Transcript Kg/cm 2
Seminario
Bombas y Compresores
Agosto 2013
1
2
3
4
Factores de Conversión
1 Metro =
1 Kilogramo =
1 Metro cúbico =
1 Metro cúbico =
1 Galón (US) =
1 Kilovatio =
1 Bar =
1 kg/cm2 =
1 Bar =
3.281 Pies
2.2046 Libras
264.4 Galones (US)
1,000 Litros
3.785 Litros
1.341 HP
14.5 PSI
14.22 PSI
1.0197 kg/cm2
5
Factores de Conversión
1 Tonelada métrica =
1 PSI =
2204.6 Galones US
DR X 8.33
Pies X DR
2.31
DR = Densidad Relativa
6
¿Qué es una bomba?
Un aditamento que
mueve un fluido y le
añade energía, o
presión diferencial.
7
Clasificación de Bombas
Bombas
Cinéticas
Centrífugas
Periféricas
Desplazamiento
Positivo
Rotativas
Alternativas
8
9
Bombas Blackmer
Desplazamiento Positivo
Rotativas
Paletas Deslizantes
Paletas Ranura
Paletas en Rotor
Desplazamiento Constante
10
Eficiencia Mecánica de la Bomba
Es el cociente de la
Potencia Hidráulica requerida:
HP
=Q x H
1714
Versus la potencia actual del motor eléctrico
al eje de la bomba ( bHP)
Q=
H=
Caudal, galones por minuto
presión diferencial, PSI
11
Eficiencia Mecánica de la Bomba
• Representa la pérdidas dentro de la
bomba.
• Se determina a base de pruebas de
funcionamiento en un banco de pruebas,
usando un fluido.
• Se desarrollan curvas de funcionamiento
en todo el rango operacional de la bomba.
12
Eficiencia Mecánica de la Bomba
• Con un motor eléctrico calibrado para pruebas,
se determina la potencia requerida por la bomba
en cada punto de prueba.
• Se compara la potencia hidráulica (calculada
usando los valores de caudal y presión
diferencial obtenidos en el banco de pruebas)
con la potencia del motor eléctrico calibrado.
13
Potencia Requerida
Se determina usando la siguiente
fórmula general:
HP = Potencia
H
= Presión diferencial, PSI
Q = Caudal, galones por minuto
Eff.= Eficiencia total
14
Eficiencia Mecánica
Bombas
•
•
•
•
Paletas:
Engranaje:
Canal lateral:
TR:
15
80-90%
60-65%
40-50%
30-35%
EFICIENCIA MECANICA VS. PRESION DIFERENCIAL
90
80
% EFICIENCIA
70
60
LGL
50
CL
40
TR
30
20
10
0
40
60
80
100
120
140
160
LGL
63
65
71
72
78
80
85
CL
42
48
49
48
46
42
41
TR
29
32
35
35
35
PRESION DIFERENCIAL
16
Aplicaciones de Bombas para GLP
Almacenamiento
Autotanque
Vaporizadores
Propano-aire
Carburación
17
Bombas LGL
Acoplamiento directo al motor
Llenado de cilindros, Carburación, Vaporizadores
8 Modelos hasta 32 gpm (122 lpm)
Trasvase, poleas en V, reductor RPM
Plantas de almacenaje, terminales, llenado de
cilindros, vaporizadores
3 Modelos hasta 300 gpm (1,135 lpm)
Transportes, toma de fuerzas
Autotanques, semi-remolques
4 Modelos hasta 300 gpm (1,135 lpm)
18
Bombas LG de 1” NPT
Acoplamiento Directo al Motor
LGF1 / LGF1P
LGB1 / LGB1P
19
Bombas LGL de 1 ¼” & 1 ½” NPT
Acoplamiento Directo al Motor
20
Bombas LGL
Acoplamiento Directo al Motor
Modelo
RPM
Max.
HP
PSID
Max.
