALEZA DEL TRABAJO Con el objeto de capacitar tanto a alumnos como a cualquier otra persona interesada, se ha implementado el siguiente trabajo prctico educativo orientado a las personas que trabajan en el rea de bombas centrfugas y sistemas de bombeo. Con este enfoque, este trabajo recepcional fue elaborado el presente manual de mantenimiento a bombas multipasos, que sirve de base para otras investigaciones de entrenamiento general. Este trabajo prctico educativo fue desarrollado por un equipo de profesionales con slida experiencia en este campo, cuyo objetivo es presentar de manera concisa y de forma clara y simple, los conceptos, informaciones y datos esenciales en la diaria tarea que realizan los profesionales que trabajan con bombas centrfugas y sistema de bombeo, entregando una base slida para el desenvolvimiento y perfeccionamiento en esta rea. El objetivo de este trabajo recepcional no es profundizar en algunos temas especficos, para los cuales el lector deber, en caso de ser necesario, consultar literatura tcnica especializada.

Captulo I


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CARACTERISTICAS Y FUNCIONES ESENCIALES. Para una mayor facilidad en el uso, el presente trabajo prctico educativo ha sido ordenado y dividido convenientemente en nueve captulos o secciones, que abordan los principales tpicos relacionados con el tema. Los principales objetivos que se intentan abordar son los siguientes: Conocer las diferentes configuraciones de los sistemas de bombeo que se

presentan en la industria para el suministro de agua. Poder realizar Montajes y Puestas en Marcha de Moto-Bombas, conforme a

las Especificaciones Tcnicas del Fabricante y las Reglas Generales impartidas en el Curso.

Establecer un Plan de Mantenimiento Preventivo del Grupo Moto-Bomba,

incluidos los elementos de Acoplamiento y conexionado. Ejecutar un Mantenimiento Correctivo de una Bomba Centrfuga en todos

sus Elementos Constructivos y dejar a Origen los Elementos daados para poder seguir utilizando con garanta Repuestos Originales.

Realizar modificaciones de menor importancia, para sustituir Repuestos

Originales Obsoletos por otros de reconocido rendimiento, o rpida entrega, existentes en el Mercado.

Realizar todas estas posibles operaciones dentro de un mbito de

Seguridad y Calidad ptima.

Captulo II


10

Captulo II

Captulo II


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PROCESOS DEL TRABAJO.

1.0 ESTACIONES DE BOMBEO.

1.1 Gastos de Bombeo.

La estacin de bombeo trabajar con un gasto mximo igual al del da de mximo consumo y se debern considerar capacidades de bombas para los gastos mnimo y menores que el mximo, mientras que se llega al periodo de diseo. Los equipos de bombeo pueden ir aumentndose a medida que lo requieran las necesidades.

1.2 Cargas de Bombeo.

Deber obtenerse y analizarse la informacin relacionada con la Carga Dinmica Total (CDT): alturas de succin y descarga y alturas totales, estticas y dinmicas, que se tendrn bajo las diferentes condiciones de bombeo.

1.3 Requisitos de Potencia (terica).

Los requisitos de potencia son el producto de los gastos y altura de bombeo, considerando la eficiencia de los equipos. La frmula principal para estimar la potencia terica necesaria para los motores, es la siguiente:

Donde:

Bombas chicas a 2 de succin 30 50% Bombas medianas 2 a 6 de succin 50 75% Bombas grandes 6 o mayores 75 80%

Captulo II


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1.4 Tipo y Nmero de Bombas.

Los diferentes tipos de bombas que existen en la industria, son de caractersticas tan variadas que rebasan, con mucho, los alcances del presente documento, por lo que a continuacin se presenta su clasificacin, considerando nicamente las de mayor utilizacin, en los sectores de agua potable, aguas negras y pluviales que son de tipo centrfuga.

1.4. A. Clasificacin de las bombas por el tipo de succin.

Las Bombas, de acuerdo con su tipo de succin, se pueden clasificar en: Simple Succin. Doble Succin. Clasificacin de las bombas por su direccin de flujo.

Bombas de Flujo Radial. Bombas de Flujo Axial. Bombas de Flujo Mixto.

Clasificacin de las bombas por la posicin de su flecha. Bombas horizontales. Bombas verticales. Bombas con motor sumergido.

Para la seleccin de cada tipo de bomba, debern tomarse en cuenta los siguientes factores:

a) Succin b) Numero de pasos. c) Tipo de impulsores. d) Curvas caractersticas.

Cebadas p/medios externos

Flujo Axial Simple Succin Unipaso Multipaso

Flujo Radial

Flujo Mixto

Simple succin

Doble Succin

Autocebantes

Imp. Abierto

Imp. Cerrado.

Imp. Semiabierto

Unipaso

Multipaso

Captulo II


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e) Velocidad. f) (NPSH), carga neta de succin positiva g) Estudio de cavitacin si fuera necesario.

El nmero de bombas a instalar depender del gasto, sus variaciones y seguridad del sistema, con un mnimo de dos bombas para el 100% del gasto de proyecto cada una. Inclusive en sistemas de abastecimiento para grandes poblaciones se aconseja tener un equipo de bombeo para manejar el 200% del gasto de diseo de la estacin. Este valor puede reducirse pero en general es conveniente un valor mnimo de 150%, con tres bombas, cada una para el 50% del gasto de diseo.

1.5. Caractersticas del Crcamo de Bombeo.

Pueden ser de una sola cmara o de dos; alturas de succin; accesos.

SUCCIN MXIMA A DIFERENTES ALTITUDES

Altura sobre el nivel del mar

Presin baromtrica,

Kg/cm2

Altura equivalente m de agua

Succin mxima disponible

de las bombas m.

0 1.033 10.33 7.60

400 0.966 9.86 7.30

800 0.938 9.38 7.00

1200 0.890 8.90 6.40

1600 0.845 8.45 6.10

2000 0.804 8.04 5.80

2400 0.765 7.65 5.50

3200 0.695 6.95 5.20

Captulo II


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Bomba centrifuga horizontal, multietapa,

con rodetes entre rodamientos, bomba y

motor separados

Figura 1: Bomba multietapa.

Captulo II


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2.0. CLASIFICACION Y TIPOS DE ESTACIONES DE BOMBEO.

2.1. Clasificacin.

Se acostumbra clasificar las estaciones de bombeo en primarias y secundarias. Las estaciones primarias toman el agua de alguna fuente de abastecimiento o de algn crcamo, y la elevan a otro almacenamiento, al tratamiento, a la red directamente o a una combinacin de ellas. Las estaciones secundarias mejoran las condiciones de una primaria incrementando presin o gasto, pero con la alimentacin de una estacin primaria.

