bombas turbina hmss sv

BOMBAS TURBINA VERTICAL

OBJETIVOS:

• Ver los componentes de una bomba turbina vertical (BTV)

• Tipo de bombas turbina vertical (BTV)

• Comprender el funcionamiento de una bomba turbina vertical (BTV).

• Comparación del diseño antiguo vs. Nuevo diseño de Hidrostal.

• Tipo de accionamiento de BTV.

• Terminología usada en BTV.

• Datos requeridos para una correcta selección de una BTV.

• Selección de BTV.


Componentes principales:

Motor eléctrico

Linterna descarga

Columna

Cuerpo de bomba

Tubo succión

Canastilla


Tipos de impulsores de flujo semi-axial:

Impulsor Semiabierto Impulsor Cerrado


Tipos de canastilla:

Cuerpo de bomba con

Impulsores Semiabiertos y

canastilla tipo cesto

Cuerpo de bomba con

impulsores cerrados y

canastilla tipo cónica


Características principales:

• Caudal hasta 550 lps.

• Altura hasta 350 m.

• Tamaño de tazones desde 5. 1/8” hasta 17”

• Potencia hasta 1500 HP (sin soporte HMSS)

• Impulsor de flujo mixto.

• Linterna descarga en fierro fundido gris (opcional

nodular y acero inoxidable )

• Eje en acero inoxidable AISI 416 opcional (acero inox.

AISI 316, 17-4PH y duplex)

• Tazones en fe. fdo. Gris estándar opcional (fe. fdo.

nodular, acero inox. 316, duplex, bronce)

• Impulsores en bronce estándar opcional (fe. fdo. Gris,

acero inoxidable 316, duplex, bronce)

• Sellado por prensaestopa opcional (sello mecánico)

• Tazones con recubrimiento de porcelana (especial)

Diseño:


• Lubricada por agua (W) , aceite (A), agua con funda (X)

• Lubricada por aceite @ 1800 / 1200 RPM

• Lubricada por agua @ 1800 / 1200 / 3600 RPM

Tipos de bomba:

Servicios:

• Estaciones de bombeo

• Municipales

• Minería

• Agricultura

• Industria


DESCRIPCION ANTIGUA DE IMPULSORES:

CAPACIDAD ALTA

(GH)

CAPACIDAD MEDIA

(GM)

CAPACIDAD BAJA

(GL)

CAPACIDAD ALTA

(CGH)

CAPACIDAD MEDIA

(CGM)

CAPACIDAD BAJA

(CGL)


