Bombas centrífugas de varias etapas

Al no poderse obtener, por razones prácticas, una gran diferencia de nivel o un gran caudal con una sola etapa, se construyen bombas con dos o más etapas, que dejan pasar el líquido sucesivamente por varios rodetes y ruedas de guía.

Tratándose de presiones altas, las etapas se conectan en serie, y para caudales importantes en paralelo, pudiéndose hacer toda clase de combinaciones.

En las bombas de varias etapas a cada etapa sigue una rueda guía de retorno, que tiene por objeto proporcionar el líquido a la etapa siguiente con pérdidas mínimas y bajo un determinado ángulo. Después de la última etapa el líquido pasa por un recipiente circular o en espiral comunicado con la cañería de presión.

Las bombas de alimentación de calderas se construyen, normalmente, de varias etapas, con rodetes que trabajan en serie. Los rendimientos por etapas son bajos, y se alcanzan altas presiones con menor caudal

En la figura: Bomba centrífuga de eje horizontal, tipo HZZM de dos escalonamientos, construida por la casa Sulzer de Suiza, para procesos a presiones elevadas de la industria petroquímica, etc. Caudales hasta 1200 m^3/h, alturas útiles entre 200-600m con presiones de servicio hasta 100bar y temperaturas de -20ºC a +130ºC.

bombas para refrigeración (con etapas en paralelo para grandes caudales) Alta presión (etapas en serie):

Alimentación de calderas.

Abastecimiento de agua en edificios.

Lavado a presión.

Redes contra incendio.

Abastecimiento de Agua Plantas.

Se utilizan para el manejo de agua limpia, que no contenga partículas sólidas abrasivas.

Ejemplo:

Bomba centrífuga de 10 etapas, flujo radial, eje horizontal, carcasa cilíndrica tipo difusor, aspiración horizontal lateral y descarga vertical hacia arriba. Impulsor cerrado.

Características de Operación

Caudal   : Hasta 52 m3/h Altura   : Hasta 255 m Presión máxima: Hasta 28 Bar Temperatura: Hasta 100ºC Velocidad de Giro: 2900 rpm

Se considera una bomba multietapa, aquella que tiene varios impulsores ( turbinas ) de agua montadas en un eje, trabajan en serie es decir la primer etapa chupa el agua le levanta la presión y se la pasa a la otra que le vuelve a levantar la presión y así sucesivamente . Es decir son de gran presión. Por ejemplo para levantar agua a los edificios, para la alimentación de calderas, y todo trabajo donde necesito presión... El caudal es el mismo pues es el agua que puede tomar la primera etapa.

Las bombas multietapa usan varios impulsores y volutas conectadas en serie para alcanzar presión. El fluido bombeado es descargado desde el conjunto voluta impulsor, que es lo que llamamos una etapa, e inmediatamente entra en el siguiente conjunto voluta impulsor. La presión desarrollada en una bomba multietapa depende del diámetro de los impulsores, del número de etapas usadas, y la velocidad de giro de los impulsores.

Operación:

En este tipo de bombas el diámetro de los impulsores usualmente no es reducido para alcanzar las condiciones de operación.Fig. 1 Bomba multietapaDebido a que hay múltiples impulsores que transmiten energía al fluido bombeado, cada combinación voluta impulsor puede tener menor diámetro y operar con un espacio menor entre impulsor y voluta. Es por esto que las bombas multietapa no son recomendadas para bombear líquidos que contengan sólidos, abrasivos o material fibroso. Sin embargo, lo positivo de reducir el espacio entre voluta e impulsor es que cada impulsor opera más cerca de su mejor eficiencia hidráulica.Si se requiere operar a más presión, se añaden más etapas. Por igual, si se desea menos presión, se selecciona una bomba con menos etapas. 