2.2. Tipos Bsicos.

Las estaciones primarias pueden construirse bsicamente de dos tipos:

a) Estaciones de dos cmaras. b) Estaciones de una cmara.

2.2.A. Estaciones de dos cmaras.

Se consideran dos cmaras o crcamos. En uno se tendr la entrada del agua y un deposito que sirva para conectar la succin; en el otro, que se denomina cmara seca, se colocan los equipos de bombeo. La primera cmara puede no existir como tal, sino que puede ser simplemente una fuente natural.

2.2.B. Estaciones de una cmara.

Generalmente se usan para bombas de eje vertical o sumergibles y consisten de una sola cmara donde se tiene la entrada del agua, el almacenamiento necesario y los equipos de bombeo, antes mencionados.

2.3. Dimensionamiento de las Cmaras Secas.

Las cmaras secas se dimensionaran de acuerdo con el nmero y dimensin de las unidades de bombeo a instalarse. Sin embargo, deber considerarse el espacio para lo siguiente:

1. Vlvulas y accesorios. 2. Controles elctricos. 3. Amortiguadores de golpe de ariete.

Captulo II


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4. Apoyos y atraques. 5. El mltiple a construirse adentro o fuera del crcamo.

Las unidades se colocarn de modo que ocupen el mnimo espacio y debe considerarse la circulacin entre unidades y el tamao de las bases. Las cmaras de succin (pozo hmedo) en estaciones de dos cmaras se dimensionaran segn se tenga una instalacin con carga de succin o altura de succin.

Figura 2: Estacin de bombeo con bombas verticales en dos cmaras.

Figura 3: Estacin de Bombeo con bombas horizontales en dos cmaras (Generalmente con cargas de succin).

Cmara Hmeda

Cmara Seca

Cmara Seca

Cmara

Hmeda

Succin

Mltiple de Descarga

Captulo II


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2.3. A. Cmaras con Carga de Succin:

a) Se debe considerar una altura mnima del agua de 1m sobre el eje de las

bombas para asegurar que siempre estarn cebadas. En caso de bombas muy grandes, debe considerarse un mnimo de 0.50m por sobre la parte mas alta de la carcasa de la bomba.

b) La longitud ser la misma que la de la cmara seca. c) Podrn quedar ambas cmaras adosadas con un muro comn o

separadas, dependiendo esto primordialmente del comportamiento del suelo.

d) El ancho ser el mismo para asegurar un volumen que permita absorber

fluctuaciones entre entradas y salidas de tal manera que las bombas no paren y arranquen con frecuencia. Un mnimo de 15 minutos puede considerarse aceptable aun cuando deber tenderse a valores mayores.

Figura 4: Cmara con carga de succin.

Captulo II


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2.3.B. Cmaras con Altura de Succin :

a) El nivel mnimo del agua en la cmara de succin se considerara en

atencin a :

La carga neta positiva de succin para evitar cavitacin, vibraciones y reduccin en la capacidad y eficiencia.

La altura mnima sobre la boca se succin para evitar la entrada del aire (valor comn: ms de 0.50m dependiendo del dimetro de la boca).

b) La longitud y el ancho se consideraran igualmente que en el caso

anterior. c) Las cmaras para bombas de eje vertical se dimensionarn de acuerdo

con: las dimensiones de lo equipos; el volumen de compensacin, y la altura mnima del agua para tener los NPSHr adecuados (dato del fabricante).

Figura 5: Cmara con altura de succin.

Captulo II


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La distancia entre el fondo del crcamo y la campana de succin deber ser como se indica en la figura 6.

Figura 6: Distancia del fondo del crcamo a la campana de succin.

2.4. Dimensionamiento de la Cmara Hmeda.

El dimensionamiento de un crcamo depende del tipo de que se trate. En un crcamo de flujo constante no es importante el volumen del mismo, aunque se deben guardar ciertas dimensiones geomtricas (que son las que definen su volumen), ya que las cmaras no retienen ni regulan el gasto, puesto que el agua que entra es evacuada por las bombas inmediatamente. En un crcamo de tipo intermitente es muy importante el volumen que se retiene en la o cmaras de bombeo. Sin embargo, el dimensionamiento geomtrico para un gasto normal de operacin es el mismo para ambos tipos. Por otro lado, es conveniente disear un crcamo cuyo volumen sea el mnimo posible, pero compatible con las condiciones adecuadas de operacin. Esto plantea la necesidad de establecer una relacin conveniente entre dicho volumen, los caudales, el requisito de tiempo de retencin, las caractersticas del equipo de bombeo y el programa de operacin (tiempos de arranque y parada) de dicho equipo. La duracin mnima de un ciclo de bombeo se presenta cuando el caudal de entrada es exactamente igual a la mitad de la capacidad de la bomba; en estas condiciones la duracin del tiempo en que est encendida la bomba es igual al tiempo en que permanece apagada. Si el caudal es mayor la bomba permanecer encendida por ms tiempo y viceversa; en ambos casos, la duracin del ciclo es mayor que el mnimo.

Captulo II


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Para bombas y motores grandes, T (duracin mnima de un ciclo de bombeo en minutos) no debe ser menor que 20 minutos. Para bombas menores, T puede ser reducido a 10 minutos, aunque lo recomendable es 15 minutos. Si esto conduce a un volumen excesivo de una estacin de bombeo pequea que tiene dos bombas idnticas, una de las cuales es de reserva, se puede reducir a la mitad el volumen del crcamo operando las bombas en forma alternada, ya que esto ocasiona que el valor de T para el crcamo sea la mitad del valor efectivo de T para el equipo. En lo que se refiere a la capacidad de los equipos de bombeo, es conveniente asignar 2 equipos para cada capacidad (las bombas menores, seran destinadas a los caudales cercanos al mnimo) y operarlos alternadamente. La determinacin del volumen del crcamo se hace en funcin de los tiempos de duracin del ciclo de operacin y de las capacidades de los equipos de bombeo.

2.5. Alternativas para calcular el volumen del crcamo.

Anlisis del diseo de un sistema de bombeo, que trabaja parando, las bombas) a nivel mnimo y arrancando cuando el agua alcanza el nivel mximo. Los valores lmites que deben observarse son:

VARIABLE VALOR LMITE OBSERVACIONES

tp (min). Tiempo de paro en flujo mnimo

30 minutos

Se requiere evitar sedimentacin excesiva y septicidad.