TURBINA VERTICAL. LUB x ACEITE

401

167

397

212

76

420

400

384

422

394

428

416

403

414

393

396

380

415

403

427

404

419

485

744

404

742

30

620

252

465

266

681

514

816

817

109

404

484

ITEM NOMBRE

30 Contratuerca tensora

76 Tazón de descarga

78 Tazón intermedio

79 Tazón de succión

103 Bocina de succión

109 Brida

109-A Empaquetadura de la brida

167 Eje de la bomba

176 Impulsor

212 Sello by-pass

243 Bocina intermedia

244 Guarda arena

252 Tuerca reguladora

266 Seguro de tuerca reguladora

272 Cuña cónica

380 Separador de jebe

384 Unión simple de columna exterior

393 Bocina columna interior superior

394 Bocina columna interior inferior

396 Bocina columna interior intermedia

397 Bocina campana superior

400 Eje de la columna inferior

401 Cople de eje de columna

403 Eje de la columna interior

404 Eje cabecero

414 Funda de columna interior superior

415 Funda de columna interior intermedia

416 Funda de columna interior inferior

419 Columna exterior superior ( 5' )

420 Columna exterior intermedia ( 10' )

422 Columna exterior inferior ( 5' )

427 Cople de eje cabezal

428 Cople de eje inferior

465 Linterna de descarga

484 Bocina tensora

485 Tuerca tensora

514 Soporte del tanque de aceite

620 Chaveta del eje cabecero

681 Tanque de aceite

742 Empaquetadura trenzada

744 Empaquetadura de cobre

816 Niple

817

109-A Empaquetadura de la brida

LEYENDA

109-A

Tuerca

BOMBA TURBINA VERTICAL LUBRICADA POR ACEITE

103

PL8

79

176

243

78

272

76

212

397

167

603


220

427

402

220

400

401

109-A

76

334

427

742

812

744

428

620

465

400

404

402

401

380

384

397

380-1

220

244

252

272

266

241

233

243

111

176

167

78

109

103

79

50

Tazón de descarga

Alambre de retención

Bocina de jebe del separador

Eje de la columna interior

Cople de eje de columna

Eje de la columna inferior

Bocina campana superior

Empaquetadura de cobre

Empaquetadura trenzada

Chaveta del eje cabecero

Unión simple de columna exterior

Cople de eje cabezal

Boquilla para grasa

Linterna de descarga

Cople de eje inferior

Separador de jebe

Eje cabecero

Bocina de prensaestopa

Empaquetadura de la brida

Seguro de tuerca reguladora

Camiseta de eje

Guarda arena

Tuerca reguladora

Cuña cónica

Bocina intermedia

Deflector

Bocina de succión

Tazón de succión

Tazón intermedio

Eje de la bomba

Luneta prensaestopa

Impulsor

Brida

Caja prensaestopa

LEYENDA

NOMBREITEM

407

243

272

76

212

397

167

233

236

742

50

241

111

744

406

812

465

404

252

620

266

176

103

79

BOMBA TURBINA VERTICAL LUBRICADA POR AGUA

TURBINA VERTICAL. LUB x AGUA


ALTERNATIVAS DE ACCIONAMIENTO DE LAS BTV

MOTOR ELECTRICO CABEZAL SIMPLE CABEZAL MIXTO


TEMPORIZADOR

SOLENOIDE

VALVULA

VALV. COMPUERTA

UNION FLEXIBLE

MOTOR

TABLERO DE CONTROL

FLOTADOR

VALVULA

DE AGUA

TANQUE

VALVULA

CHECK

SISTEMA DE PRELUBRICACION (LUB x AGUA)


SISTEMA DE PRELUBRICACION (LUB x AGUA)

Se compone de:

- 01 Tanque de 0.5 m3 de capacidad, de fibra de vidrio con su respectiva tapa.

- 02 Válvula selenoide de 220 voltios, 60 Hz, de 19 mm (3/4”) para agua.

- 04 Válvula de bola de cierre rápido de ¾” (19 mm).

- 02 Válvula check tipo swing ¾” (19 mm.) de bronce.

- 01 Válvula flotador de ¾” (19 mm.) para tanque de agua.

- 04 Uniones universales ¾” (19 mm.) fierro galvanizado.

- 02 Filtro “Y” para agua ¾” (19 mm.) de bronce.

- 06 Codos de fierro galvanizado de ¾” (19 mm.) x 90º

- 02 Tubos de fierro galvanizado de ¾” (19 mm)


• MOTOR ELECTRICO EJE SÓLIDO WEG EFICIENCIA ESTÁNDAR

• MOTOR ELECTRICO EJE SÓLIDO WEG ALTA EFICIENCIA

• MOTOR ELECTRICO EJE SÓLIDO WEG NEMA IEEE841

• MOTOR ELECTRICO EJE HUECO US MOTORS WPI

• MOTOR ELECTRICO EJE HUECO US MOTORS WPII

• MOTOR ELECTRICO EJE HUECO US MOTORS TEFC

• MOTOR DE COMBUSTION INTERNA (4 TIEMPOS)

TIPOS DE MOTORES UTILIZADOS:

http://www.cummins.com/cmi/index.jsp?siteId=1&langId=1033&newsInfo=true

http://www.perkins.com/


MODELO ANTIGUO DE BOMBA:

12GH-03-08 x 08 x 1.7/16 L/AC

TAMAÑO ETAPAS SUCC X DESC Ø COL. INT. TIPO LUBRIC.


MODELO NUEVO DE BOMBA:

T12GH-03-HMSS-08 x 08 x 1.7/16 L/AC

TAMAÑO ETAPAS SUCC X DESC Ø COL. INT. TIPO LUBRIC. SOP. ROD.

T = TURBINA VERTICAL PARA POZO

B = TURBINA VERTICAL PARA BARRIL O CISTERNA

HMSS = Hidrostal motor solid shaft


EMPUJE AXIAL EN BOMBAS TURBINA VERT.

En toda bomba centrífuga en operación existe

Una fuerza axial que es la resultante de dos

Fuerzas opuestas (fig. 1) conformadas

Principalmente por:

Una fuerza dinámica en el sentido en el sentido

Del flujo (UPTHRUST) y una fuerza creada por

La diferencia de presiones en ambos lados del

Impulsor. Esta fuerza esta en función de la altura

Dinámica total desarrollada por la bomba y es en

Sentido contrario al movimiento del líquido

(DOWNTHRUST).

El sentido de la resultante depende de la magnitud

De cada componente, siendo en condiciones

normales de operación en sentido contrario al ingreso

del fluido. Sin embargo cuando una bomba está

Operando con un caudal excesivo, el “upthrust” puede

superar al “downthrust” especialmente en turbinas

Cortas y con impulsor cerrado.

Fig. 1

UPTHRUST

DOWNTHRUST


12CGL-1

CURVA DE UNA BOMBA TURBINA

THRUST O EMPUJE

HIDRAULICO


THRUST O EMPUJE HIDRAULICO

El empuje axial resultante que generan los impulsores cerrados es menor

Al que generan los impulsores semi-abiertos como se muestran en las

Figuras.