(Kg/cm2)
GPM a
100 PSID
(LPM a 7 Kg/cm2)
LGF1 / LGB1
1750
1
125 (8.8)
6 (23)
LGF1P / LGB1P
1750
1½
125 (8.8)
10 (38)
LGRLF 1 ¼ / LGRL 1 ¼
1750
1-1 ½
150 (10.5)
14 (53)
LGLF 1 ¼ / LGL 1 ¼
1750
1-3
150 (10.5)
18 (68)
LGL 1 ½
1750
1-3
150 (10.5)
29 (150)
21
Nueva Serie LGL150
22
Características y Cualidades
• Alta presión diferencial
• Acoplamiento directo al
motor eléctrico
• Motor uso continuo
• Conexiones de brida ANSI
2” x 1 ½”
• Presión de trabajo
425 PSIG
• Aprobación UL
23
Aplicaciones Típicas
• Autogas; 1-2 mangueras
• Llenado aerosol
• Alimentación de
vaporizadores
• Tanques enterrados
• Tanques aéreos
24
Montaje Motor Rígido
Motores Eléctricos:
• 2 HP, 1 & 3 fases
• 3 HP, 1 & 3 fases
• 5 HP, 1 & 3 fases
• 7 ½ HP, 3 fases
25
Montaje Motor C-Face
Motores Eléctricos:
•
•
•
•
2 HP, 1 & 3 fases
3 HP, 1 & 3 fases
5 HP, 1 & 3 fases
7 ½ HP, 3 fases
26
Serie LGL150
Acoplamiento Directo al Motor
Modelo RPM
Motor
Eléctrico
HP
Fase
LGL154A
1750
2-3 HP
1&3
LGL156A
1750
2-5 HP
1&3
LGL158A
1750
2-7 ½
3
GPM
(LPM)
PSID
(Kg/cm2)
11.2
(42.4)
21
(79.5)
32.3
(122)
140 PSID
(9.8 kg/cm2)
160 PSID
(11.2 kg/cm2)
200 PSID
(14 kg/cm2)
27
Montajes para Bombas LGL
Plantas de Almacenamiento
28
Bombas LGL
Plantas de Almacenamiento
Modelo
RPM
Max.
HP
PSID
Max.
(kg/cm2)
GPM @ 100 PSID
(LPM a 7 kg/cm2 )
LGLD2
640
7½
150 (10.5)
55 (208)
LGLD3
640
15
150 (10.5)
112 (424)
LGLD4
640
25
125 (8.8)
220 (833)
29
Bombas Para Transportes
y Autotanques
30
Bombas Para Transportes
y Autotanques
LGLD2E
TLGLF3
TLGLF4
31
Bombas Para Transportes
y Autotanques
Modelo
Conexiones
(entrada/salida)
RPM
Max.
Max. DP
GPM a 90 PSID
2
PSI (kg/cm2) (LPM a 6.3 kg/cm )
LGLD2E 2” x 2” NPT
640
150
(10.5)
75 (284)
LGLD3E 3” x 3” NPT
640
150
(10.5)
150 (568)
TLGLF3
3”-300 #
x 2” NPT
640
125
(8.8)
81 (301)
TLGLF4
4”-300 #
x 2-2” NPT
640
125
(8.8)
245 ( 927)
32
Nuevo Diseño Blackmer
Bomba para Alta Presión Diferencial
en Aplicaciones de Autotanques
LGLH2
@ 165 PSID (11.6 kg/cm2)
LGLD2E
@ 125 PSID (8.8 kg/cm2))
33
LGLH2
Aplicaciones típicas:
• Despacho de
Autotanques
• Llenado de aerosoles
• Alimentación de
vaporizadores
34
LGLH2
Características y Cualidades:
• Dimensiones exteriores idénticas al modelo LGLD2E
• Presión diferencial de 165 PSI (11.6 kg/cm2)
• Presión de trabajo de 390 PSI (27.4 kg/cm2)
• Rodamientos de rodillos, para trabajos pesados
35
LGLH2
Características y Cualidades:
• Válvula de alivio interno; 190 PSID (13 kg/cm2).
