Bombas De Desplazamiento Positivo

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 MANUAL DE DISEÑO DEL PROCESO BOMBAS PDVSA N° MDP–02–P–08 0 NOV.97 REV. FECHA APROB. 1994   TITULO BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO APROBADA DESCRIPCION FECHA NOV.97 APROB. 27 L.R. L.R. PAG. REV. APROB. APROB. FECHA NOV.97 MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO  .Menú Principal BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO Indice manual Indice volumen PDVSA MDP –02 –P –08 REVI REVISI SION ON FECH FECHA A 0 NOV.97 Página 1 Indice Indice norma Indice 1 ALCANCE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 2 REFERENCIAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 3 DEFINICIONES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 4 ILUSTRACIONES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 5 BOMBAS RECIPROCANTES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 6 NPSH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 7 BOMBAS DOSIFICADORAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 8 BOMBAS DE DIAFRAGMA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 9 BOMBAS ROTATIVAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 10 BOMBAS DE TURBINAS REGENERATIVAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 11 VALVULAS DE ALIVIO DE LA PRESION DE DESCARGA . . . . . . . 17 12 NOMENCLATURA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO  BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO .Menú Principal 1 Indice manual Indice volumen PDVSA MDP –02 –P –08 REVISION FECHA 0 NOV.97 Página 2 Indice norma ALCANCE Esta subsecci ón presenta detalles adicionales acerca de otros tipos de bombas diferentes de las centr ífugas, que se aplican com únmente en los servicios de plantas de proceso. Los tipos discutidos caen todos en la categor ía de desplazamiento positivo, con excepci ón del tipo de turbina regenerativa. S ólo se presentan los puntos pertinentes al dise ño de servicio que difieren apreciablemente de la pr áctica para bombas centr ífugas. 2 REFERENCIAS Prácticas de Dise ño (aparte de los otros documentos de esta secci ón) MDP –08 –SG –01 / 05 Seguridad en el Dise ño de Plantas MID –PDVSA GA –202 NB –212 Bombas de Desplazamiento Positivo Motores Electricos Otras Referencias Perry’s Chemical Engineers Handbook –Section on Pumping of Liquids and Gases 3 DEFINICIONES La bomba rotativa es una bomba de desplazamiento positivo que suministra potencia de presi ón al líquido por rotaci ón de engranajes, tornillos, levas, algunos tipos de émbolos, álabes, lóbulos o elementos similares (no impulsores centrífugos) y produce un flujo esencialmente no pulsante. El desplazamiento es la filtraci ón de flujo en una bomba desde la zona de presi ón de descarga de regreso hacia la zona de presi ón de entrada. 4 ILUSTRACIONES Ilustraciones de tipo de bombas, estilos de construcci ón y nomenclatura de componentes se pueden encontrar en “Perry’s Chemical Engineers ’s Handbook, Section on Pumping of Liquids and Gases ”. El apéndice de este documento contiene ilustraciones complementarias. 5 BOMBAS RECIPROCANTES Situaciones de Aplicaci ón Las bombas reciprocantes se aplican en muy pocos servicios en plantas modernas de proceso. Algunos ejemplos de situaciones en las que se aplican son: 1. Cabezal alto, con capacidades en el intervalo 0.06 –1.3 dm3 /s (1 –20 gpm), en esta condiciones el alto mantenimiento de la bomba reciprocante dada se MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO  .Menú Principal BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO Indice manual Indice volumen PDVSA MDP –02 –P –08 REVISION FECHA 0 NOV.97 Página 3 Indice norma  justifica por la baja eficiencia de la alternativa con una bomba centr ífuga adecuada. 2. Remoción de condensado de tambor separador de chimenea, donde se combina manejo de vapor y caudal de flujo bajo. 3. Servicios de alimentaci ón de carbamato y amonio a plantas de urea. 4. Bombeo de líneas en plantas de lubricantes para evitar solidificaci ón durante la parada. 5. Fondos de alquitr án del fraccionador primario del craqueador con vapor, bomba de reserva alterna para flexibilidad a altas viscosidades. Estilos de Construcci ón Bombas de Vapor de Acci ón Directa  – Este tipo de bomba consiste en un extremo cilíndrico para vapor en l ínea con un extremo cil índrico para l íquido, con una conexión con barra recta entre el pist ón de vapor y el pist ón de la bomba o el émbolo. Las bombas de vapor de acci ón directa se arreglan como unidades simples (un cilindro para vapor y uno para l íquido) o dobles (doble de lado y lado). Las unidades dobles normalmente se usan para capacidades mayores y para reducir las pulsaciones de flujo por debajo de la de una simple. Las bombas dobles est án interconectadas con v álvulas de vapor de modo tal que un lado est á bombeando cuando el otro lado alcanza el final de su embolada. Casi todas las bombas de vapor son de dise ño de barra y pist ón y de doble acci ón, es decir, cada lado bombea en cada embolada. Por lo tanto, una bomba duplex tendr á 4 recorridos de bombeo por ciclo. Las bombas de vapor de acci ón directa son aplicables a operaciones de capacidad variable mediante el uso de una v álvula de control en la l ínea de suministro de vapor a la bomba. Bomba de Potencia  – Este tipo de bomba convierte el movimiento rotativo en movimiento recíprocamente de baja velocidad a trav és de engranajes de reducci ón de velocidad, un eje de cig üeñal, barras de conexi ón y un cabezal de cruce de recorrido. Este cabezal acciona los émbolos o pistones. Los extremos para líquido de las unidades de m ás baja presión y más alta capacidad tienen una construcci ón del tipo barra y pist ón, similar a la de las bombas de vapor de doble acción. Las unidades de mayor presi ón son usualmente émbolos de una sola acción. Los tipos más comunes de este modelo usan tres émbolos. Con tres o más émbolos, la pulsaci ón del flujo se reduce sustancialmente en comparaci ón con la de las bombas simples y dobles. Las bombas de potencia tienen una eficiencia alta y pueden desarrollar presiones muy altas, comúnmente son accionadas por motores el éctricos, pero tambi én son MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO  .Menú Principal BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO Indice manual Indice volumen PDVSA MDP –02 –P –08 REVISION FECHA 0 NOV.97 Página 4 Indice norma aptas para ser accionadas con turbinas. Con la construcci ón tipo émbolo, el empaque de la caja de estopera tiene el di ámetro completo del