Upload
santana-gonzalez
View
213
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
8/15/2019 TESI DE MANTENIMIENTO DE BONBA DE PLANTA DE NITROJENO.docx
http://slidepdf.com/reader/full/tesi-de-mantenimiento-de-bonba-de-planta-de-nitrojenodocx 1/27
Funcionamiento y Mantenimiento de las Bombas Industriales en la “Planta de
Nitrógeno” de Nuevo Progreso, Municipio de Ciudad del Carmen, Campeche
!usti"icación#
$ctualmente en la “Planta de Nitrógeno” ubicada en el municipio Ciudad deCarmen, Campeche, espec%"icamente en la Comunidad de Nuevo Progreso,cuentan con bombas industriales de alta tecnolog%a, las cuales deben tener unbuen "uncionamiento, esto con el "in de &ue la producción sea mayor, r'pida y
e"ica( cada d%a, por lo &ue se tiene &ue tener un buen mantenimiento, ya seapreventivo o correctivo de las bombas industriales
$l brindar mantenimiento a las bombas, se asegura tambi)n la seguridad de los&ue laboran en la planta, logrando as% &ue su traba*o se e"ica( y la producción nose vea a"ectada
+s por eso se labora esta propuesta del Mantenimiento, Preventivo y Correctivo delas Bombas industriales de dicha planta
b*etivo#
+l ob*etivo principal de esta tesis es saber el "uncionamiento especi"ico de lasbombas industriales de la “Planta de Nitrógeno” , as% como tambi)n el tipo de
mantenimiento &ue le otorgan a estas, para dar a conocer la tecnolog%a utili(adaen nuestro pa%s y adem's obtener in"ormación sobre los costos de dichomantenimiento
8/15/2019 TESI DE MANTENIMIENTO DE BONBA DE PLANTA DE NITROJENO.docx
http://slidepdf.com/reader/full/tesi-de-mantenimiento-de-bonba-de-planta-de-nitrojenodocx 2/27
Marco Conceptual
-ipos de bombas seg.n el principio de "uncionamiento#
/a principal clasi"icación de las bombas se reali(a atendiendo al principio de
"uncionamiento en el &ue se basan#
Bombas de despla(amiento positivo o volum)tricas, en las &ue el principio de
"uncionamiento est' basado en la hidrost'tica, de modo &ue el aumento de
presión se reali(a por el empu*e de las paredes de las c'maras &ue var%an su
volumen +n este tipo de bombas, en cada ciclo el órgano propulsor genera de
manera positiva un volumen dado o cilindrada, por lo &ue tambi)n se denominan
bombas volum)tricas +n caso de poder variar el volumen m'0imo de la cilindrada
se habla de bombas de volumen variable 1i ese volumen no se puede variar,
entonces se dice &ue la bomba es de volumen "i*o $ su ve( este tipo de bombas
pueden subdividirse en#
2 Bombas de )mbolo alternativo, en las &ue e0iste uno o varios compartimentos
"i*os, pero de volumen variable, por la acción de un )mbolo o de una membrana
+n estas m'&uinas, el movimiento del "luido es discontinuo y los procesos de
carga y descarga se reali(an por v'lvulas &ue abren y cierran alternativamente
$lgunos e*emplos de este tipo de bombas son la bomba alternativa de pistón, la
bomba rotativa de pistones o la bomba pistones de accionamiento a0ial
2 Bombas volum)tricas rotativas o roto est'ticas, en las &ue una masa "luida es
con"inada en uno o varios compartimentos &ue se despla(an desde la (ona de
entrada 3de ba*a presión4 hasta la (ona de salida 3de alta presión4 de la m'&uina
$lgunos e*emplos de este tipo de m'&uinas son la bomba de paletas, la bomba de
lóbulos, la bomba de engrana*es, la bomba de tornillo o la bomba perist'ltica
Bombas "otodin'micas, en las &ue el principio de "uncionamiento est' basado en
el intercambio de cantidad de movimiento entre la m'&uina y el "luido, aplicando la
hidrodin'mica +n este tipo de bombas hay uno o varios rodetes con 'labes &ue
giran generando un campo de presiones en el "luido +n este tipo de m'&uinas el
8/15/2019 TESI DE MANTENIMIENTO DE BONBA DE PLANTA DE NITROJENO.docx
http://slidepdf.com/reader/full/tesi-de-mantenimiento-de-bonba-de-planta-de-nitrojenodocx 3/27
"lu*o del "luido es continuo +stas turbo m'&uinas hidr'ulicas generadoras pueden
subdividirse en#
2 5adiales o centr%"ugas, cuando el movimiento del "luido sigue una trayectoria
perpendicular al e*e del rodete impulsor
2 $0iales, cuando el "luido pasa por los canales de los 'labes siguiendo una
trayectoria contenida en un cilindro
Bomba de lóbulos dobles
Bomba "otodin'mica a0ial
Bomba de engrana*es
Bomba centr%"uga de 6 etapas
2 7iagonales o helicocentr%"ugas cuando la trayectoria del "luido se reali(a en
otra dirección entre las anteriores, es decir, en un cono coa0ial con el e*e del
rodete
1eg.n el tipo de accionamiento
2 +lectrobombas 8en)ricamente, son a&uellas accionadas por un motor el)ctrico, para distinguirlas de las motobombas, habitualmente accionadas por
motores de e0plosión
