Tipos de Bombas en operaciones petroleras - Bombas Centrifugas

 

La bomba centrífuga, es actualmente la máquina más utilizada para bombear líquidos en general. Las bombas centrífugas son siempre rotativas y son un tipo de bomba hidráulica que transforma la energía mecánica de un impulsor. El fluido entra por el centro del rodete, que dispone de unos álabes para conducir el fluido, y por efecto de la fuerza centrífuga es impulsado hacia el exterior, donde es recogido por la carcasa o cuerpo de la bomba, que por el contorno su forma lo conduce hacia las tuberías de salida o hacia el siguiente rodete se basa en la ecuación de Euler y su elemento transmisor de energía se denomina impulsor rotatorio llamado rodete en energía cinética y potencial requeridas y es este elemento el que comunica energía al fluido en forma de energía cinética.

 

CARACTERÍSTICAS:

 

*La característica principal de la bomba centrífuga es la de convertir la energía de una fuente de movimiento (el motor) primero en velocidad (o energía cinética) y después en energía de presión.

*Existen bombas centrifugas de una y varias etapas. En las bombas de una etapa se pueden alcanzar  presiones de hasta 5 atm, en las de varias etapas se  pueden alcanzar hasta 25 atm de presión, dependiendo del número de etapas.

*Las bombas centrifugas sirven para el transporte de líquidos que contengan sólidos en suspensión, pero  poco viscosos. Su caudal es constante y elevado, tienen  bajo mantenimiento. Este tipo de bombas presentan un rendimiento elevado para un intervalo pequeño de caudal pero su rendimiento es bajo cuando transportan líquidos viscosos.  

*Este tipo de bombas son las usadas en la industria química, siempre que no se manejen fluidos muy viscosos.

*Las bombas centrífugas de una etapa y monoblock, son ideales para movimientos de líquidos en general, con una profundidad máxima de aspiración de 7 m. ó 9 m.

*Estas bombas son adecuadas para bombear agua limpia, sin sólidos abrasivos.

 

 

PARTES DE UNA BOMBA CENTRÍFUGA:

Carcasa: Es la parte exterior protectora de la bomba y cumple la función de convertir la energía de velocidad impartida al líquido por el impulsor en energía de presión. Esto se lleva a cabo mediante reducción de la velocidad por un aumento gradual del área.

Impulsores: Es el corazón de la bomba centrífuga. Recibe el líquido y le imparte una velocidad de la cual depende la carga producida por la bomba.

Anillos de desgaste: Cumplen la función de ser un elemento fácil y barato de remover en aquellas partes en donde debido a las cerradas holguras entre el impulsor y la carcasa, el desgaste es casi seguro, evitando así la necesidad de cambiar estos elementos y quitar solo los anillos.

Estoperas, empaques y sellos: la función de estos elementos es evitar el flujo hacia fuera del líquido bombeado a través del orificio por donde pasa la flecha de la bomba y el flujo de aire hacia el interior de la bomba.

Eje o Flecha: Es el eje de todos los elementos que giran en la bomba centrífuga, transmitiendo además el movimiento que imparte la flecha del motor.

Cojinetes: Sirven de soporte a la flecha de todo el rotor en un alineamiento correcto en relación con las partes estacionarias. Soportan las cargas radiales y axiales existentes en la bomba.

Bases: Sirven de soporte a la bomba, sosteniendo el peso de toda ella.

 

TIPOS DE BOMAS CENTRIFUGAS:

Bombas centrífugas de flujo radiales Las bombas centrifugas de flujo radial se utilizan para cargas altas y caudales pequeños, sus impulsores son por lo general angostos. El movimiento del fluido se inicia en un plano paralelo al eje de giro del impulsor de la  bomba y termina en un plano perpendicular a éste.

Bombas centrífugas de flujo axiales Estas bombas se utilizan para cargas pequeñas y grandes caudales, tienen impulsores tipo propela, de flujo completamente axial. La corriente líquida se verifica en superficies cilíndricas alrededor del eje de rotación. La energía se cede al líquido por la impulsión ejercida por los álabes sobre el mismo

Bombas centrífugas diagonales Estas bombas se utilizan para cargas y caudales intermedios. La corriente líquida se verifica radial y axialmente, denominándose también de flujo mixto. La energía se cede al líquido mediante la acción de la fuerza centrífuga y la impulsión ejercida por los álabes sobre el mismo.

CLASIFICACIÓN DE LA BOMBAS CENTRIFUGAS:

A.  Número de Pasos

·         Bombas de un solo paso. Son aquellas en las cuales la carga dinámica total es desarrollada por un solo impulsor.

·         Bombas de varios pasos. Son aquellas en las cuales la carga dinámica total es desarrollada por más de un impulsor.

B. Tipo de Succión

·         Bombas de succión simple. Son aquellas provistas de uno o más impulsores de succión simple.

·         Bombas de succión doble. Son aquellas provistas de uno o más impulsores de succión doble.

C. Posicion del Eje

·         Bombas horizontales. Son aquellas cuya  posición del eje, normalmente es horizontal.

·         Bombas verticales. Son aquellas cuya posición del eje, normalmente es vertical.

D. Tipo de Impulsor

Las bombas pueden tener uno o dos impulsores abiertos, semiabiertos o cerrados.

E.Tipo de Carcaza

Bombas con carcaza bipartida: La carcaza de la bomba puede estar bipartida horizontal o verticalmente sobre la línea de centros de la bomba, o en cualquier otra dirección radial.

Bombas de voluta: Son aquellas cuya carcaza está construida en forma de espiral o de voluta.

Bombas de carcaza circular: Son aquellas cuya carcaza está construida de sección transversal constante, concéntrica con el impulsor.

Bombas de difusor. Son aquellas provistas de un difusor.

 

F. Materiales de Construcción

Las bombas centrífugas, pueden fabricarse de casi todos los metales comunes conocidos o de sus aleaciones, así como de porcelana, vidrio, cerámica, materiales sintéticos y otros.

 

FUNCIONAMIENTO:

El flujo entra a la bomba a través del centro u ojo del rodete y el fluido gana energía a medida que las  paletas del rodete lo transportan hacia fuera en dirección radial. Esta aceleración produce un apreciable aumento de energía de presión y cinética, lo cual es debido a la forma de caracol de la voluta para generar un incremento gradual en el área de flujo de tal manera que la energía cinética a la salida del rodete se convierte en cabeza de  presión a la salida

 

VENTAJAS DE LAS BOMBAS CENTRÍFUGAS:

 

·         Su construcción es simple, su precio es bajo.

·         La línea de descarga puede interrumpirse, o reducirse completamente, sin dañar la  bomba.

·         Puede utilizarse con líquidos que contienen grandes cantidades de sólidos en suspensión, volátiles y fluidos hasta de 850°F.

·         Sin tolerancias muy ajustadas.

·         Poco espacio ocupado.

·         Económicas y fáciles de mantener.

·         No alcanzan presiones excesivas aún con la válvula de descarga cerrada.

·         Máxima profundidad de succión es 15 pulgadas.

·         Flujo suave no pulsante.

·         Impulsor y eje son las únicas partes en movimiento.

·         No tiene válvulas ni elementos reciprocantes.

·         Operación a alta velocidad para correa motriz.

·         Se adaptan a servicios comunes, suministro de agua, hidrocarburos, disposición de agua de desechos, cargue y descargue de carro tanques, transferencia de productos en oleoductos.

 

Referencias:

wikipedia

academia