Selección y diseño

Cuando se desee seleccionar una bomba hay que tener ciertos conceptos que son generales y deben estar claros. Debemos saber en concreto cual es el fluido que deseamos bombear. Además, seria de utilidad saber los caudales máximos y mínimos que se necesitan alcanzar y también la capacidad normal de trabajo. Tenemos que tener en cuenta detalles como el espacio disponible para la instalación (las bombas de varias etapas son en general más grandes que las bombas comunes), así como los tipos de energía que se disponen para el accionamiento de la bomba. Otro dato valioso es saber si la bomba requerida es de uso continuo o intermitente. Por último, es muy recomendable hacerse de una bomba cuyos repuestos sean de fácil acceso.

La forma de la curva de operación es también importante en la selección y diseño de bombas, especialmente cuando estamos controlando una bomba multietapa usando control de velocidad. Por esto, cuando se intenta controlar la operación de una bomba basándonos en la presión del sistema, es más fácil controlar una bomba con curva pronunciada, a diferencia de una con curva plana . Una bomba con curva pronunciada no tendrá un gran cambio en el flujo para un pequeño cambio en la presión.

Si recordamos de las leyes de afinidad, el caballaje varia en el cubo de la relación de velocidades. Por tanto una bomba con una curva de rendimiento pronunciada puede tener más ahorros energéticos cuando es controlada por velocidad, a diferencia de una curva mucho más plana.

Manufactura:

Por lo general el ensamblaje de una bomba multietapa consta de un voluta, un eje coaxial con la voluta a su vez conectado a un motor eléctrico, y etapas activas de bombeo acopladas al eje, cada una de estas formada por un hélice, estas últimas están montadas sobre el eje y pueden moverse axialmente, al menos un soporte anular y un elemento de sellamiento para la hélice se interpone entre el anillo frontal de cada hélice y el elemento asociado en forma de tazón esta hecho de un material que es más resistente al desgaste que las hélices y es adecuado para aguantar el empuje axial de las diferentes etapas de esta forma se logra evitar que cualquier fluido pueda escapar durante el funcionamiento de la bomba.Instalación:

Es importante tener en cuenta que una bomba debe situarse cerca de un suministro de líquido con el objeto de tener espacio adecuado para la operación, mantenimiento e inspección. 

Las bombas se apoyan o deben ser montadas sobre un cimiento de base sólida, el cuál debe poder absorber cualquier vibración y formar un apoyo rígido permanente para la unidad de bombeo. También es importante la nivelación de la placa base.

El alineamiento consta de dos etapas, y estas son: Alineamiento inicial es el que se realiza antes de la operación, cuando la bomba y la unidad de impulsión aún están a temperatura ambiente, esto se debe realizar antes de enlanchar la placa base y después para asegurar ningún cambio durante el proceso; y Alineamiento final que es el que se realiza después de la operación cuando la bomba y la unidad de impulsión están a temperatura de operación, se debe realizar el proceso después del primer funcionamiento, de ahí en adelante es necesario realizar este proceso periódicamente.

Por otro lado las tuberías deben apoyarse y alinearse independiente con bridas de la bomba, además las tuberías deben ser lo más cortas posibles para así reducir al máximo las perdidas por fricción. Es muy importante instalar correctamente la tubería de succión para que la bomba no tenga inconvenientes en su funcionamiento; la tubería de succión debe purgarse antes de conectarse a la bomba. Es importante utilizar una tubería de succión uno o dos tamaños más grandes que las de succión de la bomba; la tubería d succión nunca debe ser de un diámetro más pequeño que la succión de la bomba. Se recomienda tuberías de succión separadas cuando haya más de una bomba funcionando desde la misma fuente de suministro.

Mantenimiento:

Para dar un buen mantenimiento a las bombas multietapas se requiere tomar varias precauciones tales como:

Lubricación semanal: para lo que se utiliza una llave de 10 mm, se recomienda el uso de grasa skf uno, es necesario repetir el procedimiento semanalmente.

Inspección visual General mensualmente.

Revisión del estado de las conexiones eléctricas: Para este procedimiento se necesita un destornillador de estría, un destornillador de pala y guantes; se requiere un cuidado semanal.

Revisión de fugas cada dos días.