émbolo. Las bombas de potencia son costosas y raramente se justifica usarlas en lugar de las centrífugas con base en criterios de eficiencia, en servicios donde estas últimas se pueden usar. Este tipo de bomba con frecuencia se puede justificar sobre las bombas reciprocantes de vapor en servicios de operaci ón continuo debido a los requerimientos altos de vapor de la bomba de vapor de acci ón directa (a menos que el vapor efluente sea valioso). Número de Cilindros Paralelos  – Consulte a los especialistas de maquinarias para determinar si se debe usar una construcci ón simple, doble o triple, y si este detalle se debe especificar. Sensibilidad a la Viscosidad, Densidad, S ólidos El caudal de flujo efectivo de bombas reciprocantes disminuye cuando la viscosidad aumenta debido a que la velocidad se debe reducir. La presión diferencial generada por las bombas reciprocantes es, al contrario de la de las bombas centr ífugas, independiente de la densidad del fluido. Depende solamente de cuanta fuerza se ejerce sobre el pist ón. Por lo tanto, si las bombas reciprocantes desarrollaran un aumento de presi ón de 3450 kPa (500 psi) con una densidad de l íquido de 500 kg/m 3 (31lb/pie3), desarrollar án este mismo aumento de presión con una densidad de l íquido de 1000 kg/m 3 (62.4 lb/pie3). El cabezal por supuesto se reduce a la mitad en este caso, sin cambio alguno en la capacidad. Las bombas reciprocantes se aplican para servicios de lodos y suspensiones, donde otros tipos son inoperables o no confiables. Los requerimientos de mantenimiento en estos servicios pueden ser altos debido al desgaste de la válvula, el cilindro, la barra y del empaque, pero la mayor confiabilidad que se logra  justifica su selección. 6 NPSH Reducci ón de NPSHD Debido a Pulsaci ón de Flujo  – La pulsación de flujo a lo largo de la tuber ía de succi ón de una bomba reciprocante es acompañada de una aceleraci ón cíclica de la parte de l íquido que se mueve en la tuber ía. La energía requerida para esta aceleraci ón reduce el NPSH disponible en la succi ón de la bomba. El NPSHD se calcula en la misma forma que para las bombas centr ífugas y para todos los tipos restantes de bombas, con la excepci ón que el cabezal de aceleraci ón, Ha, se debe sustraer del valor calculado en flujo estacionario para obtener el valor efectivo. El flujo de la l ínea de succión con una bomba simple cambia desde cero flujo hasta aproximadamente un 125% de flujo promedio durante aproximadamente el 10% del ciclo de recorrido, despu és del viaje de regreso del pist ón Émbolo. El líquido MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO  PDVSA MDP –02 –P –08 REVISION FECHA 0 NOV.97 BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO .Menú Principal Indice manual Página 5 Indice volumen Indice norma en la línea de succión debe por lo tanto ser acelerado en 0.1 segundos cuando una bomba se opera a 60 emboladas por minuto. A continuaci ón se presentan las tolerancias para el cabezal de aceleraci ón (en metros) para bombas simples manejando fluidos de viscosidad baja, las cuales est án basadas en datos de prueba desarrollados por constructores de bombas reciprocantes. Cabezal de Aceleraci ón de Lí quido en la L í nea de Secci ón para Bomba Simple a 60 emboladas/min Velocidad Promedio de Longitud de la Lí nea de Succión, m Lí nea de Succión 7.6m (25 pie) m/s pie/s m pie 15m (50 pie) m pie 23m (75 pie) m pie 30m (100 pie) m pie 0.15 0.5 0.52 1.7 1.00 3.3 1.52 5.0 1.98 6.5 0.30 1.0 1.00 3.3 1.98 6.5 3.00 9.8 3.96 1.3 0.60 2.0 1.98 6.5 3.96 13 5.94 19.5 7.92 26 Use 40% de los valores anteriores para bombas de vapor dobles y bombas de potencia dobles y triples. Multiplique los factores anteriores por el cociente del n úmero de emboladas reales por minuto divididas por 60. Para bombas de potencia, multiplique los factores anteriores por la relaci ón de rps reales divididos por 0.5 (rpm divididos por 30.) La longitud de la l ínea de succi ón es en metros (pies) reales, no en longitud equivalente. En la tabla anterior se evidencia que son necesarias l íneas de succi ón cortas, dimensionadas para velocidades de flujo muy bajas para evitar grandes reducciones en el NPSH D debido al cabezal de aceleraci ón. Requerimiento de Bombas Cuando las bombas de vapor experimentan cavitaci ón, el movimiento reciprocante se vuelve err ático debido al incremento breve de velocidad y a la longitud irregular de las emboladas, “las emboladas cortas ”, las cuales a su vez hacen que el flujo se vuelva err ático. Cuando las bombas de potencia experimentan cavitaci ón, la velocidad y la longitud de la embolada no se afectan significativamente, pero la formaci ón intermitente de vapor y las implosiones causan una operaci ón mecánica ruidosa y accidentada; el caudal de flujo es err ático y el caudal de flujo promedio disminuye. Es posible operar a esta condici ón por períodos prolongados, pero los requerimientos de mantenimiento aumentan. El requerimiento de NPSH de una bomba reciprocante incluye la p érdida de presión por fricci ón desde la brida de entrada hasta el cilindro y esta influenciado por la velocidad del l íquido a través de la válvula de succi ón, el peso de la v álvula, MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO  BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO .Menú Principal Indice manual Indice volumen PDVSA MDP –02 –P –08 REVISION FECHA 0 NOV.97 Página 6 Indice norma y el resorte que da peso en la v álvula. Un requerimiento de NPSH t ípico de una bomba reciprocante aplicada econ ómicamente es 3.6576 m (12 pie). Requerimientos de 2.4 a 3 m (8 a 10 pie) también son posibles seleccionando una bomba más grande y de menor velocidad, de mayor costo, para obtener el área de válvula adicional para una capacidad dada. Las bombas de potencia normalmente operan a mayor velocidad que las bombas de vapor y con velocidad mayor en la v álvula (debido al área limitada de la v álvula), mayor carga del resorte de la v álvula (para acci ón rápida) y mayores requerimientos resultantes de NPSH. Presión de Descarga M áxima Para el caso de la bomba de vapor de acci ón directa la presi ón máxima de descarga es funci ón del tamaño de los cilindros seleccionados para el l íquido y el vapor y de la presi ón diferencial del vapor a trav és de la bomba: P de fluido máxima  (Diám. del cilindro para vapor) 2 x Diferencial de presión (Diám. del cilindro para l íquido) 2 del vapor máxima Los diámetros de los cilindros para vapor se seleccionan del tama ño estándar inmediato superior con el resultado de que se pueden desarrollar