INFLUENCIA DE LA “LUZ” EN EL

DESEMPEÑO DE LA BTV


NUEVO DISEÑO HIDROSTAL CON

MOTOR EJE SÓLIDO WEG TEFC

(HMSS)


Campana succión

Tazones bridados

(solo para B17H)


SOLUCIÓN HIDROSTAL MOTOR WEG TOTALMENTE CERRADO

ESTANDAR O DE ALTA EFICIENCIA.

CAJA DE RODAMIENTOS PARA EL EMPUJE

AXIAL DE LA BOMBA

ACOPLAMIENTO CON REGULACIÓN DE LUZ

DE IMPULSORES, COMPLETAMENTE

DESMONTABLE.

SISTEMA DE NO REVERSION DE BILLAS


ACCIONAMIENTO

HIDROSTAL CON MOTOR

DE EJE SOLIDO DE ALTA

EFICIENCIA

VENTAJAS :

• MOTORES TEFC DE

EJECUCIÓN ESTANDAR

O DE ALTA EFICIENCIA.

•RATCHET DE BILLAS.

•FÁCIL REGULACION DE

LUZ DE IMPULSORES.

•MANTENIMIENTO DE

PRENSAESTOPAS SIN

RETIRAR EL MOTOR.

•RODAMIENTOS DE ALTO

EMPUJE PARA

DOWNTHRUST Y

UPTHRUST.

•EJE ESTABLE PARA

APLICACIONES CON

SELLO MECÁNICO.


NUEVO SOPORTE DE MOTOR


Acople rígido tipo John Crane


Terminología:

Nivel de referencia.- Es el plano horizontal

tomado como referencia para tomar las

medidas de los parámetros de la bomba.

normalmente se toma la base de la linterna.

Nivel estático.- Es la distancia vertical entre

el nivel de referencia y el nivel del agua

cuando el equipo esta parado.

Nivel dinámico.- Es la distancia vertical en-

tre el nivel de referencia y el nivel que alcan-

za el agua en el pozo al caudal de bombeo

cuando la bomba esta operando.

Longitud de columna.- Es la distancia entre

el nivel de referencia y el cuerpo de la bomba.

Longitud de la bomba.- Distancia entre el

nivel de referencia y el punto más bajo de la

bomba.


Terminología:

Altura estática de descarga.- Es la distancia

vertical a la que debe elevarse el líquido desde

el nivel de referencia.

Altura de velocidad.- Es la energía cinética del

líquido bombeado por unidad de peso (se expre-

sa en metros de líquido)

Altura de descarga.- Es la suma de la altura

estática de descarga, las pérdidas en la tubería

y accesorios desde la linterna hasta el punto de

descarga y la altura de velocidad.

Altura de campo.- Se define como la altura de

descarga más el nivel dinámico al caudal de

bombeo.

Altura de laboratorio.- Es la altura dinámica

total que desarrolla el cuerpo completo de la

bomba. Se puede expresar como la suma de

la altura de campo más las pérdidas por fricción

que se generan en la columna de descarga

desde la bomba hasta la linterna.


Terminología:

Eficiencia de laboratorio.- Es la eficiencia que

se muestra en la curva de la performance de la

bomba, incluyendo sus respectivas correcciones.

Potencia de laboratorio.- Es la potencia en HP

requerida en el extremo del eje del cuerpo de la

bomba para descargar el caudal solicitado contra

la altura de laboratorio. Es definido como:

Pot. Lab. (HP) = Caudal (lps) * Altura de lab. (m)

75 * Efic. Lab.

Pérdidas en el eje.- Es la pérdida por fricción

medida en hp que se genera entre el eje de

transmisión y sus apoyos.

Potencia de campo.- Es la potencia requerida

en el extremo superior del eje de transmisión.

se define como la suma de la potencia de labo-

ratorio más las pérdidas en el eje de transmisión.


Terminología:

Eficiencia de campo.- Es la eficiencia del

equipo completo definido como:

Efic. campo (HP) = Caudal (lps) * Altura campo (m)

75 * Pot. Campo (HP)

Empuje total (Thrust total).- Esta compuesto

por la suma del peso de todos los componentes

en rotación en la bomba, el peso de los ejes y el

empuje hidráulico. El empuje hidráulico depende

del tipo de impulsor de la bomba, del líquido

bombeado y del punto de operación. Se calcula

como el número de etapas de la bomba por el

empuje hidráulico generado por etapa indicado

en la curva de performance de la bomba.


Datos requeridos para selección de BTV:

• Análisis de agua de pozo (% arena, pH, conductividad, etc)

• Diámetro de pozo

• Perfil del pozo y curva de aforo de ser posible

• Verticalidad del pozo

• Caudal requerido

• Nivel dinámico (largo de columna)

• Profundidad del pozo

• Tipo de lubricación

• Tipo de descarga

• Longitud descarga, altura descarga, accesorios ó ADT.