2 Bombas neum'ticas &ue son bombas de despla(amiento positivo en las &ue la
energ%a de entrada es neum'tica, normalmente a partir de aire comprimido
2 Bombas de accionamiento hidr'ulico, como la bomba de ariete o la noria
2 Bombas manuales 9n tipo de bomba manual es la bomba de balanc%n
-ipos de bombas de )mbolo
Bomba aspirante
Bomba aspirante de )mbolo alternativo
8/15/2019 TESI DE MANTENIMIENTO DE BONBA DE PLANTA DE NITROJENO.docx
http://slidepdf.com/reader/full/tesi-de-mantenimiento-de-bonba-de-planta-de-nitrojenodocx 4/27
+n una :bomba aspirante:, un cilindro &ue contiene un pistón móvil est' conectado
con el suministro de agua mediante un tubo 9na v'lvula blo&uea la entrada del
tubo al cilindro /a v'lvula es como una puerta con go(nes, &ue solo se abre hacia
arriba, de*ando subir, pero no ba*ar, el agua 7entro del pistón, hay una segunda
v'lvula &ue "unciona en la misma "orma cuando se acciona la manivela, el pistón
sube +sto aumenta el volumen e0istente deba*o del pistón, y, por lo tanto, la
presión disminuye /a presión del aire normal &ue act.a sobre la super"icie del
agua, del po(o, hace subir el l%&uido por el tubo, "ran&ueando la v'lvula;&ue se
abre; y lo hace entrar en el cilindro Cuando el pistón ba*a, se cierra la primera
v'lvula, y se abre la segunda, &ue permite &ue el agua pase a la parte superior del
pistón y ocupe el cilindro &ue est' encima de )ste +l golpe siguiente hacia arriba
hace subir el agua a la espita y, al mismo tiempo, logra &ue, entre m's agua en elcilindro, por deba*o del pistón /a acción contin.a mientras el pistón sube y ba*a
9na bomba aspirante es de acción limitada, en ciertos sentidos No puede
proporcionar un chorro continuo de l%&uido ni hacer subir el agua a trav)s de una
distancia mayor a <= m entre la super"icie del po(o y la v'lvula in"erior, ya &ue la
presión normal del aire sólo puede actuar con "uer(a su"iciente para mantener una
columna de agua de esa altura 9na bomba impelente vence esos obst'culos
Bomba impelente
Bomba impelente de )mbolo alternativo
/a bomba impelente consiste en un cilindro, un pistón y un ca>o &ue ba*a hasta el
depósito de agua $simismo, tiene una v'lvula &ue de*a entrar el agua al cilindro,
pero no regresar No hay v'lvula en el pistón, &ue es completamente sólido
7esde el e0tremo in"erior del cilindro sale un segundo tubo &ue llega hasta una
c'mara de aire /a entrada a esa c'mara es blo&ueada por una v'lvula &ue de*a
entrar el agua, pero no salir 7esde el e0tremo in"erior de la c'mara de aire, otro
ca>o lleva el agua a un tan&ue de la a(otea o a una manguera
8/15/2019 TESI DE MANTENIMIENTO DE BONBA DE PLANTA DE NITROJENO.docx
http://slidepdf.com/reader/full/tesi-de-mantenimiento-de-bonba-de-planta-de-nitrojenodocx 5/27
Cebado de bombas roto din'micas
Para el correcto "uncionamiento de las bombas roto din'micas se necesita &ue
est)n llenas de "luido incompresible, es decir, de l%&uido, pues en el caso estar
llenas de "luido compresible 3cual&uier gas como el aire4 no "uncionar%ancorrectamente
+l cebado de la bomba consiste en llenar de l%&uido la tuber%a de aspiración
succión y la carcasa de la bomba, para "acilitar la succión de l%&uido, evitando &ue
&ueden bolsas de aire en el interior $l ser necesaria esta operación en las
bombas roto din'micas, se dice &ue no tienen capacidad autocebante 1in
embargo, las bombas de despla(amiento positivo son autocebantes, es decir,
aun&ue est)n llenas de aire son capaces de llenar de "luido el circuito deaspiración
Por otra parte, el "uncionamiento de una bomba centr%"uga en vac%o puede
estropear el sellado de la bomba debido a una de"iciente re"rigeración dado &ue no
circula "luido por su interior &ue ayuda a me*orar la disipación del calor producido
por la bomba
Por lo tanto, en instalaciones de bombeo cuyo es&uema coincide con el indicado
en el es&uema ad*unto es necesario un sistema adicional para evitar &ue la bomba
se descebe $lgunos de estos sistemas se enumeran a continuación#
2 1e puede construir un ori"icio en la parte superior de la carcasa de la bomba y
arro*ar agua sobre el mismo para &ue la bomba al encenderse est) llena de agua
y pueda bombear correctamente No se trata de un sistema muy e"iciente
2 1e puede usar una v'lvula de pie 3sin retorno o unidireccional4 Permite el paso
del l%&uido hacia la bomba, pero impiden su regreso al depósito una ve( se ha
apagado la bomba con lo &ue impide el descebe de la tuber%a de impulsión Puede
presentar problemas cuando el "luido tiene suciedad &ue se deposita en el asiento
de la bomba disminuyendo su estan&ueidad, por otra parte supone una p)rdida de
8/15/2019 TESI DE MANTENIMIENTO DE BONBA DE PLANTA DE NITROJENO.docx