normalmente presiones en el extremo de l íquido entre 130 a 150% de la presi ón diferencial de operaci ón a las condiciones de parada. El P máximo para el fluido se agrega a la presi ón de succión máxima para obtener la presión de diseño del extremo del fluido. Siempre se aplican v álvulas de seguridad en la descarga de bombas reciprocantes para limitar la presión máxima de descarga. La válvula de seguridad se debe especificar en las especificaciones de dise ño. Capacidad de Flujo de Bombas Selecci ón del Modelo  – Los modelos de bombas se seleccionan durante la ingenier ía de detalle para ajustarse al caudal de flujo nominal especificado. La Tabla 1 resume, para conocimiento del dise ñador, los caudales de flujo de varios tamaños y velocidades de bomba. Control – Con una bomba de potencia, el control de la capacidad usualmente se logra recirculando el exceso de flujo no requerido en el circuito externo hacia la succión. Si el flujo máximo requerido es mayor que el flujo normal, la bomba se debe dimensionar para el flujo m áximo. Normalmente se especifica que la bomba se selecciona en base a eficiencias volum étricas no mayores del 90%. El control de la recirculaci ón se debe dise ñar bajo la hipótesis de que la bomba puede operar a 100% de eficiencia volum étrica cuando est á en buenas condiciones. El control de reciclo presenta dos problemas cuando la presi ón diferencial del servicio es muy alto: MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO  PDVSA MDP –02 –P –08 BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO .Menú Principal Indice manual REVISION FECHA 0 NOV.97 Página 7 Indice volumen Indice norma 1. Falla de la v álvula de reciclo en la direcci ón abierta expone el sistema de succión a un flujo de retorno a la presi ón de descarga. 2. La válvula de control del desv ío tiende a ser de una abertura muy peque ña susceptible a bloqueo y erosi ón. Para evitar estos problemas, la velocidad variable debe ser considerada como un sistema de control alterno cuando el diferencial de presi ón es muy alto. Requerimientos de Servicios Eficiencia y Requerimientos de Potencia para prop ósitos de diseño de servicio, las eficiencias mecánicas de las bombas de vapor de acci ón directa se pueden suponer que sean los valores m áximos especificados en la Tabla 2 del documento MDP –02 –P –02. Los estimados de eficiencia mec ánica para bombas de potencia son los siguientes: Potencia transmitida al flujo kW Eficiencia aproximada (%) HP Hasta 3.5 hasta 5 55 5.5 – 11 7.5  – 15 60 15  – 30 20  – 40 70 37.5  – 75 50  – 100 80 92.5 y más 125 y más 85 Tanto para las bombas de vapor de acci ón directa como para las bombas de potencia, se debe usar un factor de correcci ón de eficiencia mec ánica de 0.9 cuando la viscosidad excede 860 mm 2 /s (4000 SSU). PF donde:  Q x   P F 6 x 0.9 x EF. Mecánica Ec. (1) MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO  PDVSA MDP –02 –P –08 REVISION FECHA 0 NOV.97 BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO .Menú Principal Indice manual Página 8 Indice volumen Indice norma En unidades métricas En unidades inglesas PF = Potencia al freno kW HP DP = Aumento de presi ón entre la descarga y la succión de la bomba kPa psi Q = Caudal de flujo volum étrico a condiciones de operación dm3 /s gpm F6 = Factor que depende de las unidades usadas 1000 1714 Vapor para los Cilindros de Vapor  – El diámetro del cilindro se puede estimar a partir de la Tabla 1 y de la Figura 1. El caudal de vapor se presenta en la Figura 2. Agua de Enfriamiento para Bombas  – Los siguientes caudales son aproximados: Hasta 120 C (250 F), 0.06 dm 3 /s (1 gpm) (0.03 dm3 /s (0.5 gpm) para cada prensa –estopera) Por encima de 120 C (250 F), 0.3 –0.6 dm3 /s (5 –9 gpm) (+0.13 dm3 /s (2 gpm) adicional por cada camisa de caja de estopera). ° ° ° 7 ° BOMBAS DOSIFICADORAS Generalidades Las bombas dosificadoras son bombas de desplazamiento positivo dise ñadas para control preciso de caudales de flujo muy bajos. El rango de caudales de flujo va desde 0.006 hasta 0.6 dm 3 /s (0.1 a 10 gpm). Algunos modelos est án disponibles para capacidades de hasta 2.2 –2.5 dm3 /s (35 –40 gpm), pero no son necesariamente tan atractivas como los otros tipos disponibles. La precisi ón en el flujo se puede mantener en + 1.5%. El tama ño del accionador raramente excede 3.5 kW (5 HP). Los sistemas de control para bombas dosificadoras se dise ñan con frecuencia para controlar la relaci ón o la proporci ón de aditivos inyectados en las corrientes principales de flujo. Frecuentemente se llaman bombas “proporcionantes ”  y de “volumen” controlado. Dos tipos de construcci ón se usan ampliamente: émbolo empacado y diafragma. El primero se arregla como una versi ón pequeña de una bomba convencional de émbolo de las grandes con la caja de estoperas expuesta al l íquido bombeado. La segunda usa una barrera hidr áulica de aceite entre el émbolo reciprocante y un diafragma impermeable que a su vez est á en contacto con el l íquido bombeado. Con este último estilo, la caja de estoperas trabaja en aceite lubricante, y no ocurren fugas del l íquido de proceso. MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO  .Menú Principal BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO Indice manual Indice volumen PDVSA MDP –02 –P –08 REVISION FECHA 0 NOV.97 Página 9 Indice norma Virtualmente siempre se selecciona un motor el éctrico como accionador. Se pueden considerar los mismos criterios de dise ño para una bomba proporcionante que para una bomba reciprocante de un motor m ás grande excepto por las modificaciones que se indican a continuaci ón. La variación de capacidad normalmente se logra mediante el reajuste manual del recorrido del pist ón. Se dispone de controles para: 1. Reajuste autom ático del recorrido 2. Reajuste manual remoto del recorrido El flujo pulsante de la bomba dosificadora normalmente impide el uso de indicadores o medidores de flujo convencionales. Donde sea necesario calibrar, o rechequear la capacidad de ajuste, se debe colocar en la l ínea de succi ón de la bomba un peque ño recipiente o “columna de calibraci ón”. Una aplicación común de bombas dosificadoras es la inyecci ón de soluciones químicas para tratamiento de agua en las l íneas de alimentaci ón de agua de calderas o directamente en los tambores de las calderas. Se deben usar para servicios limpios a fin de evitar taponamiento y ensuciamiento de la v álvula. El NPSHR para bombas proporcionantes es en el orden de 5 m (15pie) m ínimo. Es importante tener l íneas de succi ón sobredimensionadas