Medición del amperio en plena carga mediante un amperímetro y un destornillador de estría; se debe realizar esta actividad cada 2 días. El resultado de esta medición debe estar entre 2,5 y 3, 5, si excede estos límites se deberá realizar una revisión por sobrecarga de la bomba.

Bombas en el Mercado y Curvas de Rendimiento:

En el mercado hay varios fabricantes de bombas multietapa y entre ellos tenemos General Electric Oil and Gas, entre otros; Para las horizontales se presentan dos modelos y estos son el 2CDXU y 2CDU que son dos etapas de impulsores construidos con acero inoxidable para evitar la corrosión. Por otro lado las bombas multietapas son los modelos EVMU, EVMUG y EVMUL están diseñados para una mejoría en la presión, purificación de agua y aplicaciones

con agua caliente.

Bombas Multietapa EBARA

Utilizan motores NEMA (National Eléctrical Manufacturers Association) estándar (60 Hz), ventilación de aire en la carcasa de cobertura ya que esto permite prevenir un funcionamiento brusco de la bomba, tienen un anillo de protección que ayuda a prevenir deformaciones a altas temperaturas, además tienen un sello que no permite el ingreso de ningún fluido (O-rings entre las carcasas incrementan la eficiencia de las bombas).A continuación se presenta un gráfico de selección de bombas:

Si conocemos el caudal podemos elegir una bomba adecuada para una carga deseada.

Por ejemplo si se desea obtener una carga de 300 pies a un caudal de 50 galones por minuto se debe elegir la bomba EVMU 10 para la que se presenta en los anexos su curva de rendimiento.

Desglose de piezas

Eje transmisor: Son los elementos encargados de transmitir el movimiento entre el eje de entrada y el eje de salida de la máquina, pudiendo además aumentar o reducir la velocidad. 

Motor eléctrico: El motor eléctrico es un dispositivo que transforma la energía eléctrica en energía mecánica por medio de la acción de los campos magnéticos generados en sus bobinas. Son máquinas eléctricas rotatorias compuestas por un estator y un rotor.Cuerpo solido : Es lo que protege los rodetes o impulsoresRodamiento: son elementos que sirven para que el eje este pueda gira en forma rotatoria, libremente con la menor resistencia y fricción.Tensor: Se utiliza para tensar y que quede firme y sin fugas el cuerpo solido con el acople.Rodetes: Es rotor situado dentro de la tubería o un conducto y encargado de impulsar el fluido

Bombas CentrífugasPrincipalmente utilizadas para fluidos en estado líquido. Esta denominación se aplica a las máquinas que poseen un rodete con álabes fijos (parte móvil), alojados dentro de una carcasa (parte fija) de forma adecuada. El rodete está montado sobre el eje de la bomba, y a su vez éste esta acoplado con el motor. Las bombas centrifugas se caracterizan físicamente por tener la conexión de aspiración - succión muy próxima al eje de rotación; y su salida por la periferia de la carcasa. La acción de bombeo o transporte se produce por un aumento de impulso al fluido. Este impulso lo genera el giro de los álabes y la forma que tiene la carcasa. Al mismo tiempo, el movimiento del fluido que resulta a través de la bomba produce una disminución de presión en la entrada. Las dos características principales de este tipo de bombas, son el caudal y la presión; siendo éstas interdependientes, ya que están relacionadas con la forma, tamaño y velocidad de giro del rodete.Sus principales ventajas son: • Caudal constante• Presión uniforme• Sencillez de construcción• Tamaño reducido • Flexibilidad de regulación. Su principal desventaja es que necesitan estar “cebadas” es decir que debe haber líquido en la cañería de impulsión y en la carcasa. Este inconveniente se puede solucionar utilizando una válvula de retención en la cañería de aspiración, o utilizando bombas autocebantes.