http://slidepdf.com/reader/full/tesi-de-mantenimiento-de-bonba-de-planta-de-nitrojenodocx 6/27
carga m's o menos importante en la tuber%a de impulsión por lo &ue aumenta el
riesgo de &ue se produ(ca cavitación en la bomba
2 9so de una bomba de vac%o /a bomba de vac%o es una bomba de
despla(amiento positivo &ue e0trae el aire de la tuber%a de impulsión y hace &ue el"luido llegue a la bomba centr%"uga y de este modo &uede cebada
2 Por .ltimo otra posibilidad consiste en instalar la bomba ba*o carga, es decir
por deba*o del nivel del l%&uido, aun&ue esta disposición no siempre es posible, a
no ser &ue se instale sumergida, con lo cual la bomba tiene &ue ser especial
Bomba perist'ltica
9na bomba perist'ltica es un tipo de bomba de despla(amiento positivo usada
para bombear una variedad de "luidos +l "luido es contenido dentro de un tubo
"le0ible importado dentro de una cubierta circular de la bomba 3aun&ue se han
hecho bombas perist'lticas lineales4 9n rotor con un n.mero de ?rodillos?,
?(apatos? o ?limpiadores@ unidos a la circun"erencia e0terna
comprimen el tubo "le0ible Mientras &ue el rotor da vuelta, la parte del tubo ba*o
compresión se cierra 3o se ocluye4 "or(ando, de esta manera, el "luido a ser
bombeado para moverse a trav)s del tubo $dicionalmente, mientras el tubo se
vuelve a abrir a su estado natural despu)s del paso de la leva 3?restitución?4, el "lu*o
del "luido es inducido a la bomba +ste proceso es llamado per%stasis y es usado
en muchos sistemas biológicos como el aparato digestivo
9sos
/as bombas perist'lticas son t%picamente usadas para bombear "luidos limpios oest)riles por&ue la bomba no puede contaminar el l%&uido, o para bombear "luidos
agresivos por&ue el "luido no puede contaminar la bomba $lgunas aplicaciones
comunes incluyen bombear productos &u%micos agresivos, me(clas altas en
8/15/2019 TESI DE MANTENIMIENTO DE BONBA DE PLANTA DE NITROJENO.docx
http://slidepdf.com/reader/full/tesi-de-mantenimiento-de-bonba-de-planta-de-nitrojenodocx 7/27
sólidos y otros materiales donde el aislamiento del producto del ambiente, y el
ambiente del producto, son cr%ticos
Bomba centr%"uga
9na bomba centr%"uga es un tipo de bomba hidr'ulica &ue trans"orma la energ%a
mec'nica de un impulsor rotatorio llamado rodete en energ%a cin)tica y potencial
re&ueridas $un&ue la "uer(a centr%"uga producida depende tanto de la velocidad
en la peri"eria del impulsor como de la densidad del l%&uido, la energ%a &ue se
aplica por unidad de masa del l%&uido es independiente de la densidad del l%&uido
Por tanto, en una bomba dada &ue "uncione a cierta velocidad y &ue mane*e un
volumen de"inido de l%&uido, la energ%a &ue se aplica y trans"iere al l%&uido, 3en pie;
lbAlb de l%&uido4 es la misma para cual&uier l%&uido sin &ue importe su densidad
Por tanto, la carga o energ%a de la bomba en pie; lbAlb se debe e0presar en pies o
en metros y es por eso por lo &ue se denomina gen)ricamente como :altura:
/as bombas centr%"ugas tienen un uso muy e0tenso en la industria ya &ue son
adecuadas casi para cual&uier servicio /as m's comunes son las &ue est'n
construidas ba*o normativa 7IN 66 3en "ormas e hidr'ulica4 con un .nico
rodete, &ue abarcan capacidades hasta los 6== MDAh y alturas manom)tricas
hasta los <== metros con motores el)ctricos de velocidad est'ndar +stas
bombas se suelen montar hori(ontales, pero tambi)n pueden estar verticales y
para alcan(ar mayores alturas se "abrican disponiendo varios rodetes sucesivos
en un mismo cuerpo de bomba 7e esta "orma se acumulan las presiones
parciales &ue o"recen cada uno de ellos +n este caso se habla de bomba
multi"'sica o multietapa, pudi)ndose lograr de este modo alturas del orden de los
<== metros para sistemas de alimentación de calderas
Constituyen no menos del E= de la producción mundial de bombas, por&ue es la
m's adecuada para mane*ar m's cantidad de l%&uido &ue la bomba de
despla(amiento positivo
8/15/2019 TESI DE MANTENIMIENTO DE BONBA DE PLANTA DE NITROJENO.docx
http://slidepdf.com/reader/full/tesi-de-mantenimiento-de-bonba-de-planta-de-nitrojenodocx 8/27
No hay v'lvulas en las bombas de tipo centr%"ugoG el "lu*o
es uni"orme y libre de pulsaciones de ba*a
"recuencia
8olpe de ariete
+l golpe de ariete o pulso de !ouHosHi, llamado as% por el ingeniero ruso NiHolay
+gorovich JhuHovsHiy 3KLOQR, SQTUR VWXOQY en ruso4, es *unto a la
cavitación, el principal causante de aver%as en tuber%as e instalaciones hidr'ulicas
+l golpe de ariete se origina debido a &ue el agua es ligeramente el'stica 3aun&ue
en diversas situaciones se puede considerar como un "luido no compresible4 +n
