Costos del ciclo de vida de bombas sin sello, diseños de placa base e impulsores de bombas para lodos
P. ¿Cuáles son algunos factores a considerar al realizar una evaluación del costo del ciclo de vida de una bomba rotativa sin sello?
UNA. Hay una prima de costo inicial sustancial para las bombas rotativas sin sello. Dependiendo del tipo, este costo es un múltiplo de una bomba similar con un sello mecánico convencional. El costo de una bomba de accionamiento magnético está asociado principalmente con el costo de los imanes necesarios para transmitir el par.
Las bombas sin sello se pueden seleccionar para muchas aplicaciones en función de un análisis de costos del ciclo de vida. Cada aplicación está sujeta a una revisión individual, pero las áreas generales que se pueden considerar en un análisis de costos del ciclo de vida son:
Negativo para bombas sin sello
costo de capital inicial
Instrumentación adicional, si es necesario
Menor eficiencia de conducción
Elementos de costo variable basados en la experiencia del usuario
Costo del diferencial de mantenimiento (numerosas encuestas han demostrado que la falla del sello mecánico es el costo principal del mantenimiento de la bomba)
Costo de pérdida de producción asociada con la confiabilidad del sistema
Reducción del costo de la instrumentación en comparación con los sistemas de sellado complejos
Positivo para bombas sin sello
Exención de monitoreo para emisiones fugitivas bajo la Ley de Aire Limpio
Costo de eliminación de líquidos como resultado de la falla del sello
Riesgo asociado con pérdida de personal o incidente de incendio
Costo de sistemas de sellado alternativos para cumplir con los requisitos de control de emisiones ambientales, como doble sello y cumplimiento
Valor de los períodos de operación extendidos entre la rotación de la unidad
Reducción de espacio en comparación con sistemas de sellado complejos
Costos del agua de enfriamiento
La economía puede ser inicialmente difícil de evaluar hasta que se haya acumulado experiencia en gastos de operación, mantenimiento y monitoreo. Los registros de estas consideraciones son valiosos para el proceso de selección de bombas.
P. ¿Cuáles son algunos diseños de placa base y consideraciones para bombas rotodinámicas?
UNA. Los diseños de placa base para bombas rotodinámicas incluyen el tipo de lechada y el tipo sin lechada, entre otros. La placa de base con lechada está diseñada para permitir que se vierta lechada debajo de la base. La lechada colocada dentro de la base contribuye a la rigidez y amortiguación instaladas de la placa base. Ver Figura 1.3.8.2.1a.
Figura 1.3.8.2.1a. Placa base lechada, acero fabricado
Los travesaños que se usan en este tipo de base normalmente están diseñados para bloquearse en la lechada para resistir aún más la deflexión o vibración de la placa base. Por lo general, la geometría del travesaño elegida para lograr esto es una sección en L (que se muestra en la Figura 1.3.8.2.1a), una sección en T o una sección en I.
Figura 1.3.8.2.2. Placa base sin lechada
Si la placa de base tiene un diseño cerrado (por ejemplo, la lechada no se puede verter dentro del perímetro de la placa de base debido a la presencia de una bandeja de drenaje o placa de plataforma), entonces se deben proporcionar orificios de lechada para permitir que la lechada se coloque dentro de la base.
La lechada utilizada puede ser cementosa o a base de epoxi. La preparación de la superficie requerida para que una placa base se adhiera con éxito a la lechada es diferente según la lechada que se utilice. Por lo tanto, el vendedor y el cliente deben acordar de antemano qué tipo de lechada se utilizará.
La placa base de la Figura 1.3.8.2.1a es típica de una placa base fabricada. Las placas base de hierro fundido son otro ejemplo. La capacidad de fundir elementos integrales, como arriostramientos, orificios de lechada y superficies inclinadas, brinda una solución altamente funcional y económica para muchas aplicaciones.
La placa de base sin lechada se coloca directamente sobre un cimiento sin el uso de lechada para llenar el interior de la base para fijarla al cimiento. Debido a la pérdida de rigidez proporcionada normalmente por la lechada, las bases sin lechada generalmente deben ser estructuralmente más rígidas que las bases con lechada comparables.
No es necesario que los travesaños encajen en la lechada y, por lo tanto, se pueden seleccionar sobre la base de proporcionar el mejor efecto de rigidez. Por esta razón, las secciones rectangulares huecas se utilizan a menudo en este diseño. La ventaja de este diseño en comparación con un diseño con lechada es una instalación simplificada.
El diseño estructural debe ser más rígido que una base de tipo lechada equivalente. Además, las frecuencias naturales estructurales deben separarse de las frecuencias operativas de cualquier equipo. Esto se debe a que los efectos de endurecimiento y amortiguación de la lechada no están disponibles.
El tipo sin lechada se usa a menudo en instalaciones en alta mar en las que se debe evitar la masa de lechada y hormigón. Este tipo se puede proporcionar para todo tipo de bombas rotodinámicas. (En la Figura 1.3.8.2.2 se ilustra una bomba multietapa, dividida axialmente, entre rodamientos).
Para obtener más información sobre otros diseños de placa base, incluidos los de lechada previa, placa de base e independiente, consulte ANSI/HI 1.3 Bombas rotodinámicas (centrífugas) para diseño y aplicación.
P. ¿Qué tipos de impulsores se utilizan en las aplicaciones de bombas para lodo?
UNA. Tanto los impulsores semiabiertos como los cerrados se utilizan en servicios de lodos. El control de fugas en la succión generalmente se logra con una combinación de paletas de limpieza o expulsión en el impulsor y espacios libres axiales cerrados. Debido a que estas holguras axiales aumentan con el desgaste, las bombas deben configurarse para permitir ajustes de holgura simples para mantener el rendimiento. Las holguras radiales estrechas se desgastan rápidamente cuando hay sólidos presentes y no se pueden corregir fácilmente con un ajuste externo y solo se deben usar en bajas concentraciones de lodos finos. Una disposición de espacio libre axial entre el diámetro de entrada del impulsor y el revestimiento es común para proporcionar control de fugas para servicios de alto desgaste.
Los métodos de conexión del impulsor varían según el fabricante y los requisitos de servicio. Se utilizan con éxito diferentes diseños atornillados y diseños roscados. Al bombear lodos altamente abrasivos, el accesorio del impulsor debe protegerse contra el desgaste para optimizar la vida útil. Un impulsor roscado internamente se usa típicamente en servicios de alto desgaste para esta protección.
Los requisitos de equilibrio para los impulsores de las bombas para lodos son diferentes a los de los líquidos claros. Se espera que un impulsor equilibrado para servicio de líquido claro permanezca sustancialmente equilibrado durante la mayor parte de su vida útil. A medida que se desgasta el impulsor de una bomba de lodo, naturalmente comenzará a cambiar su equilibrio debido a la erosión del metal a lo largo de las superficies de desgaste. Como resultado, los cojinetes y ejes de una bomba para lodos deben diseñarse para una gran cantidad de desequilibrio del impulsor.
En general, los impulsores de bombas para lodos se equilibrarán con un estándar menor (desequilibrio residual más alto) que un impulsor de líquido claro. Los niveles de desequilibrio residual permitidos los determina el fabricante y se basan en una serie de factores operativos y de diseño.