que ‘A’. El agua también puede alimentarse por ‘un punto alto’, en cuyo caso debe asegurarse la evacuación de todo el aire y el llenado completo de la Línea hasta la Válvula de Descarga.
Llenado, Problemas, Soluciones.-
Una vez que la Línea se ha llenado hasta el punto preestablecido (‘A’ o superior), se puede continuar el proceso en forma similar a lo descrito para el Caso #1.
Caso # 3 (Fig. 3)
Cabeza de Succión (Hs) anormalmente alta. Es una situación atípica, pero que puede presentarse por exigencias topográficas, o por problemas de suministros (electricidad, agua de sello), o por aprovechamiento de instalaciones existentes.
a) Llenado por Gravedad.
Descripción.- El líquido fluye desde el Cajón de Alimentación, pasa por el tren de Bombas y llega hasta el punto ‘A’ (A1). Las válvulas de succión y descarga permanecen abiertas; mientras las de drenaje y venteo, pueden estar abiertas o cerradas según se requiera.
Problemas. En general los problemas son similares a los Casos # 1 y # 2, pero de mayor gravedad.
En comparación con el Caso # 1, la configuración del tipo L1 presenta mayor posibilidad de afloje de los impulsores y menor riesgo de colapso de revestimientos.
En comparación con el Caso # 2, la configuración del tipo L2 presenta mayor posibilidad de aflojamiento de impulsores y de colapso de revestimientos. El aumento del valor de Hs y de –Hz, aumenta las dificultades.
Solución.-
La misma que para los Casos #1 y #2, según corresponda.
b) Llenado con las Bombas de Pulpa.
Problemas típicos.-
Los mismos de los Casos #1 y 2, pero agravados en función del mayor valor de Hs y de –Hz.
· Limitación del caudal.- (Línea L1). El sistema descrito en el Caso #1 podría no ser aplicable. Esto porque el valor del NPSH disponible, aumenta en relación directa con el aumento de Hs. En consecuencia, el Caudal de Cavitación puede llegar a superar al Caudal de Sobrecarga. En esta condición, el motor eléctrico caerá por sobrecarga. Por lo tanto, existe un punto a partir del cual, el ‘Caudal de Cavitación’ no servirá como herramienta para limitar el flujo máximo.
· Motor de mayor potencia.- El sobre tamaño requerido puede ser demasiado grande e inaceptable.
martes, 15 de mayo de 2007
Capitulo IV
Caso # 2. (Figura #2)
Instalación típica en la que el primer tramo de la Línea de Descarga presenta Altura Estática negativa. La longitud del tramo descendente, la magnitud de –Z y el coeficiente de fricción determinan las complejidades y el ‘timing’ del proceso de llenado. El aumento de –Z, complica el proceso. El aumento de la longitud y fricción, reduce las dificultades del llenado.
Los problemas para el Llenado Inicial, son mucho mayores que los que presenta una Instalación como la del Caso #1. Una operación incorrecta puede generar daños catastróficos a las bombas y líneas.
a) Llenado por Gravedad.
Descripción.-
El líquido fluye desde el Cajón de Alimentación, pasa por el tren de Bombas y llega hasta el punto ‘A’. Las válvulas de succión y descarga permanecen abiertas; mientras las de drenaje y venteo, pueden estar abiertas o cerradas según se requiera.
Problemas Típicos.-
· Afloje de Impulsor.- Se presentan las mismas consideraciones del Caso #1, pero como el caudal inicial puede ser mucho mas alto, (Ver curvas típicas en Fig. 1.1), los problemas también pueden ser mucho más graves. La magnitud del torque de giro, transmitido al impulsor por un caudal muy grande, puede ser capaz de desplazar al eje (o al portarrodamientos) hacia atrás, causando graves daños al equipo.
· Colapso de los Revestimientos.- La presión en el interior de las bombas será negativa (inferior a la atmosférica) durante un lapso prolongado. En esta condición, los revestimientos de elastómeros (normalmente empleados en bombas para este servicio) se colapsarán y destruirán; causando severos problemas en las bombas y en la línea.