consecuencia, cuando se cierra bruscamente una v'lvula o un gri"o instalado en el
e0tremo de una tuber%a de cierta longitud, las part%culas de agua &ue se han
detenido son empu*adas por las &ue vienen inmediatamente detr's y &ue siguen
a.n en movimiento +sto origina una sobrepresión &ue se despla(a por la tuber%a
a una velocidad algo menor &ue la velocidad del sonido en el agua +sta
sobrepresión tiene dos e"ectos# comprime ligeramente el agua, reduciendo su
volumen, y dilata ligeramente la tuber%a Cuando toda el agua &ue circulaba en
la tuber%a se ha detenido, cesa el impulso &ue la comprim%a y, por tanto, )sta
tiende a e0pandirse Por otro lado, la tuber%a &ue se hab%a ensanchado
8/15/2019 TESI DE MANTENIMIENTO DE BONBA DE PLANTA DE NITROJENO.docx
http://slidepdf.com/reader/full/tesi-de-mantenimiento-de-bonba-de-planta-de-nitrojenodocx 9/27
8/15/2019 TESI DE MANTENIMIENTO DE BONBA DE PLANTA DE NITROJENO.docx
http://slidepdf.com/reader/full/tesi-de-mantenimiento-de-bonba-de-planta-de-nitrojenodocx 10/27
utili(ando para ello, por e*emplo, v'lvulas de rosca Cuanto m's larga es la
tuber%a, tanto m's deber' durar el cierre
2 1in embargo, cuando la interrupción del "lu*o se debe a causas incontrolables
como, por e*emplo, la parada brusca de una bomba el)ctrica, se utili(an tan&ues
neum'ticos con c'mara de aire comprimido, torres pie(om)tricas o v'lvulas &ue
puedan absorber la onda de presión
2 tro m)todo es la colocación de ventosas de aireación, pre"eriblemente
tri"uncionales 3<[ "unción# introducir aire cuando en la tuber%a se e0traiga el agua,
para evitar &ue se generen vac%osG [ "unción# e0tracción de grandes bolsas de
aire &ue se generen, para evitar &ue una columna de aire empu*ada por el agua
acabe reventando codos o, como es m's habitual en las crestas de las redes
donde acostumbran a acumularse las bolsas de aireG D[ "unción# e0tracción de
pe&ue>as bolsas de aire, debido a &ue el sistema de las mismas ventosas por
lado tienen un sistema &ue permite la e0tracción de grandes cantidades y otra v%a
para las pe&ue>as bolsas &ue se puedan alo*ar en la misma ventosa4 <
2 tro caso com.n de variación brusca de la velocidad del "lu*o en la tuber%a se
da en las centrales hidroel)ctricas, cuando se produce una ca%da parcial o total de
la demanda +n estos casos trat'ndose de vol.menes importantes de agua &ue
deben ser absorbidos, se utili(an en la mayor%a de los casos torres pie(om)tricas
&ue se conectan con la presión atmos")rica, o v'lvulas de seguridad
+lectrobombas
+n su concepto m's general, son las bombas &ue son accionadas por un motor
el)ctrico, &ue aun&ue han sido llamadas como sinónimos de las motobombas,
)stas .ltimas se accionan por motores de combustión interna
/as electrobombas pueden adem's dividirse en sumergibles, centr%"ugas,
8/15/2019 TESI DE MANTENIMIENTO DE BONBA DE PLANTA DE NITROJENO.docx
http://slidepdf.com/reader/full/tesi-de-mantenimiento-de-bonba-de-planta-de-nitrojenodocx 11/27
peri")ricas, verticales, autocebantes, y una diversidad m's, dependiendo de su
"orma de instalación, su manera m's e"iciente de traba*ar, el mantenimiento
re&uerido, entre otras cuestiones
Bombas neum'ticas
\stas son bombas de despla(amiento positivo, en donde la energ%a de entrada es
neum'tica, usualmente a partir de aire comprimido "recen venta*as muy claras,
puesto &ue no poseen cierres mec'nicos ni empa&uetaduras, &ue son las
principales causas de rotura de los e&uipos de bombeo en condiciones severas o
por traba*ar en seco
1u resistencia a la corrosión es tambi)n sorprendente, as% como el bene"icio de no
tener &ue cebarlas para &ue "unciones, han hecho &ue sean muy utili(adas en la
industria para el movimiento de casi cual&uier l%&uido, como derivados del
petróleo, "angos de depuradora, concentrado de "ruta, 'cidos, tintas, entre otros
Bombas de accionamiento hidr'ulico
1e habla de una bomba movida hidr'ulicamente por un grupo de presión de aceitecon un "uncionamiento similar a la turbo bomba 7ebido a esto, es una m'&uina
generadora capa( de trans"ormar la energ%a mec'nica en energ%a hidr'ulica
Cuando se aumenta la energ%a del "luido, es entonces cuando se incrementa su
presión, velocidad y altura /os e*emplos m's comunes son las bombas de ariete
o la noria
Bombas manuales
$un&ue cada ve( es mayor la selección por las bombas anteriores, a.n hay ciertas
situaciones en donde se opta por las bombas manuales, en donde un proceso
"%sico b'sico es el iniciador del traba*o 9n e*emplo de estas bombas es la bomba
8/15/2019 TESI DE MANTENIMIENTO DE BONBA DE PLANTA DE NITROJENO.docx
http://slidepdf.com/reader/full/tesi-de-mantenimiento-de-bonba-de-planta-de-nitrojenodocx 12/27