• Conexiones roscadas de 2” NPT .
• Caudal de GLP líquido de 61 GPM (231 LPM) @ 780 RPM
& 145 PSID (10.2 kg/cm2)
• Capaz de manejar 20% vapor
36
Caudal Propano @ (27 C) 640 RPM
Modelo
Bomba
Presión Diferencial
125 PSI
145 PSI
(8.8 Kg/cm2) (10 Kg/cm2)
160 PSI
(11 Kg/cm2)
LGLD2
50 GPM
(189 LPM)
47 GPM 1
(178 LPM)
N/A
LGLH2
50 GPM
(189 LPM)
47 GPM 2
(178 LPM)
43 GPM 2
(163 LPM)
1: By-pass abierto; parte caudal retornando al tanque
2 : Usando By-Pass BV1.25A9 @165 PSID
37
Válvulas By-Pass
Modelo
BV1.25A5
BV1.25A9
Rango Presión Diferencial
71 – 125 PSI
(~ 5 – 8.8 Kg/cm2)
160 -200 PSI
(~ 11 – 14 Kg/cm2)
38
Despacho Autotanque
En muchas de estas
instalaciones, los tanques
están ubicados en los
techos de edificios altos,
con tuberías de llenado
remoto muy pequeñas y
largas, obligando a la
bomba a levantar una
presión diferencial muy
alta.
39
Despacho Autotanque
Nueva modalidad:
• Usuarios instalan un
medidor de líquido en
sus instalaciones.
• Restricción adicional,
del orden de 6 kg/cm2
40
Funcionamiento
Bombas LGL
41
Bombas Aspas Deslizantes
Áreas de la Cámara de Bombeo
• Fluido a través de la bomba.
Entrada - Expansión
Transporte - Estático
Salida - Reducción.
42
Desplazamiento del Fluido
• Al girar el rotor, la paleta crea un vacío en la succión,
forzando la entrada del líquido hacia la bomba.
• El líquido es transportado entre las paletas o aspas.
• El fluido es descargado en la salida de la bomba
(las aspas son forzadas dentro de la ranura en el rotor).
43
3 Fuerzas en las Bombas
Blackmer de Aspas Deslizantes
• FUERZA CENTRIFUGA
• FUERZA MECANICA
• FUERZA HIDRAULICA
44
Operación de las Aspas
• Fuerza Centrífuga
el impulso de la
rotación presiona el
aspa contra la camisa
• Impulsor opera entre
aspas opuestas, e
inicia el movimiento
del aspa. (de vital
importancia con
líquidos viscosos)
45
Operación de las Aspas
• Fuerza Hidráulica la
presión del líquido es
transmitida a la base
del aspa a través de
la ranura en el aspa .
Estas tres fuerzas son
las responsables del
funcionamiento eficaz
de las bombas
Blackmer.
46
Aspas
- Las aspas con sus
ranuras hacia la
descarga de la
bomba.
- ¿Qué pasa si se
instalan invertidas?
47
Criterios en la Selección
de una Bomba
• Razón de flujo, o caudal
• Presión diferencial
• Producto; densidad relativa,
temperatura del liquido.