y cortas, para servicios de NPSHD bajo. La eficiencia t ípica es de 20%. Los efectos de la viscosidad sobre los requerimientos de potencia se pueden ignorar. Las conexiones de las boquillas y las v álvulas de las bombas dosificadoras son pequeñas y están sujetas a taponamiento o ensuciamiento de v álvula cuando en el líquido están presentes part ículas sólidas, por lo tanto, este tipo de bomba se limita a servicios limpios o filtrados. Los modelos de bombas de émbolo se seleccionan normalmente con di ámetros de émbolo grande para asegurar una eficiencia volum étrica consistente, y para velocidades de recorrido bajas a fin de lograr una vida larga de las empacaduras y una cavitaci ón mínima en la succi ón. Válvulas Reguladoras de Presi ón Aguas Arriba La operaci ón y el tiempo de servicio de las v álvulas de descarga de las bombas dosificadoras tiende a ser m ás pobre si la presi ón de descarga no excede la presión de succi ón en más de 70 kPa (10 psi). En casos donde la presi ón de succión puede exceder la presi ón de descarga debido a una gran elevaci ón del recipiente de succi ón, puede producirse un derrame de flujo a trav és de la bomba desde la succi ón a la descarga con la bomba parada. Ambas condiciones se pueden prevenir mediante una v álvula reguladora de presi ón aguas arriba que se puede especificar para ser suministrada por el suplidor. MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO  .Menú Principal 8 BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO Indice manual Indice volumen PDVSA MDP –02 –P –08 REVISION FECHA 0 NOV.97 Página 10 Indice norma BOMBAS DE DIAFRAGMA Las bombas de diafragma son bombas de desplazamiento positivo que operan por movimiento periódico de un diafragma flexible. Sus principales ventajas son la ausencia de cajas de estoperas y su tolerancia considerable a suspensiones abrasivas. Las principales desventajas son que producen un flujo pulsante y requieren un mantenimiento de las v álvulas relativamente alto,as í  como del diafragma y del mecanismo regulador del tiempo de pulsaci ón. Los límites de cabezal –capacidad de las bombas de diafragma son aproximadamente de 300 m (1000 pie) y 6 dm 3 /s (100 gpm). El diafragma se flexiona por presi ón del fluido pulsante por el lado del “accionador ”. Se usa con mucha frecuencia aire comprimido, pero tambi én es posible usar vapor y sistemas hidráulicos de aceite. La presi ón del accionador se dise ña usualmente para pulsar entre 0 y 105 kPa (0 y 15 psi) por encima del nivel de presi ón de descarga promedio del sistema con el l íquido de proceso. Las bombas de diafragma no encuentran aplicaci ón en los servicios de procesos de refinería, pero se usan para suspensiones de plantas qu ímicas demasiado corrosivas o abrasivas para cualquier otro tipo de bomba. 9 BOMBAS ROTATIVAS Tipos Aplicados Una amplia gama de bombas rotativas est án disponibles comercialmente y se aplican en los procesos industriales. Los tipos usados en los servicios de l íquido de proceso son, sin embargo, generalmente limitados a bombas de engranajes externos y bombas de tornillos. Los tipos de álabes deslizantes y de engranajes internos encuentran aplicaci ón en servicios de aceite hidr áulico y de productos de petróleo a bajas capacidades, pero raramente para servicios en plantas de proceso. Comparaci ón entre Tipo de Engranajes y Tipo Tornillo La Tabla 2 presenta una comparaci ón de los tipos de bombas de engranajes y tornillo más comúnmente aplicadas. En el campo de aplicaci ón por debajo de los siguientes rangos: de 40 a 65 dm 3 /s (650 a 1000 gpm), 21600 mm 2 /s (0.1x106 SSU) y 2400/3450 kPa (350/500 psi) (diferencial) de presi ón, ambos tipos de engranajes y de tornillo resultan aplicables. Dentro de los rangos indicados, las bombas de engranaje tienen las ventajas de tener un costo que est á entre un 50 y un 65%del costo de las bombas tipo tornillo, (debido principalmente a las operaciones de labrado m ás sencillas) y de ser ligeramente m ás eficiente. Las bombas de tornillo tienen la ventaja de mayor tolerancia a la presencia de s ólidos, menor sensibilidad a condiciones de succión de flujo mixto y causan menos esfuerzo cortante sobre el l íquido, lo cual es una ventaja con l íquidos sensibles a esfuerzo cortante. MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO  PDVSA MDP –02 –P –08 REVISION FECHA 0 NOV.97 BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO .Menú Principal Indice manual Indice volumen Página 11 Indice norma En su campo de aplicaci ón por encima del rango de la bomba de engranaje, las bombas de tornillo ofrecen un flujo m ás pausado, menor mantenimiento y menor costo que las bombas reciprocantes de capacidad comparable. Sin embargo, tienen menor eficiencia y un l ímite más bajo de presión diferencial que las bombas reciprocantes. Bombas de un Solo Tornillo para S ólidos en L í quido (Moyno) La bomba “MOYNO” de un solo tornillo es un tipo especial de bomba de tornillo para manejar suspensiones con part ículas relativamente grandes. El dise ño de la bomba permite una mínima fractura de las part ículas y muy pocos da ños por abrasi ón en la bomba. Se usa extensivamente en la industria de procesamiento de alimentos y en la industria qu ímica en mezclas sólido/líquidas que son abrasivas o requieren un manejo delicado de las part ículas de sólidos. Se pueden manejar partículas desde 2 hasta 30 mm (0.08 a 1.25 pulg) de di ámetro mediante varios tamaños de bombas. Se pueden manejar viscosidades hasta 216000 mm2 /s (1x106 SSU); capacidades entre 0.01 –31 dm3 /s (0.2 –500 gpm). Las temperaturas se limitan a 95 C (200 F) para recubrimientode estator de goma y 205 C (400 F) para recubrimientos de estator de acero inoxidable. ° ° ° ° Rango de Viscosidad La razón principal para usar bombas rotativas en vez de centr ífugas es la de tomar ventaja de su capacidad de alta viscosidad. Una segunda raz ón para usar bombas rotativas es la simplicidad y la eficiencia en manejar caudales de flujo demasiado bajos para hacer econ ómica la aplicaci ón de bombas centr ífugas. En el segundo caso, la viscosidad baja a veces influencia el dise ño de las bombas rotativas. La importancia de la viscosidad en el dise ño de bombas rotativas se puede resumir como sigue: MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO  BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO .Menú Principal Indice manual REVISION FECHA 0 NOV.97 Página 12 Indice volumen Viscosidad PDVSA MDP –02 –P –08 Indice norma Importancia mm2/s SSU  1.6 –7.3 32 –50 Nivel pr áctico mínimo; diseño normal con conjinetes limitado a presi ón diferencial de 400 –700 kPa (60 –100 psi). 