de balanc%n, uno de los medios m's costeables e higi)nicos de elevar agua
subterr'nea hasta la super"icie
CLASES DE BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO
]ay dos clases de bombas de despla(amiento positivo#
a4 /as de pistón o reciprocantes, &ue despla(an el l%&uido por la acción de un
)mbolo o pistón con movimiento rectil%neo alternativo, o con movimiento de
oscilación
b4 /as rotatorias, en las cuales, el despla(amiento se logra por el movimiento de
rotación de los elementos de la bomba
Bombas reciprocantes
Caracter%sticas de "uncionamiento
+n las bombas reciprocantes el pistón crea un vac%o parcial dentro del cilindro
permitiendo &ue el agua se eleve ayudada por la presión atmos")rica Como hace
"alta un espacio determinado de tiempo para &ue se llene el cilindro, la cantidad de
agua &ue entra al espacio de despla(amiento depender' de la velocidad de la
bomba, el tama>o de las v'lvulas de entrada y la e"ectividad del material sellantede las v'lvulas y del pistón
7ebido a la resistencia "riccional &ue se desarrolla en sus partes en movimiento,
las bombas reciprocantes tienen una e"iciencia relativamente ba*aG las
p)rdidas en las correas, los engranes y las chumaceras se a>aden a la
resistencia de las partes móviles para dar un rendimiento ba*o en proporción a la
potencia suministrada por la unidad motri(
/as v'lvulas de las bombas de pistón son de dos tipos las de succión, &ue
permiten la entrada al espacio de despla(amiento, y las de descarga, &ue de*an
&ue el agua pase hacia el tubo de descarga, +stas v'lvulas operan por la "uer(a
&ue e*erce sobre ellas el peso del agua, o por la acción e*ercida por elemento de
despla(amiento
8/15/2019 TESI DE MANTENIMIENTO DE BONBA DE PLANTA DE NITROJENO.docx
http://slidepdf.com/reader/full/tesi-de-mantenimiento-de-bonba-de-planta-de-nitrojenodocx 13/27
^enta*as y desventa*as de las bombas reciprocaste
/as venta*as de las bombas reciprocantes de po(o llano son#
• $lta presión disponible
• $utocebantes 3dentro de ciertos l%mites4
• Flu*o constante para cargas a presión variable
• $daptabilidad a ser movidas manualmente o por motor
/as desventa*as son#
• Ba*a descarga
• Ba*a e"iciencia comparada con las bombas centri"ugas
• Muchas partes móviles
• 5e&uieren mantenimiento a intervalos "recuentes
8/15/2019 TESI DE MANTENIMIENTO DE BONBA DE PLANTA DE NITROJENO.docx
http://slidepdf.com/reader/full/tesi-de-mantenimiento-de-bonba-de-planta-de-nitrojenodocx 14/27
• 1ucción limitada
• Costo relativamente alto para la cantidad de agua suministrada• 5e&uieren un tor&ue considerable para llevarlas a su velocidad
• Flu*o pulsante en la descarga
Bombas rotatorias
Caracteres generales de su "uncionamiento
/as bombas rotatorias son unidades de despla(amiento positivo, &ue consisten en
una ca*a "i*a &ue contiene engranes, aspas u otros dispositivos &ue rotan, y &ue
act.an sobre el l%&uido atrap'ndolo en pe&ue>os vol.menes entre las paredes de
la ca*a y el dispositivo &ue rota, despla(ando de este modo el l%&uido de manera
similar a como lo hace el pistón de una bomba reciprocante
Pero las bombas rotatorias en ve( de suministrar un "lu*o pulsante como sucede
con las bombas reciprocantes, descargan un "lu*o uni"orme, por el movimiento de
rotación de los engranes &ue es bastante r'pido
/as bombas rotatorias se usan generalmente para aplicaciones especiales, con
l%&uidos viscosos, pero realmente pueden bombear cual&uier clase de l%&uidos,
siempre &ue no contengan sólidos en suspensión No obstante, debido a su
construcción, su uso m's com.n, es como bombas de circulación o trans"erencia
de l%&uidos
Caracter%sticas principales#
• 1on de acción positiva
8/15/2019 TESI DE MANTENIMIENTO DE BONBA DE PLANTA DE NITROJENO.docx
http://slidepdf.com/reader/full/tesi-de-mantenimiento-de-bonba-de-planta-de-nitrojenodocx 15/27
• 7espla(amiento rotativo
• Flu*o uni"orme
• Construcción compacta
• Carga alta
• 7escarga relativamente ba*a
• ^elocidades de operación de moderadas a altas
• Pocas partes móviles
• 5e&uieren toda la potencia para llevarlas a su velocidad de operación
•
Flu*o constante dentro de ciertos l%mites para carga variable
• $spiración limitada
Como las pie(as &ue originan el despla(amiento son de metal y rotan, el
contacto met'lico entre las partes móviles origina desgastes &ue
posibilitan los resbalamientos a altas presiones, es por eso &ue la e"ectividad
de las bombas rotatorias disminuye con el uso
7istintos tipos de bombas rotatorias
8/15/2019 TESI DE MANTENIMIENTO DE BONBA DE PLANTA DE NITROJENO.docx
