Tubs d'aspiració de bombes: reductors excèntrics i longituds rectes

El disseny de la canonada d'aspiració / entrada de la bomba defineix les condicions hidràuliques resultants experimentades a l'entrada / impulsor de la bomba. Si el disseny no produeix un perfil de distribució de velocitat uniforme a l'entrada de la bomba, es poden localitzar molts problemes i fallades de la bomba. Per exemple,

• Funcionament sorollós, turbulències i pèrdues per fricció.
• Oscil·lacions de càrrega axial aleatòries.
• Falla prematura del coixinet o del segell.
• Pressió del fluid insuficient que condueix a la cavitació.
• Danys ocasionals al costat de descàrrega a causa de la separació de líquids.

Qualsevol d'aquests problemes podria provocar una fallada de la bomba. El disseny de la canonada d'aspiració / entrada de la bomba inclou la selecció del tipus d'ajust reductor i el requisit mínim de longitud recta.

• Per obtenir més detalls sobre les bombes, consulteuIntroducció a les bombes
• Per obtenir més detalls sobre la cavitació a la bomba, consulteuIntroducció a la cavitació
• Per obtenir més detalls sobre Reducer, consulteuReductors en canonades de procés

Mida del tub d'aspiració de la bomba

És una pràctica estàndard utilitzar canonades del costat d'aspiració una o dues mides més grans que l'entrada de la bomba. Normalment s'utilitza un accessori reductor a la canonada d'aspiració de la bomba per reduir la mida de la canonada d'aspiració perquè coincideixi amb la mida de la brida de l'extrem d'aspiració de la bomba. Un reductor és una constricció i requereix un disseny acurat per evitar tant les turbulències com la creació de butxaques on es pugui acumular aire o vapor. La millor solució és utilitzar un reductor excèntric orientat a eliminar la possibilitat de bosses d'aire.

Llavors, per què no fem servir un tub de la mateixa mida que el de la boquilla d'aspiració?

Perquè volem pèrdues per fricció mínimes a la canonada i un flux de pas total a l'ull de l'impulsor. Per al mateix cabal, si augmentem la mida de la línia, la velocitat del fluid i les pèrdues per fricció disminueixen. Com més gran és l'àrea de la canonada, menor és la velocitat, menors pèrdues per fricció (NPHa més alta), menor és la pressió diferencial generada per la bomba i, allà, la potència més baixa requerida pel motor per accionar la bomba.

La mida de la canonada d'aspiració no ha de ser mai més petita que la mida del broquet d'entrada de la bomba.

La mida de la canonada d'aspiració més petita que la mida d'entrada de la bomba augmentarà les pèrdues per fricció que augmentarà encara més la potència requerida pel motor per impulsar la bomba. A més, el cabal que s'aconsegueix a l'entrada de la bomba o a l'impulsor no tindrà un perfil de velocitat uniforme causant diversos problemes comentats anteriorment.

La mida correcta de la canonada d'aspiració de la bomba és un compromís entre el cost (les canonades més grans són més cares) i la pèrdua de fricció excessiva (les canonades petites causen una gran pèrdua de fricció i afectaran el rendiment de la bomba).

Instal·lació de reductors excèntrics

Es recomana un reductor excèntric per al flux horitzontal a la bomba. Aquesta configuració evita l'acumulació de bosses d'aire a l'extrem aigües amunt del reductor. El reductor concèntric es recomana per a canonades d'entrada vertical (aspiració) o instal·lacions horitzontals on no hi ha possibilitat d'acumulació de vapor d'aire.

Quan la font de subministrament està per sobre de la bomba, els reductors excèntrics s'han de col·locar amb el costat pla cap avall. Quan la font de subministrament es troba per sota de la bomba, els reductors excèntrics s'han de col·locar amb el costat pla cap amunt.

En cas de llargs recorreguts horitzontals de canonades, s'evitaran les bosses d'aire instal·lant el reductor excèntric amb el costat pla cap amunt.

Requisit de longitud recta

Les bombes, i especialment les centrífugues, funcionen de manera més suau i eficient quan el fluid s'entrega en un flux laminar suau, sense sobretensions. Qualsevol forma de turbulència redueix l'eficiència i augmenta el desgast dels coixinets, segells i altres components de la bomba.

ANSI/HI 9.8 American National Standard for Pump Intake Design (P21, 1998) estableix: "No hi haurà cap accessori que pertorbi el flux (com ara vàlvules parcialment obertes, tees, colzes de radi curt, etc.) més a prop de cinc diàmetres de canonada d'aspiració del bomba. Les vàlvules totalment obertes, que no pertorben el flux, els colzes amb paletes i els reductors no es consideren accessoris que pertorben el flux". Aquesta norma elimina qualsevol referència a la possible distribució del cabal que podria generar el reductor.

El concepte és senzill, però, garanteix un flux estable i uniforme a l'ull de l'impulsor. Això es tradueix en menys avaries de la bomba durant la vida útil de la bomba a causa de la vibració causada per la turbulència induïda pel flux.

En cas que entren a l'equació diversos paràmetres especificats incorrectament (per exemple, canvis de viscositat, etc.), llavors seria prudent instal·lar fins a deu diàmetres de tubs d'aspiració de canonades rectes al costat de la brida d'entrada del reductor. Un nombre que oscil·la entre cinc (5) i deu (10) diàmetres de tubs d'aspiració de tub recte és normalment el valor recomanat a la literatura tècnica publicada.

 

De vegades, a causa de limitacions d'espai, simplement no és possible preveure una distància de sedimentació suficient a la canonada abans de la bomba. En aquests casos, utilitzeu un condicionador de flux en línia o un allisador.

Més punts a tenir en compte durant el disseny de la canonada d'aspiració de la bomba

• El tub d'alimentació ha d'estar completament submergit al dipòsit o recipient. Si està massa a prop de la superfície del fluid, la succió crea un vòrtex, que arrossega aire (o altres vapors) al líquid i a través del sistema de bombeig.
• El tub d'alimentació no ha d'estar massa a prop del fons del dipòsit o del recipient. Si està massa a prop del fons del fluid, la succió pot extreure sòlids o fangs. Aquesta situació es pot millorar mitjançant l'ús d'un filtre a la canonada d'aspiració de la bomba. Com a inconvenient, els filtres poden crear una gran caiguda de pressió i ser responsables de la cavitació i la pèrdua per fricció.
• Totes les canonades, vàlvules i accessoris associats s'han de suportar de manera independent, de manera que no s'ofereix cap tensió a la carcassa de la bomba. A més, les forces i moments imposats als broquets de la bomba no superen els valors permesos especificats pel venedor.
• La canonada que es connecta a la brida d'entrada de la bomba s'ha d'alinear amb precisió abans d'estrenyir els cargols.
• La bomba s'ha d'ubicar el més a prop de la font d'aspiració per tal de minimitzar la caiguda de pressió al sistema.
• La bomba s'ha de col·locar de manera que l'elevació del broquet d'aspiració estigui sempre per sota de l'elevació del broquet del recipient o del tanc i s'ha de dirigir el tub d'aspiració per evitar que hi hagi butxaques a la línia.
• D'acord amb l'OSID- 118 (estipulació de la Direcció de Seguretat de les Indústries Petrolieres), hi haurà una distància mínima d'1 metre entre les bombes, p. S'ha de proporcionar un espai mínim d'1 metre entre les bombes i qualsevol possible obstrucció (vàlvules de bloqueig grans, canonades de turbina de vapor i suport tipus te des del nivell).