7.3 –32 50 –150 Diseños especiales con capacidad hasta 2750 kPa (400 psi) de presi ón diferencial. 32 –43 150 –200 Diseño normal con capacidad hasta 1030 kPa (150 psi) de presi ón diferencial. 43 –75 200 –350 Diseño normal con capacidad hasta 2400 kPa (350 psi) de presi ón diferencial. 75 –109 350 –500 Diseño normal con capacidad hasta 3450 kPa (500 psi) de presi ón diferencial. 109 500 Por debajo de este nivel, se recomiendan las centr ífugas donde así el flujo lo permita; por encima de este nivel, las rotativas resultan preferiblemente frente a las centr ífugas. >109 >500 Diseños especiales disponibles hasta 4830 –6900 kPa (700 –1000 psi) de presión diferencial, algunos para servicios tan altos como 24100 kPa (3500 psi). 130 –640 600 –3000 Rango para eficiencia m áxima de bombas de tornillo. 21600 hasta 34 x 106 0.1 1 x 10 6 hasta 150 x 106 Ver Tabla 2. Las bombas rotativas que manejan l íquidos de alta viscosidad se deben operar a velocidades reducidas y, por lo tanto, tienen caudales de flujo reducidos. La siguiente tabla ilustra la reducci ón de velocidad necesaria: MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO  PDVSA MDP –02 –P –08 BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO .Menú Principal Indice manual FECHA 0 NOV.97 Página 13 Indice volumen Viscosidad REVISION Indice norma % Velocidad mm2/s SSU  220 1000 100 1100 5000 100 2160 10000 90 4320 20000 75 10800 50000 60 21600 100000 50 Es importante que la viscosidad m áxima se use para el c álculo de presi ón de succión de la bomba y del NPSH D. Para viscosidades mayores a 1100mm 2 /s (5000 SSU), se debe consultar a los especialistas de m áquinas para obtener datos actualizados de NPSH R de suplidores. Las bombas diseñadas para operaci ón a viscosidad muy alta est án provistas de entradas dise ñadas especialmente, incluyendo “embudos” grandes de entrada de tope para reducir el NPSH R. Además del nivel de viscosidad, la manera en que la viscosidad cambia con la tasa de esfuerzo cortante, es decir, el comportamiento no –Newtoniano, afecta la selecci ón y el dise ño de la bomba. Los líquidos con viscosidades por encima de 108000 mm2 /s (0.5 x 106 SSU) son t ípicamente no –Newtonianos. Los datos de tasa de esfuerzo cortante se deben por lo tanto incluir en las Especificaciones de Diseño para evitar errores de aplicaci ón de bomba y deficiencias en su funcionamiento. Limitaciones de Presi ón y Temperatura Las bombas de engranaje de construcci ón normal y de dise ño especial son comúnmente aplicadas hasta 3450 kPa (500 psi) de presi ón diferencial y 3450 kPa man. (500 psig) de presi ón de descarga. Las bombas de tornillo est án disponibles para valores tan altos como 17200 –24100 kPa man (2500 a 3500 psig). Para el dise ño de servicio de cualquier bomba rotativa con una presi ón diferencial mayor de 4800 kPa (700 psi), se deber ían obtener datos de dise ño y aplicaci ón de los modelos disponibles por consulta a los especialistas en m áquinas. La mayoría de los modelos de bombas rotativas se limitan a 175 C (350 F) de temperatura de operaci ón nominal, debido al uso de cojinetes internos. Se encuentran disponibles modelos de mayor costo con cojinetes externos para rangos de hasta 400 C (750 F), pero existe una experiencia de aplicaci ón muy limitada a temperaturas superiores a los 330 C (625 F). ° ° ° ° ° ° Sensibilidad a los S ólidos Las bombas rotativas convencionales requieren tolerancias estrechas de las partes móviles y se da ñan fácilmente por el contenido de s ólidos en el l íquido MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO  .Menú Principal BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO Indice manual Indice volumen PDVSA MDP –02 –P –08 REVISION FECHA 0 NOV.97 Página 14 Indice norma bombeado. Los sólidos causan erosi ón de las tolerancias estrechas, permitiendo un incremento del deslizamiento, y puede causar obstrucci ón, desgaste y atascamiento de los rotores. Las bombas de engranajes son m ás sensibles a los sólidos que las bombas de tornillo. Estas últimas pueden t ípicamente dejar pasar partículas con di ámetros de hasta de 2.5 mm sin sufrir da ños significativos, siempre que la cantidad y la abrasividad de las part ículas sea baja. Normalmente, las bombas rotativas se deben especificar s ólo para servicios limpios. Si se espera que el contenido de s ólidos exceda de un 0.1% en peso, se deben especificar el tipo de construcci ón de engranajes de distribución y cojinetes externos. Los especialistas de m áquinas deben ser consultados en cuanto a las aplicaciones para servicio sucio. Las prácticas para proteger la succi ón de la bomba con filtros temporales o permanentes son similares a las que se aplican a las bombas centr ífugas, excepto que se usa una malla de 20 mesh para los coladores temporales y que la selecci ón de la malla para los filtros permanentes requiere de consulta al suplidor de la bomba seleccionada. Requerimientos de NPSH Las bombas rotativas tienen requerimientos de NPSH variables, al igual que las centrífugas. Usualmente se pueden obtener bombas con requerimientos de 3 m (10 pie) sin una penalizaci ón económica significativa. Tambi én se pueden obtener requerimientos tan bajos como 1.5 m (5 pie), pero probablemente se requerir á una velocidad reducida y un dise ño de protecci ón y, por lo tanto, un costo adicional. Sellado del Eje El sellado del eje de bombas rotativas tiende a ser m ás f ácil que para muchas bombas centrífugas debido a que la mayor ía de los líquidos manejados son de alta viscosidad (lo cual los hace mejores lubricantes), las velocidades de la bomba rotativa tienden a ser menores y las presiones de succi ón de servicio tienden a ser bajas. El empaque trabaja en forma aceptable en la mayor ía de los servicios y es generalmente competitiva con los sellos mec ánicos. Para servicios en limpio, se justifica el uso de sellos mec ánicos por ahorros de fujas y son ampliamente recomendados. Los servicios con viscosidad baja, de lubricaci ón pobre, requieren cojinetes externos, y por lo tanto, cuatro cajas de estoperas. La combinaci ón de pobre lubricaci ón con cuatro cajas de estoperas presenta un problema dif ícil de sellado del eje. El método de diseño sugerido es especificar que los sellos mec ánicos para la instalación inicial sean convertibles a empacaduras a trav és de ejes especialmente endurecidos o trabajados en superficie,o mediante el uso de manga de eje en el área de la caja de estopera. Se recomienda consultar a un especialista