Tf (min). Tiempo de funcionamiento en flujo mnimo.

3 a 5 minutos

K

Nmero de ciclos por hora en flujo mximo

12 ciclos/hr

Se requiere evitar un nmero excesivo de arranques al motor.

Captulo II


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3.0. Planteamiento de la Instalacin.

El fabricante del equipo de bombeo deber proporcionar todos los datos necesarios para poder plantear correctamente la instalacin. Sin embargo, pueden hacerse anteproyectos de la estacin utilizando catlogos o usando los datos de una bomba semejante a la que se pretenda instalar. Una vez conocidas las caractersticas del equipo que se adquirir, pueden hacerse los ajustes necesarios. Una instalacin puede estar incorrecta cuando afecta:

I. El consumo de potencia debido a perdidas por friccin, alta carga de velocidad y otras perdidas, sin afectar directamente la eficiencia de la bomba.

II. La eficiencia de la bomba debido a prdidas hidrulicas, turbulencia,

vrtices y/o entrada de aire en la succin.

3.1. Recomendaciones para una correcta instalacin del equipo.

Es comn que sea de mayor importancia la eleccin de la bomba y equipos de cebado sin consideracin debida a la importancia de las tuberas y accesorios, lo que puede afectar la eficiencia de la estacin. Por consiguiente, deber tomarse en cuenta lo mostrado en la siguiente figura.

Figura 7: Instalacin incorrecta de Tuberas.

Captulo II


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3.1. A. Reglas generales a considerar.

1. Nunca debern usarse tuberas de dimetro menor que los dimetros de

succin y descarga de la bomba, de preferencia mayores. 2. El dimetro de la tubera de succin ser igual o mayor que el dimetro

de la tubera de descarga.

3. sense reducciones excntricas en la succin para evitar la formacin de bolsas de aire. Las figuras 7 y 8 ilustran la instalacin incorrecta y correcta, respectivamente.

Figura 8: Instalacin correcta de tuberas

4. Los aumentos y reducciones en la descarga y succin debern ser

graduales para que aseguren un escurrimiento eficiente y ahorro de energa.

5. Deben instalarse las tuberas de succin y descarga lo ms

directamente posible y con un mnimo de codos y otras piezas especiales.

6. La tubera de succin deber ser colocada exactamente horizontal o con

pendiente uniforme hacia arriba del crcamo de succin hacia la bomba.

7. Nunca debe ponerse un codo en un plano horizontal directamente en la brida de descarga de la bomba. Entre el codo y la brida de succin sese un tramo recto de por lo menos 4 a 6 veces el dimetro del tubo.

Captulo II


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Las figuras 9 y 10 muestran instalaciones incorrecta y correcta, respectivamente. Un codo en las circunstancias desfavorables sealadas causa empuje desigual y prdidas hidrulicas. Esto se debe a un mejor llenado de un lado de la cmara de succin y ojo del impulsor que en el otro.

Figura 9: Instalacin incorrecta de codo en plano

horizontal.

Figura 10: Instalacin correcta de codo en plano

horizontal.

8. Siempre que sea posible, la reduccin en la succin y el aumento en la descarga debern instalarse directamente a las bridas de la bomba. Esto producir las prdidas hidrulicas que puedan afectar la eficiencia de la bomba. Esto producir mejor conversin de la velocidad y reducir las prdidas hidrulicas que puedan causar vlvulas o codos conectados directamente y que puedan afectar la eficiencia de la bomba.

9. Seleccinense tuberas, vlvulas y piezas especiales de un tamao tal

que resulte econmica la instalacin. En general, se puede decir que los dimetros pequeos aumentan el costo de bombeo, pero el costo inicial es menor; los dimetros grandes reducen el costo de bombeo, pero el costo inicial es grande.

10. Las instalaciones con codos verticales pueden hacerse como se indica en las figuras siguientes :

Captulo II


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Figura 11: Instalacin recomendada de codo

vertical.

Figura 12: Instalacin no recomendada pero

permisible de codo vertical. 3.1. B. Requisitos en la succin.

1. Asegrese que la presin absoluta sea mayor que la presin de vapor de agua.

2. Siempre que sea posible evtense las instalaciones con altura de succin. Cuando se tenga que hacer as, se deber hacer el estudio de la altura de succin permisible.

3.1. C. Requisitos en la descarga.

1. Deber instalarse una vlvula de seccionamiento y una de retencin

junto a la bomba. Colquense la vlvula de retencin entre la bomba y la vlvula de seccionamiento y despus del aumento. La vlvula de retencin proteger la bomba contra sobrepresiones durante un golpe de ariete si se usa vlvula de pie, y contra rotacin contraria si no se usa vlvula de pie.

2. La vlvula de seccionamiento puede usarse para controlar el gasto de la bomba.

3. Los aumentos en la descarga son concntricos. 4. Las conexiones al mltiple de descarga debern ser similares a las que

se recomiendan en el inciso anterior, considerndose obviamente el escurrimiento en sentido contrario.

5. En muchas ocasiones es necesario mantener el nivel en el crcamo de succin. Si las salidas son mayores que las entradas podrn tenerse arranques y paradas frecuentes. Esto podra eliminarse con el uso de

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una derivacin o paso lateral, conectando el mltiple de descarga con el crcamo de succin intercalando una vlvula de seccionamiento.

3.1. D. Materiales.

1. En general, las vlvulas son de fierro fundido y requieren conexin con

bridas. 2. Las piezas especiales pueden ser de acero, fierro fundido o fierro negro. 3. En general, se recomienda que los mltiples sean de acero con piezas

soldadas. Los mltiples de fierro fundido usados con conexiones con bridas pueden requerir la funcin de muchas piezas que no sean de fabricacin estndar.

4. Las lneas de succin y descarga pueden ser de acero, fierro fundido y fierro negro.

3.1. E. Accesorios.

1. Juntas flexibles. En general, se usan juntas Gibault para conectar

tuberas de fierro fundido y asbesto-cemento y juntas Dresser para tuberas de acero.

2. Atraques. Las tuberas debern atracarse perfectamente y se deber hacer el clculo de la fuerza que actuar en ellas para lograr un diseo adecuado.

3. Provanse las conexiones para el dispositivo amortiguador del golpe de ariete.

4. En las lneas de descarga habr que colocar vlvulas de entrada y alivio de aire en las crestas para evitar vacos por rotura de la columna de agua y para eliminar aire acumulado.

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Figura 13: Instalacin de descarga mediante mltiple.