CURVA DE RENDIMIENTO DEL POZO No. 03 - FUNDO NIÑO JESUS

GANDULES INC

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65

CAUDAL

(litros/segundo)

AB

AT

IMIE

NT

O

(metr

os)

Observacion : El nivel est át ico en el pozo es de 7.90 m.

El gráf ico muest ra la t endencia de la curva de rendimient o del pozo.

ECUACI ON DE LA CURVA

2

S = 0.071377468Q + 3.783273 E-05QPROYECCION:

Q= 60.00 l/ s

N. Din.= 25.10 m

ABAT. = 17.20 m

DATOS DE AFORO:

Q N.D. S

( l/ s) (m) (m)

17.39 11.60 3.70

22.45 13.55 5.65

27.00 15.20 7.30

34.92 17.75 9.85

41.12 19.85 11.95

48.89 21.65 13.75

Curva típica de aforo


HOJA DE DATOS PARA

SELECCIÓN DE BTV

SELECCION DE UNA BOMBA

TURBINA VERTICAL

LIQUIDO : AGUA LIMPIA A 25°C

CAUDAL : 50 l/s

ADT : 94 m

Efic. Min. Bomba : 84% (tiene que ser c/tazones aporcalanados)

Efic. Min. Motor : 86%

Longitud de col. : 90 m

CONDICIONES DE OPERACION:

Se requiere cotizar bomba turbina vertical lubricada por agua para SEDAPAL, las pérdidas de

carga en la columna no excederán del 5%, la velocidad de flujo de agua en la columna no será

menor de 1.2 m/s. Impulsores serán del tipo cerrados. Motor arranque E-T, WPI, VHS, 440V,3F,

60 Hz. La elongación de la columna de ejes, a válvula cerrada (caudal “0”) no será mayor al 60%

de la luz axial máxima de regulación del cuerpo de impulsores.


Para una etapa H = 16.2 m

entonces número de etapas:

n = 94/16.2 = 5.8 etapas

n = 6

altura por etapa = 94/6 = 15.7 m

Diámetro Imp. : 201 mm

Eficiencia : 84%

Potencia abs. : 74.6 HP

P. Máxima : 74.9 HP

Velocidad : 1770 rpm

NPSHr : 3.0 m

Thrust (lb) : 6x900 = 5,400 lb

________

BOMBA 12CGL-6

CAUDAL : 50 l/s

ADT : 94 m

BOMBAS TURBINA


Selección del eje de columna interior:

De la tabla de selección de ejes para bombas turbina verticales:

Empuje en libras = 5,400 lbs

Velocidad oper. = 1760 rpm

Carga máx = 186.9 HP

Por tanto seleccionamos eje de 1.7/16”

Selección de la columna exterior:

De la tabla de pérdidas por fricción en columnas estándar:

Caudal = 50 lps (800 gpm aprox.)

Diám. Col. Inter. = 1.7/16”

Por tanto seleccionamos columna exterior de 8” (pérdidas 2.1% < 5%)


Elongación total del eje a llave cerrada:

De la tabla de elongación del eje:

Thrust hidráulico (Empuje en libras) = 5,400 lbs

Diámetro de la col. Interior = 1.7/16”

Por tanto (0.135 + 0.146) *90 * 3.28 / 100 = 0.4148”

2

Juego de la bomba (End play):

De la tabla de juego de la bomba (End play):

12” CGL = 1. 1/32” = 1.0313”

La elongación de la columna de ejes, a válvula cerrada (caudal “0”) no será mayor al 60%

de la luz axial máxima de regulación del cuerpo de impulsores.

Por tanto : 0.6 * 1.0313” = 0.6189 > 0.4148”


Experimental analysis and field experience have resulted in the following

empirical relationship:

S = D + ((0.574*Q)/D1.5)

Where S is submergence in inches

D is bell diameter in inches

Q is rate of flow in gpm

The required minimum submergence can also be determined from figure

9.8.26B taken from ANSI HI 9.8-1998 Pump Intake Design.

http://estore.pumps.org/CentrifugalVertical-Pump-Intake-Design-P12C5.aspx




Q = 126.2 l/s = 2000.27 gpm

ADT = 195 mca

D = 298 mm ( 11.73 pulg)

S = 11.73 + [(0.574*2000.27)/11.731.5)]

S = 40.31 pulg. = 1024 mm

Altura de canastilla (Hc) = 400 mm

Sumergencia mínima = 1024 + 400

= 1424 mm

= 1500 mm

Ejemplo cálculo de sumergencia:

bombas turbina hmss sv

Documents

bombas turbina

de alta eficiencia

capacidad

de bronce

para agua

vlvula cerrada

end play

capacidad