de m áquinas. MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO  BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO .Menú Principal Indice manual Indice volumen PDVSA MDP –02 –P –08 REVISION FECHA 0 NOV.97 Página 15 Indice norma Para líquidos de servicio que contienen m ás de 0.1% en peso de coque u otros sólidos, se recomienda el uso de empaque en lugar de sellos mec ánicos con lavado externo. Para estos servicios se requieren engranajes de distribuci ón y cojinetes externos, y por lo tanto, se requiere una construcci ón de cuatro cajas de estoperas. El uso de empacaduras bajo ning ún aspecto asegura un mantenimiento bajo, pero los costos de compra, operaci ón y mantenimiento de cuatro sellos mec ánicos con limpieza externa en servicio sucio se puede esperar que sean mucho m ás altos que los de empaques en tal medida que compensan el ahorro debido al derrame. Las cajas de estoperas de bombas de tornillo est án normalmente expuestas a la presión de succión. Las cajas de estoperas de las bombas de engranaje est án normalmente expuestas a la presi ón intermedia entre la succi ón y la descarga, pero esto puede ser alterado mediante arreglos de balanceo de presi ón. Eficiencia y Requerimientos de Servicio El requerimiento de potencia para bombas rotativas se calcula de la misma forma que para bombas centr ífugas, usando una eficiencia global, E o. A partir de las Figuras 5 y 6 se pueden obtener valores estimados de eficiencia para bombas de engranaje y de tornillo. Los requerimientos de agua de enfriamiento se pueden estimar como se indica a continuaci ón: Temperatura <30 dm 3/s (<500 gpm) <30 dm 3/s (<500 gpm) <150 C (<300 F) 0.13 dm3 / s (2 gpm) 0.2 dm3 / s (3 gpm) >150 C (>300 F) 0.25 dm3 / s (4 gpm) 0.35 dm3 / 2 (5 gpm) ° ° ° ° Válvulas Las bombas rotativas se pueden hacer girar en reversa para tener flujo en sentido contrario y, por lo tanto, deben estar provistas de una v álvula de retenci ón en las líneas de descarga. 10 BOMBAS DE TURBINAS REGENERATIVAS Descripci ón La bomba de turbina regenerativa es una bomba din ámica estructurada como una bomba centrífuga, pero con una curva de cabezal –capacidad mucho m ás inclinada. El impulsor es un disco s ólido con álabes acanalados a cada lado del perímetro que suministra energ ía al líquido por recorridos m últiples desde el impulsor al estator y de nuevo al impulsor, describiendo unos recorridos en forma de tornillo doble a lo largo del anulo del estator. MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO  BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO .Menú Principal Indice manual PDVSA MDP –02 –P –08 REVISION FECHA 0 NOV.97 Página 16 Indice volumen Indice norma Caracter í sticas de Funcionamiento Los modelos de bombas tipo turbina est án disponibles para capacidades desde 0.06 hasta más de 6.0 dm 3 /s (1 hasta más de 100 gpm), rara vez resultan preferibles frente a las bombas centr ífugas a capacidades superiores a los 3.0 dm3 /s (50 gpm). Encuentran aplicaci ón con mayor frecuencia en el rango de 0.06 a 1.3 dm3 /s (1 a 20 gpm). El cabezal está limitado a 210/230 m (700/750 pie) para unidades de una etapa y 335/425 m (1100/1400pie) para unidades de dos etapas. La temperatura est á limitada de 120 a 175 C (250 a 350 F). El funcionamiento se deteriora significativamente con viscosidades por encima del rango de 43 a 109 mm2 /s (200 a 500 SSU). El requerimiento de NPSH var ía entre 1 y 10 m (entre 3 y 30 pie). El flujo proveniente de una bomba tipo turbina es uniforme, como el de una bomba centr ífuga. ° ° Las bombas tipo turbina tienen una presi ón de disparo que es t ípicamente de 2 a 3 veces el valor del dise ño. Lo inclinado de la curva de cabezal produce un aumento en la curva de requerimiento de potencia a medida que el flujo disminuye, llegando a un pico en el punto de disparo. Por esto, los accionadores para las bombas tipo turbina deben ser dimensionadas para flujo m ínimo, en vez de para flujo normal, y se puede requerir una v álvula de seguridad en la v álvula de bloqueo de descarga. La eficiencia de las bombas de tipo turbinas t ípicamente est á entre 40 y 45% en el rango de 0.6 a 2.2 dm 3 /s (10 a 35 gpm), contra el 20% o menos para bombas centrífugas de una etapa. Sensibilidad a Ensuciamiento, Corrosi ón La bomba tipo turbina depende de la conservaci ón de tolerancias de partes móviles tan peque ñas como de 0.05 a 0.075 mm (0.002 a 0.003 pulg) entre los lados del impulsor y la parte lateral del cuerpo, y entre la periferia del impulsor y el “despojador ”. Esto hace la bomba intr ínsecamente sensible a la presencia de sólidos tan peque ños como de 20 a 30 micrones (= micr ómetros) en el fluido bombeado, a choques de temperatura y a fuerzas y momentos de la tuber ía en las bridas de la bomba. La necesidad de reparaciones para renovar las tolerancias es frecuente. La experiencia de refiner ía con bombas tipo turbina en servicio corrosivo ha mostrado pérdida completa de los peque ños álabes y una severa acci ón corrosiva debida a las estrechas holguras. La bomba, por lo tanto, no es apta para servicios corrosivos. Rango de Aplicaci ón Las bombas tipo turbina regenerativa son econ ómicamente competitivas con las bombas dosificadoras para servicios en el rango de 0.06 a 0.6dm 3 /s (1 a 10 gpm), con requerimientos de cabezal mayores de 100 m y temperaturas por debajo de MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO  .Menú Principal BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO Indice manual Indice volumen PDVSA MDP –02 –P –08 REVISION FECHA 0 NOV.97 Página 17 Indice norma 120 C. El líquido debe ser no –corrosivo y libre de s ólidos. Resulta preferida usar bombas centrífugas con recirculaci ón para bajo flujo por encima de 0.6 dm3 /s (10 gpm) debido a su mayor confiabilidad. Normalmente, es preferible usar bombas centrífugas que bombas de tipo turbina regenerativa para temperaturas mayores y cabezales m ás bajos, aun cuando se requiera una recirculaci ón considerable. Las bombas reciprocantes resultan preferibles donde el cabezal alto y contenido de sólidos se combinan con el flujo bajo. ° 11 VALVULAS DE ALIVIO DE LA PRESION DE DESCARGA Generalidades Las válvulas de seguridad en la descarga de las bombas de desplazamiento positivo convencionalmente se les llama v álvulas de alivio de presi ón. Estas válvulas tienen el doble prop ósito de proteger la bomba y su tuber ía de descarga de una presión excesiva y de proteger el accionador de un esfuerzo de torsi ón y carga excesivos. La protecci ón de sobrepresi ón se requiere porque la capacidad de la