3.1.F. Consideraciones adicionales.

Las bombas en instalaciones interiores se colocarn en lugares limpios, secos e iluminados.

En instalaciones exteriores, lo importante es la eleccin apropiada del motor (a prueba de goteo, a prueba de polvo o ambas).

Se proporcionar suficiente espacio para que, en un caso dado, se pueda desarmar la bomba.

Para bombas grandes con carcasas y rotores pesados deber preverse una gra viajera o facilidades para colocar un polipasto.

En estaciones interiores conviene tener un buen sistema de drenaje o un sumidero con bomba de achique.

Las bases para apoyar bombas centrfugas operadas con motores elctricos no requieren un anlisis dinmico como sera el caso de apoyar bombas recprocas, o bombas centrfugas operadas con motores de combustin.

Para el caso ms comn, como bombas con motores elctricos, las bases son cualquier estructura suficientemente pesada para proporcionar

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un soporte rgido al rea total de la placa de apoyo y absorber cualquier esfuerzo y vibracin normales.

Las bases de concreto semienterradas son las ms satisfactorias. Las dimensiones dependern del tamao del equipo y de las caractersticas del suelo.

El fabricante proporcionar los dibujos necesarios para la localizacin de los pernos de anclaje.

3.2. Edificios.

La arquitectura y el acceso de una estacin de bombeo deben ser atractivos y la operacin no debe causar molestias a la vecindad. Deber tenderse siempre hacia la construccin de estaciones estticas, interior y exteriormente, con acceso libre al pblico. Los materiales de muros, pisos, etc., debern requerir poco mantenimiento (vitricotas, losetas de granito o vinlicas, etc.). La ventilacin e iluminacin, tanto natural como artificial, son especialmente importantes. Deber pensarse en posibles modificaciones y expansiones. Las estaciones situadas en reas residenciales debern, de preferencia, ser subterrneas y muy silenciosas. Si no es posible, la arquitectura deber armonizar con la zona circundante. El problema puede tambin resolverse con el uso de bombas sumergibles. Otros factores que influyen en el diseo son:

a) Existencia de taller, almacn, oficinas, baos, etc.

b) La localizacin interior o exterior de la subestacin.

c) La localizacin de los tableros de control.

d) Las facilidades para mover los equipos.

e) La adecuada localizacin de los drenajes para evitar la contaminacin del

agua.

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4.0 DESCRIPCION GENERAL DE COMPONENTES DE LA BOMBA.

La bomba centrfuga, tericamente sencilla en su concepcin y diseo, ofrece dificultades en su marcha y mantenimiento, que exige conocerla muy bien por parte de los operarios. Es decir, que deben adquirir una slida formacin en los problemas de marcha y de correccin preventiva de los fallos y averas.

El responsable de operacin y mantenimiento de una bomba centrfuga, debe ser capaz de conocer:

La composicin, estructura y funcionamiento hidrulico de la maquina, y su integracin en el proceso.

Los incidentes, fallos y averas que se producen en ella.

La causa de dichos incidentes.

Las mejoras o mantenimiento modificativo de deben introducirse para erradicarlos.

La buena ejecucin de los montajes, desmontajes y reparaciones.

La gestin adecuada de repuestos.

La optimizacin de su ciclo de funcionamiento.

El mantenimiento preventivo y predictivo de un equipo de bombeo. Los accionamientos de la bomba equipo elctrico, motor, acoplamiento, reductores, y su buen mantenimiento.

En grandes centros de proceso (refineras, qumicas, centrales trmicas, centrales nucleares), la bomba constituye el soporte principal del mismo. Los equipos de mantenimiento deben extremar sus cuidados para lograr su buena marcha. En estas empresas, gran parte del presupuesto anual de mantenimiento lo absorben los equipos de bombeo, y la buena formacin de sus operarios debe repercutir a corto y medio plazo, en un aumento de la disponibilidad y en una reduccin del citado costo de Mantenimiento.

El tamao y tipo de bomba se describe en este apartado. La bomba Byron Jackson est diseada para dar la operacin ptima para el tipo de servicio y el producto bombeado. La bomba est diseada para dar la mxima eficiencia sobre una porcin limitada de la curva carga-capacidad. El comportamiento hidrulico garantizado se aplica a un punto bsico en la curva de carga- capacidad (basado en prueba de laboratorio con agua limpia de 50 a 85F) y se requiere que el equipo bombeado este limpio y libre de aire, gas y cantidades excesivas de arena o de materiales abrasivos. Esta seccin delinea los procedimientos generales que se deben observar para asegurar un servicio largo y libre de problemas. Sin embargo, se supone que el

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personal de planta est familiarizado con los principios bsicos y herramientas requeridas en la instalacin, cuidado y servicio de una bomba. Una operacin con xito depende de un estudio cuidadoso del manual de mantenimiento y de una buena planeacin de un programa de mantenimiento. Es tambin esencial, durante el arranque inicial de una nueva planta, que impida la entrada a la bomba de todo material extrao, y que todas las lneas de suministro de lquido a la bomba sean totalmente limpiadas y enjuagadas.

4.1. DATOS TCNICOS.

TAMAO Y TIPO DE BOMBA:

4X6 6PASOS RBMX EQUIPADA CON CAJA DE CHUMACERAS

NUMERO DE SERIE: 97MM0003

ROTACIN: (CCW) CONTRA LAS MANECILLAS DEL RELOJ. VISTA DESDE EL EXTREMO DEL COPLE

SELLO DE FLECHA: SELLO MECNICO

SERVICIO: ALIMENTACIN A CALDERAS

LIQUIDO BOMBEADO: AGUA

TEMPERATURA: 280 F

GRAVEDAD ESPECFICA:

.928

FLUJO: 900GPM

CARGA DINMICA TOTAL:

1780FT

VELOCIDAD: 3550 RPM

CHUMACERAS AXIAL: KINGSBURY

CHUMACERAS RADIAL:

MANGA

SELLO DE FLECHA: SELLO MECNICO

JUEGO AXIAL EXTREMO:

0.005 A0.007

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Figura 14: Bomba centrfuga Byron Jackson.

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Figura 15: Componentes principales de la bomba multietapa.

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4.2. ELEMENTOS DE LA BOMBA CENTRFUGA.