Tipos de bombas centrífugas y sus aplicaciones • Bombas Centrífugas Horizontales: El eje de la bomba se encuentra en el plano horizontal y son muy utilizadas por su fácil operación y mantenimiento. Se destacan las de diseño “Back Pull Out” (desarme por atrás) que permiten el fácil desmontaje del conjunto rotante sin desmontar la carcasa de las cañerías. Pueden ser monoetapas para presiones de hasta 16 bar, o multietapas con presiones de hasta 70bar. • Bombas Centrífugas Verticales: El eje de la bomba se encuentra en el plano vertical. Pueden ser monoetapas (generalmente sumergibles para bombeo de líquidos cloacales), o multietapas (sumergibles o no, para presiones altas) • Bombas Centrífugas Multietapas: Tanto las horizontales como las verticales tienen el mismo principio de funcionamiento a saber: Se montan uno o más rodetes, con sus respectivas “cajas” envueltas, unidos a un mismo eje como una sola unidad, formando una bomba de varias etapas. La descarga de la primera etapa es aspirada por la segunda, la descarga de la segunda, aspirada por la tercera, y así sucesivamente. La capacidad de la bomba es el caudal que puede mover una etapa, la presión es la suma de las presiones de cada una de las etapas, menos una pequeña pérdida de carga.

Aplicaciones de los diferentes tipos de bombas:Bomba Centrífuga Normalizada para Uso General: Suministro de agua, Drenaje, Riego, Industria alimenticia, Química y Petroquímica, Alimentación de calderas, Aire acondicionado, Instalaciones contra incendio.Bomba Centrífuga Partida Axialmente de Doble Aspiración: Bombeo de líquidos limpios o sucios. Suministro de agua urbano, elevación de aguas negras, bombeo de refrigeración de centrales eléctricas. Bombeo en buques y en refinerías.Bomba Centrífuga Multietapa: En aquellos casos que se requiere alta presiónBomba Centrífuga Monoetapa Sumergible para Elevación de Líquidos Cloacales: Elevación de líquidos cloacales, desagotes de sótanos.Bomba Centrífuga Vertical: Suministro de agua, Industria alimenticia, Alimentación de calderas, Servicio contra incendio, Instalaciones de lavado, Ósmosis Inversa y todos aquellos casos que se requiera alta presión.Bomba Sumergible de Pozo Profundo o Bomba Buzo: Se emplean para la impulsión de aguas naturales y limpias, para descender el nivel de aguas subterráneas y para el agotamiento de aguas en minas y en instalaciones potabilizadoras de agua de mar. Su principal limitación es por los esfuerzos que se producen en el eje.Electrobomba de Motor Sumergido: Una de las aplicaciones más importantes de este tipo de bombas es la extracción de agua de una napa subterránea. Para ello se sigue el siguiente procedimiento: 1- Se realiza la perforación2- Se encamisa la misma, generalmente con un caño de P.V.C. 3- Se introduce la bomba con su correspondiente motor eléctrico, obviamente el mismo es blindado, y el hecho de que esté sumergido favorece su refrigeración. La bomba debe estar suspendida por medio de un cable de acero: jamás de los cables de alimentación eléctrica. Estas bombas son muy eficientes y pueden trabajar hasta una profundidad máxima de 600m y elevar un caudal máximo de hasta 280m3/h. Su principal fuente de desgaste es la arena que erosiona los álabes. Aplicaciones: extracción de aguas subterráneas, minería, fuentes.

Aplicaciones en la industria

   

   

 

Bombas horizontales multietapas

Definición:Es aquella que tiene varios impulsores (turbinas) de agua montadas en un eje, trabajan en serie, es decir, la primera etapa succiona el agua, levanta la presión y la traslada a la siguiente que vuelve a levantar la presión y así sucesivamente, es decir, son de alta presión, como por ejemplo para levantar agua a los edificios, para la alimentación de calderas, y todo trabajo donde se necesita presión elevada. Existen varios modelos de menor y mayor capacidad, desde 1Hp y mayores a 500Hp. La Bomba Centrífuga Multietapa Horizontal es de junta radial con cuerpos en aspiración e impulsión y elementos intermedios multicelulares. Las Bridas de aspiración e Impulsión, según DIN pueden orientarse de 90º en 90º,como construcción estándar, lo que permite una gran flexibilidad para su montaje en cada instalación. Principio de Funcionamiento:Las ELECTROBOMBAS CENTRIFUGAS MULTIRODETE de eje horizontal equipadas con un número variable de rodetes alojados dentro de un sólido cuerpo de hierro fundido. Los rodetes, sostenidos por el mismo eje motor, giran en el interior de difusores con álabes que proceden a conducir el fluido en salida de cada rodete hacia la boca de aspiración del siguiente rodete. Tras haber atravesado los rodetes colocados en serie, el fluido sale de la bomba a través de la boca de impulsión situada en el cuerpo bomba. Cada rodete y su correspondiente difusor con álabes constituyen un estadio de bombeo que, según el principio de funcionamiento de las máquinas centrífugas, imprime al fluido un salto de presión, que se suma a los mismos saltos de presión dados por los otros estadios en serie.