presión de descarga de las bombas de desplazamiento positivo est á limitada sólo por la capacidad del esfuerzo de torsi ón del accionador; sobre presiones grandes pueden ser causadas por el simple cierre de la v álvula de bloqueo de descarga. La protecci ón contra la sobrecarga del accionador mediante la v álvula de alivio se requiere para suministrar un mayor grado de protecci ón contra fallas del accionador que el que puede suministrar la sola protecci ón por sobrecarga eléctrica. En la pr áctica, la funci ón de protecci ón por sobrecarga suministra el límite inferior para el ajuste final de la v álvula de alivio con m ás frecuencia que la función de protecci ón por sobrepresi ón. Debido a la doble función de la válvula de alivio, su ajuste final se debe desarrollar en dos etapas: 1. Durante el dise ño de proceso (antes de la selecci ón del modelo de bomba y tamaño del accionador), se selecciona y especifica el ajuste de la v álvula de alivio, basada en la protecci ón para sobrepresi ón, usando el m étodo de capítulo de Seguridad en el Dise ño. 2. Durante la ingenier ía de detalles, cuando el modelo de la bomba y el tama ño del accionador sean seleccionados, el impacto de la protecci ón por la sobrecarga requerida en el dise ño del servicio debe ser revisado con los siguientes objetivos: a. Confirmar que el ajuste suministra la protecci ón requerida de sobrecarga del accionador. b. Chequear el efecto del ajuste sobre el costo del equipo, ya que peque ñas reducciones del ajuste a veces permiten un ahorro significativo en el costo de equipos, debido a los intervalos definidos de modelos y tama ños. MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO  .Menú Principal c. BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO Indice manual Indice volumen PDVSA MDP –02 –P –08 REVISION FECHA 0 NOV.97 Página 18 Indice norma Determine si un potencial extra de descarga est á disponible seg ún la bomba, el accionador y el sistema de tuber ías seleccionados, el cual puede producir un incremento útil en la flexibilidad de servicio, que justificar ía un incremento en el ajuste inicialmente especificado para la v álvula de alivio. La válvula de alivio se debe instalar antes de la v álvula de bloqueo de descarga de la bomba y se debe conectar mediante un sistema de tuber ías a un punto aguas arriba de la bomba, o al recipiente de succi ón, para evitar sobrecalentamiento de la bomba debido a la recirculaci ón. La válvula y su sistema de tuber ías debe tener calentamiento con vapor en los servicios de alta viscosidad. La válvula de alivio se dise ña para uso de seguridad intermitente y no se le debe confiar el control normal de presi ón de descarga. Si no se estipula otro tipo de control de presi ón de descarga, se debe colocar una v álvula reguladora de presión, alineada en paralelo con la v álvula de alivio, para evitar la operaci ón frecuente de la v álvula de alivio. Las válvulas de alivio se deben especificar y mostrar en los diagramas de flujo para todos los servicios con bombas de desplazamiento positivo, se requieren v álvulas de alivio independientes de la bomba en todos los casos a excepci ón de las bombas dosificadoras donde son aceptables v álvulas empotradas. (Parte integral de la bomba). Tipo Empotradas Dado que todas las bombas rotativas requieren v álvulas de alivio de presi ón de descarga, especialmente los modelos peque ños se construyen con una v álvula empotrada en el cuerpo de la bomba. Este estilo no es un substituto aceptable para las v álvulas independientes externas para bombas rotativas en servicios de líquido de proceso (en contraste con los servicios hidr áulicos o sistemas de lubricaci ón) por las siguientes razones: 1. El flujo de recirculaci ón va directamente a la succi ón de la bomba sin suficiente recorrido de tuber ía para permitir el enfriamiento, por lo tanto, el calentamiento de la bomba es r ápido cuando la v álvula está funcionando. 2. El control del dise ño y calidad de las v álvulas empotradas es menos efectivo que el que se aplica a las v álvulas de seguridad separadas, y con frecuencia es insuficiente para confiarle la protecci ón de tuber ía y los accesorios en el sistema de descarga. 3. Las pruebas a escala banco de las v álvulas empotradas en las instalaciones de refinería pueden requerir equipos especiales. 4. Algunas partes de las v álvulas empotradas no son intercambiables con las otras válvulas de seguridad de la planta. Por lo tanto, se deben especificar v álvulas de alivio independientes para las bombas rotativas en servicios de l íquidos de proceso en las especificaciones de MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO  BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO .Menú Principal Indice manual Indice volumen PDVSA MDP –02 –P –08 REVISION FECHA 0 NOV.97 Página 19 Indice norma diseño independientemente, de que el modelo seleccionado tenga o no una válvula empotrada. Válvulas de Alivio para Bombas Dosificadoras Una práctica diferente se sigue para las bombas dosificadoras, debido al menor tamaño de la bomba, del accionador y del sistema de tuber ías, y al menor riesgo de falla de cualquier componente. Las v álvulas empotradas o las v álvulas suministradas por el suplidor de la bomba resultan aceptables con una valorizaci ón adecuada de los c álculos de ingenier ía. Las bombas dosificadoras de tipo diafragma normalmente se suministran con v álvulas de alivio internas que operan del lado del aceite hidr áulico de diafragma. Las bombas dosificadoras de tipo pistón normalmente tienen v álvulas independientes dise ñadas por el suplidor de la bomba. 