(producto con mayor contenido de
butano a la menor temperatura)
48
Gases Licuados:
El caudal de la bomba se reduce
al bajar la temperatura del
producto
49
50
51
Diagrama Mollier
52
Diagrama Mollier
53
Propiedades Termodinámicas de
Propano Saturado - Densidad
Temperatura
oF
100
60
30
0
PSIG
187
92
52
24
Líquido
Lb/ft3
29.58
31.75
33.20
34.54
Vapor
Lb/ft3
1.69
0.99
0.625
0.369
Razón
Vapor/Líquido
17
32
53
94
54
Propiedades Termodinámicas de
Butano Saturado - Densidad
Temperatura
oF
100
PSIG
38
Líquido
Lb/ft3
34.84
Vapor
Lb/ft3
0.552
Razón
Vapor/Líquido
63
60
30
0
12
0.60*
15.0*
36.45
37.54
38.59
0.294
0.153
0.0901
124
245
428
* Pulgadas de mercurio bajo 1 atmósfera (29.92 in)
55
Aplicaciones Especiales
Carburación, Autotanque; medidor:
Capacidad de la bomba; 75-80% del
rango máximo del medidor.
Vaporizador:
• 2 ½ to 3 veces la capacidad nominal del
vaporizador
• Válvula de alivio de líquido
56
Instalación Típica de
Vaporizador con Bomba
57
Recomendaciones en el
Diseño de la Tubería
• Succión:
minimizar la caída en presión;
evitar cavitación.
• Descarga:
Caída en presión dentro del
rango operativo de presión
diferencial de la bomba
58
Formación de vapor en la succión
- Transferencia de calor de fuente externa
- Caída de presión en la tubería:
- Cambio de elevación
- Pérdidas por fricción :
- Velocidad del líquido
- Turbulencia
- Vapor arrastrado
59
Recomendaciones:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Pintura de tubería, blanca o aluminio
Minimizar largo de tubería
Bomba a 4.5 pies (1.4 Mts) bajo el tanque
Válvulas de bola de paso completo
Minimizar el número de conexiones; codos,
tees
Colador o restricciones a 10D de la bomba
Colador con malla calibre 40
Válvula exceso de flujo, 1.5 el caudal de
líquido
Diámetro de tubería mayor que la bomba
Flujo máximo; 2-3% capacidad del tanque
Línea de retorno del By-Pass al espacio de
vapor
60
¿Por qué no queremos vapor
en la bomba?
• El GLP en su estado líquido, provee la lubricación y
enfriamiento necesarios para las paletas y los sellos
mecánicos de la bomba.
• Las propiedades de lubricación y de enfriamiento del
GLP en su estado gaseoso, son muy inferiores al del
GLP en su estado líquido.
• De no haber presente suficiente GLP en su estado
líquido, las paletas y sellos mecánicos pudieran fallar.
61
Supresor de Cavitación
en la Camisa de la Bomba
Por medio de canales internos
en la camisa, parte de este
caudal se dirige al interior de la
cámara de bombeo de la
bomba. Al insuflarse este líquido
a alta presión, se van
colapsando las burbujas de
vapor presentes, de forma
gradual, evitándose la implosión
violenta en la descarga de la
bomba.
62
Caudal y Ruido versus Vacio en la Succion
LGL 1.5, SS150 @ 1750 RPM, Presion diferencial de 125 PSI
40
92
Caudal (GPM)
SIN SUPRESOR
DE RUIDO
90
32
88
28
86
24
84
20
82
16
80
CON
SUPRESOR DE
RUIDO
12
78
8
76
4
74
0
72
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Vacio en Succion (PSI)
63
11
12
Ruido (dBA)
CAUDAL
36
Datos Requeridos
Para el Diagnóstico
- Caída de presión en la succión
Descarga
Succión
- Presión diferencial:
• Operación
• Máxima
- Presión abertura válvula bypass
- Caudal:
• Modelo Bomba
• RPM Bomba
- Potencia Motor HP (KW)
- Producto; densidad relativa
- Temperatura del producto
- Válvula exceso flujo.
64
¿Cómo se selecciona la
válvula by-pass?
• Flujo nominal de la bomba.
• Presión diferencial requerida.