La misin de las bombas centrfugas es mover un cierto volumen de lquido entre dos niveles, por tanto son mquinas hidrulicas que transforman un trabajo mecnico en otro de tipo hidrulico. Los elementos que forman una instalacin de este tipo son: a) Una tubera de aspiracin. Que concluye prcticamente en la brida de aspiracin. b) Un impulsor o rodete. Formado por un conjunto de labes que pueden adoptar diversas formas segn la misin que vaya a desarrollar la bomba. Estos labes giran dentro de una carcasa circular. El rodete es accionado por un motor, y va unido solidariamente al eje, siendo este la parte mvil de la bomba. El lquido penetra axialmente por la tubera de aspiracin hasta la entrada del rodete, experimentando un cambio de direccin ms o menos brusco, pasando a radial, en las bombas centrfugas, o permaneciendo axial en las axiales, acelerndose y absorbiendo un trabajo. Los labes del rodete someten a las partculas de lquido a un movimiento de rotacin muy rpido, siendo estas partculas proyectadas hacia el exterior por la fuerza centrfuga, creando as una altura dinmica, de tal forma que las partculas abandonan el rodete hacia la voluta a gran velocidad, aumentando tambin su presin en el impulsor segn la distancia al eje. La elevacin del lquido se produce por la reaccin entre ste y el rodete sometido al movimiento de rotacin.

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Figura 16. Diferentes tipos de Impulsores.

c) La voluta. Es una parte fija que est dispuesta en forma de caracol alrededor del rodete a su salida, de tal manera que la separacin entre ella y el rodete es mnima en la parte superior, y va aumentando hasta que las partculas lquidas se encuentran frente a la abertura de impulsin. Su misin es la de recoger el lquido que abandona el rodete a gran velocidad, cambiar la direccin de su movimiento y encaminarle hacia la brida de impulsin de la bomba. La voluta es tambin un transformador de energa, ya que frena la velocidad del lquido, transformando parte de la energa dinmica creada en el rodete en energa de presin, que crece a medida que el espacio entre el rodete y la carcasa aumenta, presin que se suma a la alcanzada por el lquido en el rodete. En algunas bombas existe, a la salida del rodete, una corona directriz de labes que gua al lquido antes de introducirlo en la voluta. d) Una tubera de impulsin. Instalada a la salida de la voluta, por la que el lquido es evacuado a la presin y velocidad creadas en la bomba.

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Figura 17. Componentes principales de una bomba centrfuga. e) Carga neta de succin positiva. La bomba centrfuga necesita una presin positiva para que el agua fluya hacia el impulsor. Si se diera una presin negativa el agua fluira de la entrada de succin (hacia afuera) en vez de hacia ella (hacia adentro). Por eso decimos que se requiere una presin de succin positiva para operar la bomba. NPSHR (Net Positive Suction Head Required) La carga neta de succin positiva requerida, es la cantidad de presin positiva que se necesita para que la bomba opere sin cavitacin. NPSHA (Net Positive Suction Head Available) Es la carga neta de succin positiva disponible. NPSHR nos indica lo que necesitamos. NPSHA es el clculo de la presin de succin disponible. Si esta es mayor que la requerida, el sistema no cavitar. NPSHA es la suma de todas las presiones positivas, tales como la presin atmosfrica o la elevacin del agua sobre la entrada de la bomba, menos las presiones negativas, tales como la de succin, prdida por friccin y los

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requerimientos de presin de vapor causados por una temperatura elevada del lquido. f) Cavitacin. La cavitacin es una condicin destructiva que puede reducir significativamente el rendimiento de la bomba y daar seriamente los componentes. Es una condicin predecible y en la mayora de los casos evitable. Toda materia puede existir en tres formas: como slido, como un lquido, o como un gas. El agua se puede ver en forma de hielo, lquida y como vapor de agua, que comnmente conocemos como vapor. Los factores que determinan el estado del agua son la temperatura y la presin. El agua hervir a una temperatura alta si se aplica ms presin a su superficie. Reducir de forma conversa la presin externa reducir el punto de ebullicin. La cavitacin ocurre cuando la presin sobre un lquido es reducida a un valor menor que su presin de vapor, y este se transforma de su forma lquida a vapor. Pequeas bolsas de este aparecen como burbujas diminutas (que no son burbujas de aire, ni estn asociadas con fugas en la bomba o en la tubera), que se convierten de nuevo a lquido al incrementar la presin. En una bomba centrfuga esto sucede en los alabes del impulsor, normalmente a de distancia del eje. Este cambio fsico suelta la energa absorbida al formar las bolsas de vapor causando una "implosin", que es lo opuesto de una explosin. Todos los lquidos cambian a vapor o estado gaseoso al calentarse. Muchos lquidos incluyendo el agua, deben tener cierto tipo de presin atmosfrica sobre ellos para mantenerse en ese estado. Si no hay suficiente presin en la superficie a la temperatura dada, el agua hervir y se convertir en vapor. Existen varias formas de detectar la cavitacin:

Sonido Vibracin Dao Baja en el rendimiento

Para que una bomba centrfuga produzca cavitacin deben existir las siguientes condiciones:

Un aumento en la altura de succin esttica. Una reduccin en la presin atmosfrica causada por un aumento en la

elevacin.

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Un aumento en la temperatura del lquido que se est bombeando. Un cambio en el patrn del flujo del lquido causado por una obstruccin o

un giro.

La cavitacin no es incorregible. Si se presenta, se pueden tomar medidas correctivas para eliminar el problema:

Aumentar el tamao de la tubera de succin. Reducir el largo total de dicha tubera. Reducir la altura de succin esttica, colocar la bomba ms cerca de la

fuente. Eliminar giros en la tubera, especialmente los que se encuentran

justamente alrededor de la conexin de succin de la bomba. Reemplazar la bomba.

g) Carga total (H) Se conoce tambin como carga dinmica total (CDT); y es la cabeza (altura mxima de operacin de la bomba) ejercida por una bomba cuando bombea la capacidad deseada, todas las cabezas son medidas en pies o metros del fluido que se est bombeando. h) Carga esttica de descarga (hd) Es la distancia vertical del centro de la bomba a la superficie del fluido en el punto de descarga. Se mide en metros o en pies. j) Carga esttica de succin (hs) Es la distancia vertical entre la superficie del fluido a succionarse al centro de la bomba. Puede haber cabezas de succin positiva o negativa dependiendo de que si el fluido est arriba o abajo de la lnea central de la bomba. Se mide en metros o en pies. k) Carga por friccin en la descarga (fa) Es la cabeza necesaria para vencer la friccin en la tubera de succin, por causa de la longitud de la tubera y accesorios. Se mide en metros o en pies.

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l) Carga de velocidad (Vd / 2g) Puede ser definida como la cabeza requerida que causa que el agua alcance la velocidad "V". Esta carga se mide en pies o en metros. Todo lo anterior se puede resumir en la siguiente ecuacin.