12 NOMENCLATURA (Ver MDP –02 –P –02). MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO  .Menú Principal PDVSA MDP –02 –P –08 BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO Indice manual REVISION FECHA 0 NOV.97 Página 20 Indice volumen Indice norma TABLA 1. BOMBAS RECIPROCANTES DE TAMAÑO ESTANDAR Para presiones de descarga de hasta 250 psi Tamaño Pulg Velocidad Básica* Pie/min 3x2x3 3x2x4 5x3x6 4x4x6 6x4x6 6x4x8 6 x 4 x 10 7 x 5 x 10 8 x 5 x 10 8 x 5 x 12 9 x 6 x 12 10 x 6 x 12 10 x 7 x 12 12 x 7 x 16 12 x 8 x 12 14 x 8 x 12 12 x 8 x 15 14 x 8 x 15 14 x 9 x 14 16 x 10 x 15 14 x 10 x 20 18 x 12 x 15 20 x 14 x 15 20 x 14 x 20 24 x 16 x 20 26 x 18 x 20 30 x 24 x 20    R    O    P    A    V    E    D    O    R    D    N    I    L    I    C    E    D    O    R    T    E    M    A    I    D    O    D    I    U    Q    I    L    E    D    O    R    D    N    I    L    I    C    E    D    O    R    T    E    M    A    I    D 16 21 28 28 28 33 40 40 40 45 45 45 45 52 45 45 52 52 52 52 62 52 52 62 62 62 62 Capacidad Para presiones de descarga hasta 500 psig Tamaño Pulg gpm 2.35 3.10 9.30 16.5 16.5 16.5 23.5 36.7 36.7 41.5 59.7 59.7 81.2 93.7 106 106 122 122 154 191 250 275 374 490 640 810 1,440 Capacidad* gpm Pie/min 6x3x8 6x4x6 6 x 4 x 12 6 x 5 x 12 12 x 4 x 12 6 x 5 x 12 6 x 6 x 12 14 x 6 x 12 8 x 7 x 12 14 x 7 x 12 8 x 7 x 15 14 x 7 x 15 8 x 7 x 18 18 x 7 x 18 10x 8 x 20 16 x 8 x 20 8 x 9 18 20 x 9 x 18 10 x 10 x 18 24 x 10 x 18 12 x 10 x 20 20 x 10 x 20 14 x 12 x 20 20 x 12 x 20 12 x 12 x 24 23 x 12 x 24    R    O    P    A    V    E    D    O    R    D    N    I    L    I    C    E    D    O    R    T    E    M    A    I    D    A    D    A    L    O    B    M    E Velocidad Básica*    O    D    I    U    Q    I    L    E    D    O    R    D    N    I    L    I    C    E    D    O    R    T    E    M    A    I    D 33 28 45 45 45 45 45 45 45 45 52 52 58 58 62 62 58 58 58 58 62 62 62 62 68 68 10.9 16.5 26.5 26.5 41.5 41.5 59.7 59.7 81.2 81.2 93.7 93.7 104 104 157 157 173 173 214 214 250 250 360 360 395 395 BOMBA SIMPLE CAPACIDADES BASADAS EN VELOCIDADES BASICAS Y EFICIENCIA DE 90% VOL.    A    D    A    L    O    B    M    E LA TABLA DE ARRIBA SE BASA EN ESPECIFICACIONES DEL CONSTRUCTOR, Y LA VERSION EN UNIDADES “SI” NO ESTA DISPONIBLE TODAVIA. USE LOS SIGUIENTES FACTORES DE CONVERSION: PRESION DE DESCARGA psi x 6.894 757 = kPa man TAMAÑO in. x 24.5 = mm VELOCIDAD BASICA ft/min x 5.08 = mm/s CAPACIDAD gpm x 6.309 020 x 10 –2 = dm3 / s MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO  TORRES DE DESTILACION EMPACADAS PDVSA MDP –04 –CF –07 REVISION FECHA 0 ENE.97 Página 21 .Menú Principal NOTA Indice manual Indice volumen Indice norma MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO  PDVSA MPD–02–P–08 REVISION FECHA 0 NOV.97 BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO .Menú Principal Indice manual Indice volumen Página 21 Indice norma TABLA 2. COMPARACION DE TIPOS DE BOMBAS ROTATIVAS USADAS COMUNMENTE  EN LOS SERVICIOS DE PLANTAS DE PROCESO Arreglo del rotor Rotor único Transmisión de contacto de rotor de guía (sin engranaje de distribución) Cojinetes y engranajes de distribuci’on N  de rotores N  de cajas de estoperas Tipo de engranaje externo Tipo de tornillo 1 1 No hay modelos comerciales significativo “MOYNO”; para servicios con presencia de sólidos; evita la ruptura de partículas sólidas y minimiza los daños por abrasión. 2ó3 1 2 rotores; costo bajo, presión diferencial limitada a (350/500 F), viscosidad de 1.6/7.3 a 21600 mm2 /s (32/50 a 0.1 x 106 SSU); raras veces se aplica para más de 20/35 dm3 /s (350/500 gpm). 3 rotores; “IMO”; más bajo en costo que el tipo engranaje de distribución; viscosidad máxima 21600 mm2 /s (0.1 x 106  SSU; viscosidad mínima 2.6mm2 /s (35 SSU) a un P de 700 kPa (100 psi), 20 mm2 /s a P de 2760 kPa (400 psi); capacidad hasta 250 dm3 /s ((4000 gpm) el mango en el cuerpo actúa como una chumacera del rotor; tiende requerimientos de NPSH más altos que los tipos de engranaje de distribución, presión hasta 20700 kPa (3000 psi). Los mismos límites de presión y viscosidad que arriba; capacidad limitada a 40/50 dm3 /s (650/1000 gpm); temperaturas limitadas al rango entre 150 y 175 C (300 a 350 F) Viscosidad hasta 32.4 x 106 mm2 /s (150 x 106 SSU); mismos límites de capacidad indicados arriba; menos sensible a la presencia de sólidos en el líquido que el tipo de transmisión de contacto o de engrajane, pero limitado a líquidos lo suficientemente lubricantes para la lubricación de los cojinetes; tiene el mismo límite de temperatura que el tipo de engranaje; capacidad de diferencial de presión de 4800 a 20700 kPa (700 a 300 psi). Fuente de suplidores limitadas; viscosidades hasta 108000 mm2 /s (5 x 10 6 SSU) tiene los mismos límites de capacidad que el tipo anterior; límite de presión diferencial para construcción normalizada 1400 kPa (200 psi), para construccón especial 2800 kPa (400 psi); temperatura limitada al rango entre 370 y 400 C (700 a 750 F) Fuentes de suplidores limitadas; tiene los mismos límites de viscosidad y capacidad que el tipo anterior; construcción muy versátil para viscosidad baja y presiones altas, baja lubricidad, sólidos, etc.; los tornillos pueden ser reemplazables o integrados al eje; el engranaje de distribución puede ser exterior o de extremo acoplado; tiene los mismos límites de temperatura que el tipo de engranaje; tiene la misma capacidad de diferencial de presión que el tipo anterior. ° ° ° 2 1 ° Cojinetes y engranajes de distribución exteriores 2 4 ° ° ° MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO  .Menú Principal BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO Indice manual Indice volumen PDVSA MDP–02–P–08 REVISION FECHA 0 NOV.97 Página 22 Indice norma Fig 1. CARTA PARA SELECCION DE BOMBA RECIPROCANTE MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO  .Menú Principal BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO Indice manual Indice volumen PDVSA MDP–02–P–08 REVISION FECHA 0 NOV.97 Página 22 Indice norma Fig 1. CARTA PARA SELECCION DE BOMBA RECIPROCANTE MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO  .Menú Principal BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO Indice manual Indice volumen PDVSA MDP–02–P–08 REVISION FECHA 0 NOV.97 Página 23 Indice norma Fig 2. CAUDALES DE AGUA DE BOMBAS RECIPROCANTES SIMPLES MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO  .Menú Principal BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO Indice manual Indice volumen PDVSA MDP–02–P–08 REVISION FECHA 0 NOV.97 Página 24 Indice norma Fig 3. TIPO DE CONSTRUCCION DE BOMBAS DE ENGRANAJES MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO  .Menú Principal BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO Indice manual Indice volumen PDVSA MDP–02–P–08 REVISION FECHA 0 NOV.97 Página 25 Indice norma Fig 4. ESTILOS DE CONSTRUCCION DE BOMBA TIPO TORNILLO MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO  .Menú Principal BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO Indice manual Indice volumen Fig 5. EFICIENCIA DE BOMBAS DE ENGRANAJE PDVSA MDP–02–P–08 REVISION FECHA 0 NOV.97 Página 26 Indice norma MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO  .Menú Principal PDVSA MDP–02–P–08 REVISION FECHA 0 NOV.97 BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO Indice manual Indice volumen Página 27 Indice norma Fig 6. EFICIENCIA DE BOMBAS TIPO TORNILLO NOTA: EFICIENCIA GLOBAL = (EFICIENCIA BASICA) X (FACTOR DE CORRECCION)