Solución.- La misma del Caso #1. Indispensable, si las bombas tienen revestimientos de elastómeros.
b) Llenado con la Bombas de Pulpa.
Requisito previo.-La presión interna negativa, hace improcedente e innecesario el empleo de las Bombas de pulpa para llenar el primer tramo. La Línea debe llenarse gravitacionalmente hasta el nivel ‘A’ (o algún nivel cercano), utilizando un ‘by-pass’ entre el Cajón de Alimentación y la Línea de Descarga. Si la alimentación es directa, (desde una fuente de agua de mayor presión o altura), el limite de llenado puede ser mas alto o más alejado
Instalación típica en la que el primer tramo de la Línea de Descarga presenta Altura Estática negativa. La longitud del tramo descendente, la magnitud de –Z y el coeficiente de fricción determinan las complejidades y el ‘timing’ del proceso de llenado. El aumento de –Z, complica el proceso. El aumento de la longitud y fricción, reduce las dificultades del llenado.
Los problemas para el Llenado Inicial, son mucho mayores que los que presenta una Instalación como la del Caso #1. Una operación incorrecta puede generar daños catastróficos a las bombas y líneas.
a) Llenado por Gravedad.
Descripción.-
El líquido fluye desde el Cajón de Alimentación, pasa por el tren de Bombas y llega hasta el punto ‘A’. Las válvulas de succión y descarga permanecen abiertas; mientras las de drenaje y venteo, pueden estar abiertas o cerradas según se requiera.
Problemas Típicos.-
· Afloje de Impulsor.- Se presentan las mismas consideraciones del Caso #1, pero como el caudal inicial puede ser mucho mas alto, (Ver curvas típicas en Fig. 1.1), los problemas también pueden ser mucho más graves. La magnitud del torque de giro, transmitido al impulsor por un caudal muy grande, puede ser capaz de desplazar al eje (o al portarrodamientos) hacia atrás, causando graves daños al equipo.
· Colapso de los Revestimientos.- La presión en el interior de las bombas será negativa (inferior a la atmosférica) durante un lapso prolongado. En esta condición, los revestimientos de elastómeros (normalmente empleados en bombas para este servicio) se colapsarán y destruirán; causando severos problemas en las bombas y en la línea.
Solución.- La misma del Caso #1. Indispensable, si las bombas tienen revestimientos de elastómeros.
b) Llenado con la Bombas de Pulpa.
Requisito previo.-La presión interna negativa, hace improcedente e innecesario el empleo de las Bombas de pulpa para llenar el primer tramo. La Línea debe llenarse gravitacionalmente hasta el nivel ‘A’ (o algún nivel cercano), utilizando un ‘by-pass’ entre el Cajón de Alimentación y la Línea de Descarga. Si la alimentación es directa, (desde una fuente de agua de mayor presión o altura), el limite de llenado puede ser mas alto o más alejado
Afloje del Impulsor.-
Al operar con la Bomba #1 en el limite de cavitación, el caudal máximo queda limitado a un valor menor que el que puede darse al inicio del llenado gravitacional. En consecuencia, este problema es menos frecuente y severo. En todo caso, es recomendable apretar siempre al máximo que permitan los medios disponibles y adicionalmente completar el torque de apriete con un par de arranques en vacío a cada Bomba de pulpa
Al operar con la Bomba #1 en el limite de cavitación, el caudal máximo queda limitado a un valor menor que el que puede darse al inicio del llenado gravitacional. En consecuencia, este problema es menos frecuente y severo. En todo caso, es recomendable apretar siempre al máximo que permitan los medios disponibles y adicionalmente completar el torque de apriete con un par de arranques en vacío a cada Bomba de pulpa
· Se produce una separación entre el impulsor y la camisa de eje y por la abertura se introduce líquido. El líquido puede deslizarse hasta los rodamientos, contaminando al lubricante y ocasionando fallas de consideración.
· Al arrancar el motor, el Eje se vuelve a atornillar con gran velocidad y fuerza, haciendo que el impulsor impacte violentamente contra la camisa. En las bombas de mayor tamaño, la fuerza y violencia del impacto puede producir daños severos en la camisa, rodamientos y otros componentes. Se han reportado ‘reventones’ del Anillo de Afloje, con riesgo de daños y lesiones al personal.