http://slidepdf.com/reader/full/tesi-de-mantenimiento-de-bonba-de-planta-de-nitrojenodocx 16/27
/as bombas m's comunes y m's e"ectivas de este tipo son las de engranes
e0ternos 1eg.n los dientes se separan en el lado de succión de la bomba, el
espacio entre dos dientes consecutivos se llena de l%&uido y de esta "orma es
arrastrado hasta &uedar atrapado entre estos y la pared de la ca*a de la bombaG el
movimiento de rotación del engrane lleva entonces el l%&uido atrapado hasta el
lado de descarga, en donde al &uedar libre es impulsado hacia a"uera por la
llegada constante de nuevas cantidades de l%&uido /as bombas rotatorias son
generalmente "abricadas para capacidades &ue no e0ceden de 6== gpm 3D<6
lAs4 y cargas &ue no sobrepasan 6== pies 3<6 m4
+0isten bombas rotatorias de engranes internos, de levas, lobulares de
tornillo, de paletas, etc
BOMBA ROTATORIA DE LEVA Y PISTON
9sos m's corrientes de las bombas de despla(amiento positivo
• Bombeo en po(os llanos
•
Bombeo en po(os pro"undos
• Para niveles de agua variable
• Bombas de incendio
• Bombas de trans"erencia y circulación
• peración por molinos de viento
• $ltas cargas a presión
• $limentación de calderas
• Bombeo de aceite y gasolina
8/15/2019 TESI DE MANTENIMIENTO DE BONBA DE PLANTA DE NITROJENO.docx
http://slidepdf.com/reader/full/tesi-de-mantenimiento-de-bonba-de-planta-de-nitrojenodocx 17/27
• Fumigadores de cosechas
Tipos de copresores ! sus caracter"sticas#
+n cual&uier circuito neum'tico, la parte m's importante es a&uella en donde se
produce el aire comprimido +sta parte es el elemento llamado compresor
Podr%a de"inirse el compresor como una m'&uina o dispositivo &ue toma aire con
unas determinadas condiciones y lo impulsa a una presión superior a la de
entrada -ambi)n se puede de"inir como una m'&uina de "uncionamiento
alternativo o rotatorio &ue tiene por ob*eto la compresión de un "luido 3aire
generalmente4 para utili(ar su "uer(a de e0pansión debidamente regulada y
transmitida al lugar m's idóneo
/os compresores se di"erencian por su caudal o por su relación de compresión
/a relación de compresión es un n.mero adimensional &ue relaciona las presionesde entrada y salida del aire del compresor, es decir, in"orma del aumento de
presión &ue provoca el compresor
+l caudal es la cantidad de aire comprimido &ue nos proporciona el compresor en
una unidad de tiempo, es decir, la cantidad de aire del &ue se puede disponer
-anto el caudal, como la relación de compresión &ue proporciona un compresor,
deben ser adecuados al consumo de aire &ue re&uiere el circuito
Por lo general, los compresores se sit.an en compartimientos especiales, bien sea
en lugares apartados donde no puedan molestar por el ruido &ue producen al
traba*ar o bien en el e0terior de las instalaciones donde se halla el circuito si lo &ue
desea es conseguir un aire de mayor calidad, es decir con menos impure(as 1in
embargo, tambi)n hay algunos tipos de compresores bastante silenciosos y otros
8/15/2019 TESI DE MANTENIMIENTO DE BONBA DE PLANTA DE NITROJENO.docx
http://slidepdf.com/reader/full/tesi-de-mantenimiento-de-bonba-de-planta-de-nitrojenodocx 18/27
e&uipos &ue no necesitan estar en un lugar "i*o, sino &ue pueden ser trasladados
con "acilidad de un lugar a otro
/os compresores se pueden clasi"icar en "unción de la "orma de traba*o /os mas
usados son de embolo, &ue son muy baratos, pero hacen bastante ruido tro tiposon los giratorios o rotativos m's actuales y menos ruidosos 7entro de cada
grupo hay multitud de clases distintas de compresores
/a tabla siguiente nos muestra los di"erentes tipos de compresores#
Copresores de $%olo
/os compresores m's utili(ados, como ya se di*o anteriormente, son los de
embolo, debido a su precio y a su "le0ibilidad de "uncionamiento, es decir, permiten
traba*ar con caudales de di"erentes magnitudes y con un amplio rango de relación
de compresión
+l "uncionamiento de este tipo de compresores es muy parecido al de un motor de
un automóvil 9n e*e, en el &ue va una manivela 3cig_e>al4, acciona la biela &ue
produce un movimiento alternativo en el pistón $l ba*ar el pistón, entra aire por la
v'lvula de aspiración +n ese momento la v'lvula de salida est' cerrada Cuando
el pistón desciende hasta el punto muerto in"erior, las dos v'lvulas se cierran +n
este momento comien(a la compresión del aire &ue ha entrado al cilindro, debido
al inicio del ascenso del pistón Cuando este aire se ha comprimido hasta el
m'0imo, entonces se abre la v'lvula de salida el aire comprimido es descargado
en el depósito y comien(a a via*ar hacia el circuito a trav)s de los conductos del
mismo
Como datos importantes de estos compresores, se>alamos &ue pueden alcan(ar