65
Guía de Selección
Modelo BV0.75 (conexiones roscadas de ¾” NPT)
Modelo BV1
(conexiones roscadas de 1” NPT)
Pueden ser usadas con bombas Blackmer de 1”, 1 ¼” & 1 ½”
Modelo BV1.25 (conexiones roscadas de 1 ¼” NPT)
Modelo BV1.5 (conexiones roscadas de 1 ½” NPT)
Pueden ser usadas con Bombas Blackmer de 2” & 3”
Modelo BV2
(conexiones de bridas roscadas de 2” NPT)
Usadas con Bombas Blackmer de 3” & 4”
66
Flujo máximo a través de la válvula
Flujo Nominal Máximo * - GPM (LPM) @
Modelo
20 PSI
1.4 Kg/cm2
50 PSI
3.5 Kg/cm2
80 PSI
5.6 Kg/cm2
120 PSI
8.4 Kg/cm2
BV1
25
(95)
40
(151)
50
(189)
60
(227)
BV1.5
60
(227)
80
(303)
100
(379)
125
(473)
BV2
150
(568)
180
(681)
220
(833)
250
(946)
* Flujo normal sin excederse significativamente la presión de calibración
67
Compresores para GLP
68
¿Qué es un compresor?
Un artefacto mecánico que
comprime gases.
69
Tipos de Compresores
70
Compresores para GLP
• Desplazamiento positivo
• Alternativo
• Pistón
Alta eficiencia volumétrica
Operación simple
Bajo costo
71
Aplicaciones para
Compresores de GLP
• Trasiego de líquido
• Recuperación de vapores
• Sistema para el vaciado
de cilindros
72
Trasiego de GLP Líquido
Usando un Compresor
73
Recuperación de Vapores
Usando un Compresor
74
Sistema para el vaciado de
cilindros usando compresor
75
Selección Para Aplicaciones de
Trasiego de GLP Líquido
– Caudal de líquido requerido
– Producto:
• Densidad relativa
• Temperatura, presión de vapor
• Cociente de los calores específicos (N)
– Caída en presión del sistema
76
Capacidad del Compresor
Trasiego de GLP Líquido
Modelo
RPM
Max HP
GPM (LPM)
LB161
810
10
92 (348)
LB361
810
15
196 (742)
LB601
810
40
345 (1337)
LB942
810
50
669 (2532)
77
Criterios de Selección
Trasiego de GLP Líquido
• GLP con mayor contenido de propano
• Temperatura máxima de operación
78
CAUDAL DE LIQUIDO INDUCIDO POR UN COMPRESOR
LB361 @ 810 RPM VERSUS TEMPERATURA
(Programa LBL TRAN)
900
800
CAUDAL LPM
700
600
500
Propano
Butano
400
300
200
100
0
10
21
32
43
TEMPERATURA C
79
Usar un Compresor
Versus una Bomba
•
•
•
•
•
Descarga tanque ferrocarril; succión pobre
Recuperación de vapores
Un sólo equipo para cargar y descargar
Presión diferencial de menos de 30 PSI
Sin medidor de líquido; excepto másico
80
HP
Potencia Requerida
Compresor versus Bomba
Propano
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
Compresor
Bomba
85
180
300
Caudal GPM
81
Diagnóstico Sistema
de Compresión
• Caída presión sistema
• Caudal de líquido
• Producto; grado
temperatura
• Modelo, RPM compresor
• Potencia motor eléctrico
• Caudal cierre válvula de
exceso de flujo
82
Compresor GLP
Modelo LB081
83
Características
• Cuerpo hierro dúctil ASTM
A395
• Max. Presión Trabajo 350 PSIG
• Max. Temperatura 350 oF
• Enfriado por aire
• Un pistón, una etapa
• Libre de aceite
• Lubricación forzada;
no por salpiqueo
• Rodamientos para uso pesado
• Montaje LU disponible
84
Aplicaciones
• Recuperación de GLP
líquido en tanques
usuarios
• Unidad móvil para
emergencias
• Trasvase de GLP
• Recuperación de vapor
en cilindros
• Vaciado de tuberías en
plantas
85
Desempeño
RPM
Trasvase Líquido
PD
CFM
Potencia
HP
GPM
LPM
425
25
93
4.2
560
32
123
715
41
780
810
Mangueras
Líquido
Vapor
1½
1 ½”
¾”
5.6
3
1 ½”
¾”
157
7.2
3
1 ½”
1”
45
171
7.8
5
1 ½”
1”
46
174
8.1
5
1 ½”
1”
Trasvasar GLP Líquido de un Envase ASME
Usando Compresor Portátil LB081
87
Válvula Rego
Chek-Lok®
88
Válvula Rego
Chek-Lok®
Número Parte
Chek-Lok ®
Conexión
Entrada
Conexión Caudal Cierre
Máximo
Salida
Líquido GPM Caudal GPM
7590 U
¾” FNPT
1 5/8” UNF
20
14
7591 U
1 ¼” FNPT
1 5/8”UNF
35
24
89
Sistema Vaciado Cilindros
90
Compresores Portátiles
NFPA # 58
• Motores a combustión interna, accionando
compresores portátiles, deberán contar con
arresta-llamas e ignición escudada.