Solución.- Introducir el Agua después de la Válvula de Descarga (cerrada), ya sea por una línea ‘by-pass’ desde el estanque, o directamente desde la red de agua. Llenar hasta el punto ‘A’ o alguno más cercano predeterminado. Alternativamente, introducir agua por un punto elevado y llenar la línea hasta el nivel (o longitud) predeterminada.
Llenar las bombas con agua y evacuar todo el aire. Con Válvula de Succión abierta y Descarga cerrada, arrancar la Bomba #1 y luego la #2 y las que sean necesarias hasta igualar o sobrepasar la presión existente después de la Válvula de Descarga. Abrir la Válvula de Descarga y continuar agregando Bombas según se requiera y de acuerdo a la secuencia y ‘timing’ de arranque preestablecido en el Manual de Operación.
Nota. Para contrarrestar el aflojamiento de los impulsores, la secuencia de partida tiene que ser relativamente rápida.
a) Llenado con las Bombas de Pulpa.
En líneas de gran longitud, el llenado gravitacional hasta el punto ‘A’ puede ser muy lento. Para acelerar el proceso es necesario utilizar las Bombas de Pulpa.
Descripción.- El Llenado se inicia con la Bomba #1 - mientras las restantes permanecen detenidas. La Bomba #1 debe llenar hasta un punto ‘X’, correspondiente a la Cabeza que ella puede desarrollar. Cuando el caudal tiende a cero, entra la Bomba #2. Cuando el caudal nuevamente tiende a cero, entra la # 3; y así sucesivamente hasta llenar toda la línea. (La secuencia y ‘timing’ de arranque se determinan en función del perfil topográfico de la Línea).
Nota.- El proceso de llenado tiene que hacerse con la Bomba #1. Al partir con otra Bomba se puede producir colapso de los revestimientos en las precedentes. Por la misma causa, la Bba. #1 debiera estar siempre funcionando. Cualquiera de las otras puede permanecer inactiva.
Problemas típicos.- Asumiremos que no se dispone de válvulas reguladoras de flujo (algo normal en el bombeo de pulpas), ni de Variador de Velocidad en la Bba. #1(situación muy común).
Al poner en marcha la Bomba #1, esta se encontrará con la línea vacía y por lo tanto con nula o muy baja resistencia al flujo. En esta condición, las bombas centrifugas tienden a bombear un caudal infinito (Fig.1.1).
Al sobrepasar determinado caudal, puede suceder uno de los siguientes problemas:
· El motor eléctrico ‘tripea’ por sobrecarga (Caudal QOL en Fig 1.2). Esta es una situación intolerable que puede impedir la puesta en marcha el sistema.
· Aflojamiento del impulsor en alguna de las otras bombas.
Soluciones.-
Protección para sobrecarga del motor.
a) Limitación del Caudal.- No existiendo válvulas reguladoras de flujo, ni variador de velocidad en la Bomba #1, se recurre al ‘Caudal de Cavitación’, para limitar el flujo máximo y no sobrepasar el ‘Caudal de Sobrecarga’. El Caudal de Cavitación se determina construyendo un gráfico como el de la Fig. 1.3. Los valores de NPSH disponible para diferentes caudales, se calculan en función de las características reales y especificas del Sistema de Succión. Los valores de NPSH requerido se toman de las curvas del fabricante, en función de la curva Q/H correspondiente a la velocidad de operación de la Bomba #1. La intersección de las curvas corresponde al caudal QNPSH a partir del cual la Bomba empieza a cavitar.
Nota.- En régimen de cavitación, el caudal experimenta considerables fluctuaciones. En los Manuales Warman se obtiene el valor medio, aplicando la formula empírica: QMEDIO = 1.2 x QNPSH.
b) Utilizar un motor de mayor potencia en la Bomba #1.