H (CDT)= hd hs + fd + fs + (Vd/2g) Esta carga dinmica total, se mide en metros o en pies.

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Figura 18: Bomba multietapa. Bomba Centrifuga Horizontal mltiples etapas, con rodetes entre

rodamientos, bipartida axialmente.

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4.3. CARACTERSTICAS DE LAS BOMBAS CENTRFUGAS.

a) Cmo se genera la carga en una bomba. El agua corre de una altura mas elevada a una altura menos elevada debido a la atraccin de la gravedad. El mayor potencial de la energa en el punto ms alto es la fuente de poder que mueve el agua a travs de la tubera.

Carga es el trmino utilizado para describir la cantidad de energa presente en cada libra de lquido, las unidades de medicin de la energa son libras/pie la energa por libra es , as las unidades de carga se convierten en pies de carga. Los pies de carga se pueden visualizar como la altura a la que el agua se elevara en un tubo vertical sin tapa, al aplicar la carga en el fondo.

La velocidad es la rapidez instantnea a la que un objeto viaja en un lugar determinado. La velocidad promedio del agua fluyendo por una tubera en pies por segundo , se puede calcular con la formula:

En donde:

b) Determinacin de la capacidad de una bomba. La curva caracterstica carga-capacidad de una bomba, en trminos de su velocidad especfica NS (hace que tenga ciertas particularidades que la hace ms o menos apropiada; segn las necesidades del bombeo. La figura 19 muestra tres curvas Q-H de tres diferentes velocidades especficas.

La curva A, de baja velocidad especfica y flujo radial (tipo centrfuga horizontal), manifiesta gran variacin de caudal para pequeas variaciones de presin. La curva C de mediana velocidad especfica y flujo mixto (tipo para pozo profundo), contrariamente, presenta pequeas variaciones de caudal para grandes variaciones de cabeza o presin.

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Figura 19. Curvas carga-capacidad de tres bombas centrfugas de

diferente velocidad especfica c) Potencia y eficiencia.

La potencia hidrulica transmitida al fluido ( , del ingls , en

) es funcin del caudal ( , en ) y de la carga dinmica total CDT (en pies) en la descarga de la bomba:

Donde:

, . La eficiencia ( ) es la relacin entre la potencia hidrulica (LHP) de salida de la

bomba y la potencia proporcionada en el eje de la bomba (BHP) por el motor se mide en % como se muestra en la figura 4.

Donde, ( ): Potencia de frenado del motor, o potencia mecnica transmitida al eje de la bomba. Se mide en . Las curvas de eficiencia y potencia de usos comunes porcentuales, son las mostradas en la figura 20, aunque pueden variar segn el diseo del impulsor.

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Figura 20. Curvas de potencia y eficiencia de una bomba comn

en sistemas de bombeo.

Por supuesto, es mayor que , debido a las prdidas mecnicas (cojinetes, estoperos y dems fricciones e inercia), prdidas volumtricas (fugas de agua a travs de laberintos internos y prensa estopas) y prdidas hidrulicas (por fricciones fluidas en todos los pasajes de flujo, incluyendo los labes del impulsor).

Puesto que la potencia es el producto del torque por la velocidad, el par motor ( ), o torque, (momento de rotacin) de una bomba puede estimarse, usando las dimensionales apropiadas, por medio de la frmula:

Donde:

Si la bomba opera a velocidad constante, el par es proporcional al , por lo que la curva del par ( ) ser de la misma forma que la de (figura 21), por supuesto, con las magnitudes de escala apropiadas.

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Figura 21. Descripcin de diversas partes de una bomba multipasos. NMERO ILUSTRACIN

NOMBRE DE LA PARTE

NMERO ILUSTRACIN

NOMBRE DE LA PARTE

1 CARCAZA COMPLETA 27 CAJA REDUCCION CALIENTE

2 TORNILLO DE SUJECIN 28 CAJA REDUCCIN

3 TUBERA DE SANGRADO 29 CANAL DE ANILLO

4 IMPULSOR PRIMERA ETAPA 30 ANILLOS DE CAJA

5 IMPULSOR SEGUNDA ETAPA 31 MUONES

6 SEGMENTO GUA 32 DEFLECTORES DE ACEITE

7 SEGMENTO GUIA INTERNO 33 ANILLOS DE ACEITE

8 COLLARIN DE AJUSTE 34 ROTOR BOMBA ACEITE

9 RONDANA DE ALINEACIN 35 TUERCA ROTOR

10 RONDANA DE ALINEACIN 36 ATENUADOR

11 ENSAMBLE DE RODAMIENTO 37 MEDIO COPLE DE BOMBA

12 ENSAMBLE DE RODAMIENTO 38 REDUCCIONES DE ACOPLAMIENTO

15 FLECHA 39 REDUCCIONES ACOPLAMIENTO

16 LLAVE IMPULSOR 40 CHUMACERAS

17 COPLE CLAVE 41 CUBIERTA DE MIRILLAS DE ACEITE

18 COLLARIN CLAVE 42 TUERCA DE SEGURIDAD

19 BOMBA DE ACEITE 43 CABEZA DE ENFRIAMIENTO

20 LLAVE FLECHA ESCLAVA 44 EMPAQUETADURA

21 FLECHA ESCLAVA 45 ENSAMBLE DE REDUCCIN

22 EMPAQUE FLECHA ESCLAVA 46 CHUMACERA

23 TUERCAS DE FLECHA 47 MIRILLAS

24 TUERCAS FLECHA ESCLAVA 48 TORNILLO DE SEGURIDAD

25 CAJA DE SELLO 49 ADAPTADORES

26 CAJA DE SELLOS 50 EMPAQUETADURA

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5.0. MANTENIMIENTO A COMPONENTES DE LA BOMBA CENTRFUGA.

5.1. General:

La bomba RBMX es una bomba centrifuga que consiste en una caja bipartida axialmente, un elemento rotativo, sellos de flecha, cajas de mangas y chumacera axial. Los sellos de la flecha estn descritos en la seccin correspondiente.

5.2. Caja de la bomba:

La caja de la bomba es del diseo de doble voluta y bipartida axialmente, las mitades de la caja son selladas por una junta y retenidas por esprragos y tuercas de acero tratado trmicamente. Las boquillas de succin y descarga son integrales a la mitad inferior de la caja, permitiendo de esta maneta, quitar la otra mitad superior de la caja y despus el elemento rotativo sin tener que desconectar las tuberas principales.