presiones desde Z HpAcm hasta un m'0imo de <= HpAcm en los compresores de
una etapa +n los de dos etapas se puede llegar hasta <6 HpAcm +n cuanto a los
caudales, pueden conseguirse hasta los 6== mDAmin
8/15/2019 TESI DE MANTENIMIENTO DE BONBA DE PLANTA DE NITROJENO.docx
http://slidepdf.com/reader/full/tesi-de-mantenimiento-de-bonba-de-planta-de-nitrojenodocx 19/27
Para reali(ar la compresión de aire, los compresores de )mbolo suelen utili(ar
mas de una etapa, Produci)ndose en cada etapa un aumento de la presión del
aire +n la .ltima etapa, el aire es e0pulsado a la presión "inal esperada
+n general, los compresores de )mbolo m's utili(ados son los de dos etapas, `ue
suelen re"rigerarse con agua o aceite 3&ue circula alrededor de la camisa del
compresor4 o con aletas 3&ue es un m)todo &ue busca el aumento de la super"icie
de re"rigeración con pe&ue>as super"icies muy delgadas4, &ue se sit.an alrededor
de las c'maras de compresión
Copresores Rotati&os
/os compresores rotativos consiguen aumentar la presión del aire mediante el giro
de un rotor +l aire se aspira cuando el rotor gira en un determinado sentido y
despu)s se comprime dentro de la c'mara de compresión &ue se origina en el
compresor
7entro de este tipo de compresores se pueden distinguir muchos tipos /os mas
importantes son los siguientes
Compresor rotativo de paletas
/a caracter%stica "undamental de estos compresores es &ue poseen una serie de
paletas radiales sobre el rotor &ue presionan las paredes de la c'mara de
compresión cuando giran 3por la acción de la "uer(a centr%"uga4 +ntre cada dos
paletas se crea una especie de pe&ue>a c'mara de compresión &ue va
comprimiendo el aire
1on muy silenciosos y proporcionan un nivel de caudal pr'cticamente constante
Compresor de tornillo
8/15/2019 TESI DE MANTENIMIENTO DE BONBA DE PLANTA DE NITROJENO.docx
http://slidepdf.com/reader/full/tesi-de-mantenimiento-de-bonba-de-planta-de-nitrojenodocx 20/27
1on relativamente nuevos y, adem's, caros, aun&ue debido a su ba*o desgaste, a
largo pla(o son muy venta*osos
1on muy silenciosos y proporcionan unos caudales de hasta E mDAmin, *unto con
una presión &ue oscila entre los y los < bar
+l "uncionamiento de estos compresores se basa en el giro de dos tornillos
helicoidales &ue comprimen el aire &ue ha entrado por el ori"icio de aspiración, y lo
e0pulsan hasta el ori"icio de salida
1istema de sellado 3cierres mec'nicos4#
9n sistema de cierre es un mecanismo &ue impide &ue se produ(can "ugas de
l%&uido desde el interior de la bomba, a trav)s del espacio e0istente entre el e*e y
la carcasa, como consecuencia de la mayor presión e0istente en el interior de la
bomba
+0isten, en general, dos sistemas di"erentes de sellado para bombas centr%"ugas#
+mpa&uetaduras
Cierres mec'nicos
/as empa&uetaduras han sido utili(adas tradicionalmente para el sellado de e*es
giratorios, pero hoy d%a ha sido sustituida en la gran mayor%a de situaciones por
cierres mec'nicos, ya &ue )ste es mucho m's e"ectivo, utili(a pie(as recambiables
8/15/2019 TESI DE MANTENIMIENTO DE BONBA DE PLANTA DE NITROJENO.docx
http://slidepdf.com/reader/full/tesi-de-mantenimiento-de-bonba-de-planta-de-nitrojenodocx 21/27
y no desgasta ni origina cual&uier otro e"ecto sobre los e&uipos en los &ue se ha
instalado
Cierre mec'nico#
Consiste esencialmente en dos super"icies planas radiales# una montada sobre el
e*e giratorio y otra estacionaria, de "orma &ue el sellado se produce mediante el
contacto entre ambas con una cierta presión 9na de ellas tiene una posición "i*a,
mientras &ue la otra est' dotada de una cierta "le0ibilidad radial y a0ial, a "in de
compensar los movimientos del e*e
+n la siguiente "igura se muestra como las dos super"icies radiales retienen el
l%&uido
/os seis elementos principales de un cierre mec'nico son# resorte, sistema de
arrastre de la cara, elemento secundario de sellado, cara giratoria, asiento y *unta
de asiento 1u concepción e interrelación determinan una amplia variedad de
dise>os en cierres mec'nicos
8/15/2019 TESI DE MANTENIMIENTO DE BONBA DE PLANTA DE NITROJENO.docx
http://slidepdf.com/reader/full/tesi-de-mantenimiento-de-bonba-de-planta-de-nitrojenodocx 22/27
+0cepto en aplicaciones espec%"icas, los cierres mec'nicos est'n dise>ados para
el monta*e interno con el con*unto "le0ible 3cabe(al4 instalado sobre el e*e +n este
tipo de disposición el caudal &ue "luye alrededor del cierre podr' ser controlada de
"orma e"ectiva, al estar sometidos sus componentes a tensiones de compresión
Flushing# 7ebido al movimiento relativo de una cara respecto de la otra se produce