· Al arrancar el motor, el Eje se vuelve a atornillar con gran velocidad y fuerza, haciendo que el impulsor impacte violentamente contra la camisa. En las bombas de mayor tamaño, la fuerza y violencia del impacto puede producir daños severos en la camisa, rodamientos y otros componentes. Se han reportado ‘reventones’ del Anillo de Afloje, con riesgo de daños y lesiones al personal.
Solución.- Introducir el Agua después de la Válvula de Descarga (cerrada), ya sea por una línea ‘by-pass’ desde el estanque, o directamente desde la red de agua. Llenar hasta el punto ‘A’ o alguno más cercano predeterminado. Alternativamente, introducir agua por un punto elevado y llenar la línea hasta el nivel (o longitud) predeterminada.
Llenar las bombas con agua y evacuar todo el aire. Con Válvula de Succión abierta y Descarga cerrada, arrancar la Bomba #1 y luego la #2 y las que sean necesarias hasta igualar o sobrepasar la presión existente después de la Válvula de Descarga. Abrir la Válvula de Descarga y continuar agregando Bombas según se requiera y de acuerdo a la secuencia y ‘timing’ de arranque preestablecido en el Manual de Operación.
Nota. Para contrarrestar el aflojamiento de los impulsores, la secuencia de partida tiene que ser relativamente rápida.
a) Llenado con las Bombas de Pulpa.
En líneas de gran longitud, el llenado gravitacional hasta el punto ‘A’ puede ser muy lento. Para acelerar el proceso es necesario utilizar las Bombas de Pulpa.
Descripción.- El Llenado se inicia con la Bomba #1 - mientras las restantes permanecen detenidas. La Bomba #1 debe llenar hasta un punto ‘X’, correspondiente a la Cabeza que ella puede desarrollar. Cuando el caudal tiende a cero, entra la Bomba #2. Cuando el caudal nuevamente tiende a cero, entra la # 3; y así sucesivamente hasta llenar toda la línea. (La secuencia y ‘timing’ de arranque se determinan en función del perfil topográfico de la Línea).
Nota.- El proceso de llenado tiene que hacerse con la Bomba #1. Al partir con otra Bomba se puede producir colapso de los revestimientos en las precedentes. Por la misma causa, la Bba. #1 debiera estar siempre funcionando. Cualquiera de las otras puede permanecer inactiva.
Problemas típicos.- Asumiremos que no se dispone de válvulas reguladoras de flujo (algo normal en el bombeo de pulpas), ni de Variador de Velocidad en la Bba. #1(situación muy común).
Al poner en marcha la Bomba #1, esta se encontrará con la línea vacía y por lo tanto con nula o muy baja resistencia al flujo. En esta condición, las bombas centrifugas tienden a bombear un caudal infinito (Fig.1.1).
Al sobrepasar determinado caudal, puede suceder uno de los siguientes problemas:
· El motor eléctrico ‘tripea’ por sobrecarga (Caudal QOL en Fig 1.2). Esta es una situación intolerable que puede impedir la puesta en marcha el sistema.
· Aflojamiento del impulsor en alguna de las otras bombas.
Soluciones.-
Protección para sobrecarga del motor.
a) Limitación del Caudal.- No existiendo válvulas reguladoras de flujo, ni variador de velocidad en la Bomba #1, se recurre al ‘Caudal de Cavitación’, para limitar el flujo máximo y no sobrepasar el ‘Caudal de Sobrecarga’. El Caudal de Cavitación se determina construyendo un gráfico como el de la Fig. 1.3. Los valores de NPSH disponible para diferentes caudales, se calculan en función de las características reales y especificas del Sistema de Succión. Los valores de NPSH requerido se toman de las curvas del fabricante, en función de la curva Q/H correspondiente a la velocidad de operación de la Bomba #1. La intersección de las curvas corresponde al caudal QNPSH a partir del cual la Bomba empieza a cavitar.
Nota.- En régimen de cavitación, el caudal experimenta considerables fluctuaciones. En los Manuales Warman se obtiene el valor medio, aplicando la formula empírica: QMEDIO = 1.2 x QNPSH.
b) Utilizar un motor de mayor potencia en la Bomba #1.
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