5.3. Elemento rotativo: El elemento rotativo consiste de la flecha de la bomba, impulsores, manga de balanceo, anillos de desgaste de la caja y piezas de paso. Los impulsores y manga de balanceo accionados por cuas se colocan en la flecha con apriete.

Los anillos de desgaste de la caja as como las piezas de paso de posicionan por medio de una unin macho hembra en ambas mitades de la caja, cada macho tiene un tope que evita que gire la pieza y que provee una unin con la mitad inferior de la caja en un dimetro mayor.

Antes de tratar de quitar los impulsores y/o manga de balanceo, revisar que los procedimientos discutidos en el prrafo 2.3.1 antes de tratar de reemplazar a los impulsores y /o manga de balanceo revisar los procedimientos discutidos en el prrafo 2.3.2

5.3.a. Desensamble de impulsores y mangas de balanceo: El desensamblar un impulsor o manga de balance con apriete, requiere el uso de calor. Un impulsor requiere aproximadamente un minuto y medio de calentamiento primero en el lado del ojo y despus en el lado del mameln o manzana. El impulsor y/o manga de balanceo estn posicionadas por un hombro en la flecha, el impulsor y/o manga de balanceo debern calentarse apropiadamente y empujarse en direccin opuesta al hombre para que estos queden libres al igual que la cua. si el impulsor y/o manga de balanceo se pueden desensamblar despus de calentar apropiadamente. Precaucin: aplicacin de calor en exceso al impulsor y/o manga de balanceo puede daar estas piezas. usar un soplete de acetileno neutro, dar un movimiento

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giratorio al calor para lograr una distribucin uniforme de este, usar una manga hecha de tubera o un trapo mojado para proteger la flecha al tratar de desensamblar, enfri la pieza y la flecha, primero con chorro de aire y despus con agua limpia, otra vez aplique calor y trate de desensamblar. no sobre caliente la pieza ni la forc. 5.3.b. Reemplazo de impulsores y manga de balanceo: El reemplazo de estas piezas con apriete el calentar aproximadamente a 300F. O a una expansin de 0.005 sobre la medida correspondiente de la flecha. Usar un probador tempil (material de punto de fusin controlado, producto de tempil MFG. CO.) o similar para mantener la temperatura adecuada. Despus de que la pieza ha sido instalada apropiadamente, enfriar la pieza con chorro de aire hasta que se pueda tocar la pieza con la mano, completar el enfriamiento con agua limpia. Precaucin: un calentamiento adecuado de un impulsor requiere una distribucin de calor lenta y uniforme para que la expansin sea uniforme. Utilizar un horno o mufla de suficiente tamao para calentar el rea plana del impulsor al mismo tiempo. Voltear el impulsor frecuentemente manteniendo la temperatura adecuada y una distribucin de calor uniforme. Calentar la manga de balanceo con el extremo biselado hacia arriba. En caso de que la pieza se pegue antes de estar en posicin correcta, enfri la pieza como se menciono con anterioridad, use un soplete de acetileno neutro para volver a calentar la pieza hasta que la posicin sea la correcta, enfriar con el procedimiento ya mencionado. 5.4. Cajas de chumaceras y chumaceras: La bomba tiene cajas de chumaceras fabricadas especialmente y en las cuales estn alojadas la chumacera axial (extremo abierto) y la chumacera radial (lado del cople). La chumacera radial es del tipo manga partida. La chumacera axial combina una manga partida (chumacera) con una chumacera de zapatas Byron Jackson, disco de empuje y anillo localizador. Un perno localizador prensado colocado en la parte superior de la chumacera radial se hermana con un barreno a la mitad superior de las cajas de chumaceras evita el giro de la chumacera radial. El ensamble de zapatas consiste de dos juegos de anillos de la caja, platos balanceadores y ensambles de zapatas y botones, un juego de cada lado del disco de empuje, los anillos de la caja soportando los ensambles de zapatas en un plano que se alinea por si solo al plato de rotacin del disco de empuje, permitiendo a la chumacera axial compensar cualquier empuje de la bomba en cualquiera de las dos direcciones axiales. El anillo localizador se coloca contra un hombro de la flecha. El disco axial se coloca en la flecha con una interferencia de presin muy ligera, accionado por una cua y mantenido contra el anillo localizador por medio de la tuerca de la chumacera axial que se asegura a la flecha por medio de un prisionero.

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5.4.a. Lubricante recomendado: El lubricante recomendado es aceite medio de turbina, 231 SSU a 100F, Chevron ICH11 multimquina o similar. 5.4.b. Sistema de lubricacin: Las chumaceras de la bomba son lubricadas por aceite del sistema de lubricacin. Que consiste en un sistema de lubricacin forzada por medio de bomba, el cual tambin incluye una bomba auxiliar para asegurarse de que el arranque o en operacin las chumaceras estn siempre lubricadas. Antes de arrancar la bomba principal es necesario operar la bomba auxiliar de aceite por cinco minutos o hasta asegurarse de que el aceite fluye adecuadamente por ambas cajas de chumaceras. 5.4.c. Desensamble de chumaceras:

1. desatornillar los prisioneros de los deflectores. Deslizar los deflectores internos alejndolos de las cajas de chumaceras y desensamblar el deflector externo. 2. desatornillar los tornillos cap que unen las mitades de las cajas de chumaceras de manera de poder quitar la mitad superior de las cajas. 3. desensamblar las mitades superiores de las chumaceras radiales (mangas partidas), entonces girando alrededor de la flecha desensamblar la mitad inferior de las mangas partidas. 4. desensamblar el anillo de la caja externa as como ensamble de botones y zapatas, asegurndose de mantener todos los botones y zapatas en su arreglo original 5. desatornillar el prisionero y usando una llave de gancho contra las ranuras provistas en la tuerca de la chumacera axial, desensamblar esta. 6. usando un bloque de madera contra el disco axial, golpee el bloque con un martillo ligero de manera que el disco y la cua queden libres y subsecuentemente el anillo localizador. 7. desensamblar el conjunto de anillo de la caja interno, botones, zapatas y sellos de aceite interno. 8. desatornillar los tornillos cap que unen las cajas de chumaceras a la caja de la bomba para poder quitar las mitades inferiores de las cajas de chumaceras, desensamblar los deflectores internos.

5.4.d. Inspeccin, limpieza y mantenimiento:

1. Desechar y proveer reemplazos para todos los anillos "o" y juntas desmontadas durante el desensamble. 2. Lavar perfectamente todas las piezas en acetona, dejar secar las piezas al aire o secarlas con un pao limpio.