calor &ue hay &ue disipar por&ue, de lo contrario, se producir%a la ebullición del
"luido de sellado, lo &ue provocar%a la destrucción del cierre Por tanto, el l%&uido&ue lo ba>a se renueva con el mismo l%&uido bombeado 3generalmente4, bien
mediante inyección desde la impulsión 3recirculación4, bien desde la c'mara de
cierre a la (ona de aspiración
^apor 3&uench4# Permite sellar e"ica(mente disoluciones &ue al evaporar pueden
de*ar residuos cristalinos +l &uench no penetra en la bomba y sirve para limpiar el
espacio entre el cierre y el e*e
Bombas de despla(amiento positivo#
8/15/2019 TESI DE MANTENIMIENTO DE BONBA DE PLANTA DE NITROJENO.docx
http://slidepdf.com/reader/full/tesi-de-mantenimiento-de-bonba-de-planta-de-nitrojenodocx 23/27
8/15/2019 TESI DE MANTENIMIENTO DE BONBA DE PLANTA DE NITROJENO.docx
http://slidepdf.com/reader/full/tesi-de-mantenimiento-de-bonba-de-planta-de-nitrojenodocx 24/27
Principio de "uncionamiento#
/as bombas dosi"icadoras transportan l%&uido pulsatoriamente mediante la acción
de un pistón o una membrana &ue impulsa el l%&uido por presión sobre el mismo $
cada carrera de la bomba, el l%&uido debe ser acelerado a una velocidad m'0ima
y, luego, ser nuevamente retardado a una velocidad cero, de "orma &ue se
producen pulsaciones senoidales de bombeo
Con vistas a evitar estas perturbaciones discontinuas en la instalación se suelen
instalar botellas amortiguadoras de pulsaciones tra "orma de amortiguar las
pulsaciones es instalando bombas de m.ltiples cilindros, lo &ue ocurre es &ue
estas bombas son m's caras &ue el coste de la solución monocil%ndrica
-erminolog%a habitual#
8/15/2019 TESI DE MANTENIMIENTO DE BONBA DE PLANTA DE NITROJENO.docx
http://slidepdf.com/reader/full/tesi-de-mantenimiento-de-bonba-de-planta-de-nitrojenodocx 25/27
$lgunos de los t)rminos habituales &ue caracteri(an estas bombas son los
mismos &ue para las centri"ugas, otros no 7e "orma resumida son los siguientes#
Caudal 3`4#
donde#
`73<;14dnm3<;14
7# volumen despla(ado por la bomba por unidad de tiempo y por c'mara de
bombeo
1# porcenta*e de l%&uido perdido por "ugas, m's la perdida por compresibilidad delmismo
d# despla(amiento por c'mara de bombeo m# n.mero de c'maras de bombeo
n# ciclos por unidad de tiempo
Presión#
Presión de aspiración Presión de impulsión Presión di"erencial
Potencia
+"iciencia
NP1]d
8/15/2019 TESI DE MANTENIMIENTO DE BONBA DE PLANTA DE NITROJENO.docx
http://slidepdf.com/reader/full/tesi-de-mantenimiento-de-bonba-de-planta-de-nitrojenodocx 26/27
NP1]r
5egla*e del caudal de las bombas de despla(amiento positivo
/as "ormas de regla*e del caudal trasegado por una bomba de este tipo se pude
reali(ar de alguna de las siguientes "ormas#
tornillo regulable en el cig_e>al &ue conduce el despla(amiento del pistónG
absorción de una parte del despla(amiento del pistón mediante un “by;pass”
hidr'ulico interno en algunas bombas de dia"ragmaG
di"erentes mecanismos &ue proveen el a*uste de la longitud de la carrera de
pistones alternativosG
variación de velocidad, los cuales var%an el caudal
8racias a esta posibilidad de poder variar el caudal global de la bomba se podr'
usar el mismo tama>o de bomba para di"erentes caudales, y esta regulación es la
&ue da lugar a la curva 3recta4 de regulación de una bomba de despla(amiento
positivo
/a regulación, as% como la e0actitud de dosi"icación, no sólo depende de la
precisión de la bomba, sino tambi)n de sus condiciones de aplicación Por lo
general, relaciones de a*uste de carrera <#<= se obtienen buenas e0actitudes de
8/15/2019 TESI DE MANTENIMIENTO DE BONBA DE PLANTA DE NITROJENO.docx
http://slidepdf.com/reader/full/tesi-de-mantenimiento-de-bonba-de-planta-de-nitrojenodocx 27/27
dosi"icación, de "orma &ue el margen verdadero de dosi"icación se sit.a entre el
<= y <== de la m'0ima longitud de carrera
Comparación bomba rotativa vs Bomba despla(amiento positivo
1i observamos las gr'"icas caudal;presión caracter%sticas del "uncionamiento de
cada uno de estos tipos de bombas podremos apreciar el di"erente
comportamiento din'mico &ue cada uno de ellos o"rece
Como podemos apreciar la presión suministrada por la bomba rotativa al "luido
ser' "unción del caudal &ue se le e0i*a, as% con"orme aumentemos la demanda de
caudal tendremos una menor presión disponible en la misma
Por otro lado las bombas de despla(amiento positivo nos o"recer'n un caudal
contante proporcional al despla(amiento de su pistón, pudi)ndose variar la presión
de traba*o de la misma +sta presión se podr' ir incrementando hasta llegar a
l%mites constructivos, tales como hermeticidad de cierres, no de "uncionamiento de
la bomba