SELECCIÓN ADECUADA DE BOMBAS CENTRÍFUGAS

La selección adecuada de las bombas centrífugas es más importante que nunca. La equivocación puede tener consecuencias drásticas en el mantenimiento, la fiabilidad y la eficiencia. Sin embargo, el proceso de selección sigue siendo difícil para muchos usuarios.
La optimización del sistema de bombeo por el Instituto Hidráulico es una evaluación de 1.690 bombas en 20 plantas de proceso. El estudio descubrió algunos resultados alarmantes. Se encontró una eficiencia de bombeo promedio por debajo del 40%. Además, más del 10% de las bombas eran menos del 10% en eficiencia. Una de las principales razones detrás de estos números pobres fue la selección incorrecta de la bomba.
Estos hallazgos deben apreciarse en el contexto de la economía de la bomba. La regla general es que una bomba y motor combo costará alrededor de $ 1 por día por caballos de fuerza del motor. Aunque el costo de la energía varía según la ubicación, este es un buen punto de partida para comenzar a entender los costos potenciales. Para las bombas de caballos de fuerza más grandes que funcionan ineficientemente, el capital mal gastado puede ser escalofriante.

FUERA DE LA VISTA, FUERA DE LOS CÁLCULOS REALIZADOS

Pero el costo de la energía por sí solo rara vez es una razón para el cambio, mucho menos la transformación de una industria. Una vez que las bombas están instaladas y funcionando, los costos de energía a veces pueden estar fuera de la vista y fuera de los cálculos realizados.
En la parte superior de eso, hay muchos otros costos en instalaciones industriales. Descubrir el verdadero costo de la bomba es difícil cuando se está enterrado con una factura de energía industrial junto con el alto costo de calefacción, refrigeración y funcionamiento del equipo.
Incluso la contratación externa del proceso de selección a una empresa de ingeniería de renombre no traen ninguna garantía de éxito. Se necesita una comprensión clara del diseño de la bomba centrífuga, la trampa común involucrada en el proceso de selección y las consecuencias de una selección inadecuada.
La tecnología de bomba centrífuga ha estado alrededor de 100 años sin cambios revolucionarios. Ciertamente, hay nuevas aleaciones de materiales y revestimientos para fundición e impulsores, y las eficiencias han aumentado. En todo caso, los diseños más antiguos son más robustos que muchos que se ven hoy.
Una aplicación de la bomba juega un papel crítico. Una bomba de alta calidad de un fabricante de renombre puede funcionar mal en ciertos sistemas. Incluso un modelo caro hecho de titanio y diseñado para las especificaciones de la NASA para un ciclo de vida de 30 años podría ser inadecuado para ciertas aplicaciones. Para ajustar la bomba a la aplicación correcta, es necesario ahondar en los puntos básicos de funcionamiento de las bombas centrífugas.
Componentes de una Bomba Centrífuga
A medida que gira el eje de la bomba, gira el impulsor dentro de la carcasa, lo que añade energía al fluido del proceso. Esto permite que el impulsor actúe como un voladizo con un anillo de desgaste, sellos y cojinetes que mantienen todo en su lugar y fluido de escape. El impulsor giratorio cambia la dirección del fluido entrante, lo que puede causar cargas radiales intensas en la bomba. Los cojinetes no sólo reducen el rozamiento sino que soportan el eje de la bomba y absorben estas cargas radiales.
Todas las bombas tienen un punto de diseño en el que se maximiza la eficiencia, conocido como el mejor punto de eficiencia (BEP). Aquí es donde la bomba funciona más suave y las fuerzas radiales se minimizan. Cuanto más lejos del BEP, mayores son las cargas radiales en la bomba (Figura 2).

VIBRACIÓN EXCESIVA

La bomba tendrá generalmente una velocidad crítica alrededor del 25% del BEP, donde su frecuencia natural es alcanzada y vibraciones excesivas pueden ocurrir, La bomba podría agitarse aparte, pasando primero por el anillo de desgaste, luego los sellos y finalmente los cojinetes. Esto es fácil de detectar; la bomba vibrará y puede comenzar a filtrar el líquido antes del siguiente período de mantenimiento programado.
El BEP (punto más eficiente de operación) debe ser un factor en la selección de bombas centrífugas. Las curvas de Pums demuestran la fuerte relación entre la vida útil de la bomba, la confiabilidad de la bomba y donde la bomba opera en su curva.
El rendimiento de las bombas individuales es una combinación de diseño y condiciones de operación.
Los datos de rendimiento de la bomba se proporcionan en forma de curvas de bomba, cuya función principal es comunicar o definir la relación entre el caudal y la cabeza total de una bomba.
Las curvas de la bomba son proporcionadas por el fabricante y muestran las características de funcionamiento de un tipo específico de bomba, tamaño y velocidad basados ​​en los resultados de las pruebas y condiciones de prueba estandarizadas. Una bomba saludable siempre mantiene la relación definida entre la cabeza y el flujo.
La curva de la bomba es necesaria para la correcta selección de la bomba, el monitoreo de la salud de la bomba y la solución de problemas en todo el sistema de tuberías. Se asegurará de que la bomba se adapte a los requisitos del sistema, indique si la bomba no está funcionando en la curva publicada, señalar los problemas y cómo resolverlos.
Una curva de bomba es crítica para cada punto. El BEP en la curva de la bomba indica el punto mas alto o eficiencia máxima. Para operar en el BEP, el sistema debe controlar la presión en la salida de la bomba o el flujo a través del sistema para mantener el punto de funcionamiento de la bomba (indicado por la flecha roja en la figura 2).
Por ejemplo, si el sistema hace que la presión de descarga suba, el punto de funcionamiento se moverá hacia la izquierda y arriba hasta la curva y el flujo se reducirá. Si el sistema hace que la presión caiga a la descarga de la bomba, el punto de funcionamiento se moverá hacia abajo y hacia la derecha. El movimiento a la izquierda o a la derecha del BEP aumenta las fuerzas en el impulsor. Estas fuerzas causan tensiones que tienen un efecto negativo sobre la vida y la fiabilidad de la bomba.
Si superponemos la vida esperada de la bomba como una función de donde la bomba está funcionando, obtenemos una “curva Barringer” que muestra el tiempo medio entre fallos (MTBF) como una función del caudal BEP. Esta curva fue creada por Barringer & Associates en un estudio de fallas de sellantes y empaques en bombas centrífugas.
Utilizando la curva de la página 2, más cerca está la bomba de su BEP. Cuanto mayor sea el MTBF. A medida que el caudal operativo de la bomba se desplaza hacia la izquierda o la derecha del BEP, las fallas se producen con mayor frecuencia.