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3. Revisar todas las piezas por indicios de desgaste, erosin y/o corrosin. y deseche y reemplace todas las piezas con muestra de desgaste, erosin y/o corrosin que pudieran daar la operacin de la bomba. 4. Revisar que la flecha de la bomba este libre de suciedad y/o rebabas. Montar la flecha en un torno y usar un indicador de cartula para checar la rectitud de la flecha. La lectura total del indicador no deber ser mayor de .001". 5. Usando un micrmetro determinar que las caras del anillo localizador sean paralelas entre si y estn alineadas dentro de una tolerancia de .001". 6. Limpiar perfectamente ambas mitades de la caja, usando un cepillo de alambre en todas las superficies externas. 7. Lavar y secar perfectamente con chorro de aire las volutas en ambas mitades de la caja.

5.4.e. Reensamble de chumaceras: Reensamblar los componentes de las chumaceras en orden inverso al desensamble, pero antes de reemplazar los ensambles de zapatas y botones determinar el paralelismo de las caras del disco axial como sigue:

1. Determinar si la tuerca axial asegura el disco de empuje correctamente en la flecha. 2. Empujando la flecha hacia la parte interna lo mas adentro posible, asegure la flecha en esta posicin por medio de una cua de madera colocada entre el extremo de la flecha y el extremo de la caja mitad inferior de la chumacera axial. 3. Usar un indicador de caratula para determinar que ambas caras del disco axial no estn mas de 0.001 fuera de medida en el dimetro externo. 4. Una vez establecido que las cara del disco axial estn dentro de la tolerancia menciona en c), reemplace los ensambles de zapatas y botones as como los componentes de la caja de chumacera axial.

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Figura 22. Conjunto carcasa e impulsores.

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5. Sellos de la flecha: La bomba cuenta con sello mecnico uno en cada extremo de la bomba. Es un sello marca BW/IP-Mod. BCW-2375-sp4x, cdigo API-BSTFN.

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Figura 23. Extraccin de rotor de impulsores y carcasa dividida.

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6.0 OPERACIN DE LA BOMBA CENTRFUGA.

6.1. Revisin preliminar: Antes de iniciar la operacin de bombeo, revise la fijacin (firmeza) de todos los pernos, tubera y cableado, revise todos los indicadores, vlvulas e instrumentos para que estn en buenas condiciones de trabajo y revise todo el equipo para que tenga una lubricacin adecuada y una rotacin correcta. 6.2. Arranque: Las bombas que manejen fluidos calientes deben ser precalentadas gradualmente hasta la temperatura de operacin. Al arranque, observe los indicadores de presin e interruptores por algn indicio de que los valores de ajuste de los controles requieran algn ajuste. Pueden ser necesarios algunos arranques de prueba para la correcta seleccin de los valores de ajuste apropiados.

a) Abra la vlvula de succin, abra todas las vlvulas de venteo requeridas de bomba y sello.

b) Abra la vlvula de descarga, permita que la bomba se llene de lquido, luego cierre la vlvula de descarga.

c) Energice el accionador, e inmediatamente abra la vlvula de descarga, no permita que la vlvula de descarga permanezca cerrada por ningn espacio de tiempo, puesto que la temperatura del f luido bombeado se incrementara excesivamente, causando daos a la bomba.

6.3. Revisin en operacin: Tan pronto como sea posible despus que se inicio la operacin de bombeo, este seguro que todos los indicadores e instrumentos marcan como se especific, y determine que la velocidad de la bomba es la especificada. Adems del registro de flujos, presiones, temperaturas y lubricacin, la bomba no debe requerir ms atencin durante la operacin. En el caso que ocurran sntomas de problemas, consultar la seccin "localizando el problema". En el caso de que la correccin del problema requiera un desensamble, consultar la seccin de "mantenimiento". 6.4. Guiado: Cuando la bomba ha alcanzado la temperatura y presin de operacin.

1. Revisar alineamiento, y reajustar si se requiere. 2. Poner guas a la bomba. 3. Poner guas al accionador.

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6.5. Paro: 1. Estrangule la descarga de la bomba hasta flujo mnimo. No cierre todava

la vlvula de succin, porque el hacerlo ocasionara que la bomba opere sin lquido causando un calentamiento excesivo con el consiguiente roce de metales.

2. Desenergic el accionador. 3. Cierre la vlvula de descarga. 4. Cuando la flecha de la bomba cese de girar, cierre la vlvula de

succin.

6.6. Localizacin de problemas: La siguiente tabla numera la mayora de los problemas que se pueden encontrar durante la operacin de la bomba, sus posibles causas y remedios recomendados.

PROBLEMA CAUSAS PROBABLES SOLUCIN

Rodamientos calientes

a) Aceite insuficiente b) Aceite contaminado c) Desalineamiento

Aada aceite Drene y limpie depsito de aceite, llenar con aceite limpio. Verifique la alineacin de la bomba y accionador.

Fuga por abajo de la manga de la flecha.

Empaque de la manga gastado Tuerca de la manga suelta

Cambie empaque manga. Apriete tuerca de manga.

La bomba no entrega lquido

a) La bomba no est cebada. b) Velocidad muy baja c) Impelentes tapados Succin obstruida Impelentes daados Rotacin equvoca

Cebe la bomba Verifique la entrada Accionador. Limpie impelentes. Limpie la lnea de Succin. Reemplace impelentes Verifique la rotacin del Accionador.

Capacidad o presin de descarga baja

a) Entrada de aire Velocidad muy baja NPSH muy bajo Succin tapada Impelentes tapados Impelentes daados g) Rotacin

Revisar lnea de succin. Revisar fuente de energa de accionador Revisar lnea y condiciones de succin Limpiar lnea de succin Limpiar Impelente Cambiar impelente Verificar rotacin del accionador.

Captulo II


53

equivocada

Se sobrecarga el accionador

Carga del sistema menor que la carga Accionador girando a mayor velocidad por cambio de gravedad especfica o viscosidad

Verificar presin de succin y descarga. Verificar gravedad especfica o viscosidad

7.0 ACCIONES DE MANTENIMIENTO DE BOMBAS CENTRFUGAS. El mantenimiento se realiza las instalaciones para que estas cumplan con la funcin para la cual fueron proyectadas con la capacidad y la calidad especificadas, pudiendo ser utilizadas en condiciones de seguridad y economa de acuerdo a un nivel de ocupacin y a un programa de uso definidos por los requerimientos de Produccin. La falta o man

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