Prestaciones:

El principio de funcionamiento de las bombas multirodete permite obtener elevadas presiones sin aumentar, más de lo necesario, los caudales máximos o tener que renunciara las ventajas propias de las máquinas centrífugas.Consecuencia de esto es que las electrobombas de la serie 3-4 CP se destacan por:- curvas características particularmente estables (elevados índices entre altura manométrica máxima y mínima);- máxima silenciosidad de funcionamiento a cualquier caudal;- modestas potencias instaladas en relación con las presiones garantizadas;- buenas características de aspiración.Tolerancia de las curvas según ISO 2548.Parámetros : Caudal.

Altura.Eficiencia.Potencia absorbida. Partes Principales:Impulsores.Bocinas de desgaste.Tipo de sellado.Eje

Ventajas:Bajo caudal vs. alta presión, puede reemplazar una batería de bombas estándar en serie por una sola, variedad de metalurgia.Ofrecen soluciones muy eficientes a problemas asociados con los bombeos a altas presiones o que requieren grandes alturas a vencer.Disponibles para una amplia gama de aplicaciones en sistemas de bombeo, donde se requieren altas presiones, con un mínimo de consumo de agua.Desventajas:Bajo caudal, menor vida útil de principales componentes de desgaste; por ejemplo bocinas e impulsores pues el equipo gira a 02 polos., no trabaja con sólidos en suspensión.

Uso en el Mercado: 

Sistemas de limpiezas a presión fijos ó transportablesGrupos de PresiónSistemas Contra incendiosAlimentación de CalderasÓsmosis InversaAbastecimientos de Agua en GeneralInstalaciones de RiegosCentrales TérmicasCirculación de destilados y condensadosSistemas de Filtración e Instalaciones de Tratamiento de Agua como E.T.A.P., I.D.A.M. ó E.D.A.R.Sistemas de presión constante. Puede ser utilizado en diferentes aplicaciones donde necesiten bajo caudal y gran altura.

Fabricantes: Hidrostal (Perú).Salmson (Francia).IHM (Colombia).Grundfos (Argentina).Famac (Brasil), entre otros.

Vista interna de bomba multietapa horizontal

Bomba multietapa de cámara partida axialmente MSD

La bomba MSD ofrece la cobertura hidráulica más grande de bombas multietapa BB3

disponibles en el mercado. Existen más de 10.000 bombas MSD instaladas por todo el

mundo en oleoductos de productos petrolíferos, en aplicaciones de alimentación de

caldera, inyección de agua e incluso en servicios relacionados con la seguridad nuclear

de todo el mundo.

Ventajas

Brida de tamaño 600, 900 y 1.500 libras para cumplir con los requisitos del proyecto

La carcasa partida axialmente permite que no se altere el equilibrado del rotor cuando se instala la

bomba

Los impulsores opuestos equilibran el empuje axial, lo que permite ahorrar costes en el sistema de

lubricación de la mayoría de aplicaciones

Doble aspiración en la primera etapa disponible en la mayoría de tamaños para un NPSH reducido

Cobertura hidráulica líder de la industria que se traduce en un funcionamiento eficiente

Aplicaciones Oleoducto de productos refinados

Oleoducto de gas licuado de petróleo (liquefied petroleum gas, LPG) e inyección de CO2