• Compresores portátiles con conexiones
temporales, no requieren contar con
aditamentos para prevenir la entrada de
líquido al compresor (trampa).
91
Curvas Desempeño
Motores a Combustión Interna (IC)
• 14 HP @ 2500 RPM:
a RPM máxima
• 10.7 HP @ 2000 RPM;
a Torque máximo
92
Programa Mantenimiento
Preventivo Bombas
• Lubricar rodamientos; bomba y motor; 3
meses.
• Bandas, correas:
– Alineamiento
– Tensión
– Condición
• Reemplazar periódicamente paletas,
sellos mecánicos, discos; 3 millones de
litros
93
Criterios Bomba Planta
• Tubería succión:
– Caudal nominal, butano a mínima temperatura
– NPSH disponible
• Tubería descarga:
– Caída en presión; rango de presión diferencial
de la bomba.
– Potencia ~ presión diferencial
94
Criterios Bomba Planta
• Bomba más grande a menor RPM
• Sistema de protección para evitar que la
bomba opere en seco.
• Válvula by-pass:
– tamaño adecuado y rango de presión
diferencial.
– Calibración; reemplazar cada 5 años
95
Criterio Tubería By-Pass
DPR= Caída en presión
tubería de retorno
DPD= Caída en presión
tubería de
descarga
DPD DPR
96
Criterios Bomba Autotanque
• Tubería succión:
– Caudal nominal, butano a mínima
temperatura
– NPSH disponible
• Tubería descarga:
– Caída en presión; rango de presión
diferencial de la bomba.
– Potencia ~ presión diferencial; desgaste
motor
97
Criterios Bomba Autotanque
•
•
•
•
•
Bomba y by-pass adecuada; alta presión
Bomba de 3” a menor RPM
Limitar RPM
Manguera 1”
Calibración válvula by-pass; reemplazar
cada 2 años
• Medidor másico; menor caída de presión
98
Criterios Bomba Autotanque
Alineamiento eje de la toma de fuerzas
99
Sistema de Accionamiento
Hidráulico
100
Enfriador HYDRIVE
101
102
103
Programa Mantenimiento
Preventivo Compresores
• Cambio aceite & filtro; 2,000 horas
• Lubricar rodamientos motor; 3 meses
• Bandas, correas:
– Alineamiento
– Tensión
– Condición
• Reemplazar anillos, sellos, válvulas; anual
• Lubricar válvula 4-vías; 3 meses
104
Criterios Compresor
• Dimensionar tuberías y válvulas exceso
de flujo:
– Propano, máxima temperatura
– Caída presión; 2 kg/cm2
• Interruptores:
– Baja presión de aceite
– Baja presión succión
– Nivel líquido
105
Inquietudes
Ahorros Costo Inicial
Gastos Operacionales
106
Muito
Obrigado
107