Alimentación de caldera

Inyección de agua

Servicios de alta presión relacionados con la seguridad nuclear

Diseño Carcasas estándar y de alta presión con una gran variedad de opciones de brida

Carcasa partida axialmente para un mantenimiento más cómodo

Impulsores opuestos para el equilibrado axial en el rango de operación

Impulsor de la primera etapa de simple o doble aspiración

Excelente cobertura hidráulica

Características

Caudales Hasta 3.200 m3/h / 14.000 gpm

Alturas Hasta 2.900 m / 9.500 pies

Presiones Hasta 300 bares / 4.400 psi

Temperaturas Hasta 200 °C / 400 °F

Bridas de descarga De 150 a 350 mm / de 3 a 14"

Velocidad máxima de giro Hasta 6.000 rpm

Rango de trabajo 

Rango de trabajo 50 Hz

Haga clic para acercar

Rango de trabajo 60 Hz

Haga clic para acercar

Bomba de eje vertical multietapaLas bombas verticales generalmente cuentan con un motor posicionado a un nivel superior al de la

bomba, por lo que cuenta con la posibilidad de que la bomba trabaje rodeada por el líquido a

bombear, estando sin tener peligro de que el motor se pueda dañar.

Características de las bombas verticales- Cuentan con un eje alargado, el cual puede ser rígido o flexible por medio de juntas universales.

- Simplifican el constante problema del alineamiento.

- La aspiración es lateral, (horizontal); en las bombas grandes, frecuentemente, es por abajo,

aunque a veces se transforma en lateral mediante un simple codo.

- Ocupan un espacio horizontal mínimo, sólo el necesario para acomodar el motor vertical y la

impulsión.

Ventajas que ofrecen las bombas verticales- Una de las grandes ventajas que ofrecen las bombas verticales es el espacio, pues éstas

requieren un área pequeña horizontal.

- El montaje y desmontaje se simplifica contando solo con un amplio espacio vertical superior, para

permitir el libre movimiento.

Dentro de las bombas verticales, existe una variante que resulta eficaz y muy precisa para altas

cargas dinámicas y buenos rendimientos: Las bombas verticales multietapas del tipo turbina.

FBH Equipos de Bombeo es una empresa dedicada a la fabricación y reparación de todo tipo de

trabajo para la industria y el agro, trabajos en torno CNC y centro de maquinado. Cuentan con la

mejor maquinaria y personal más calificado para cubrir las necesidades de sus clientes.

Su catalogo de productos, incluyen las bombas verticales multietapas del tipo turbina.

Bombas verticales multietapas del tipo turbinaCaracterísticas de las bombas verticales multietapas del tipo turbina

- Transmisión por motores eléctricos verticales de eje hueco y eje sólido o por cabezal de

engranajes para acoplar a motores diesel.

- Lubricación por agua o aceite.

- Bombeo desde pozo profundo o cárcamos.

- Impulsor del tipo cerrado o semi abierto.

- Fabricación en materiales estándar y especiales.

- Empaque convencional o por sello mecánico.

- Diámetros desde 4 a 36 pulgadas.

Electrobombas multietapas de eje vertical de dimensiones reducidas, idóneas para instalaciones

de elevación, con o sin autoclave, instalaciones anti incendio, sistemas de riego y para todas las

situaciones en donde se requieran altas presiones

Materiales: acero al carbono, acero inoxidable AISI 316.

* Max Caudal: 110 m3/h

* Max Altura manométrica: 331,5 m

* Potencia: 5,5÷37 kW

Tecnología:

Centrífuga

Accionamiento:

Eléctrica

Función:

De elevación

Número de etapas:

Multietapa

Material:

de acero al carbono, de acero inoxidable

Otras características:

Vertical

Caudal:

Mín.: 0 m³/h (0 ft³/h)

Máx.: 110 m³/h (3884.61 ft³/h)

Altura:

Mín.: 0 m (0' 0")

Máx.: 331.5 m (1087' 7")

-Not Tr-:

Mín.: 5.5 kW (7.38 hp)

Máx.: 37 kW (49.62 hp)