mdp 02 p-10 requerimientos de instalación

PDVSA N° TITULO

REV. FECHA DESCRIPCION PAG. REV. APROB. APROB.

APROB. FECHAAPROB.FECHA

BOMBAS

�1994

MDP–02–P–10 REQUERIMIENTOS DE INSTALACION

APROBADA

NOV.97 NOV.97

NOV.97 L.R.0 L.R.

MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO

20

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REQUERIMIENTOS DE INSTALACION NOV.970

PDVSA MDP–02–P–10

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Indice1 ALCANCE 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2 REFERENCIAS 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3 OPERACION EN PARALELO 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4 INSTALACION DE REPUESTOS COMUNES 6. . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5 DISEÑO DE BOMBAS CENTRIFUGAS PARA OPERACION BAJO FLUJO 6. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6 ARRANQUE AUTOMATICO DE BOMBAS AUXILIARES 9. . . . . . . .

7 TUBERIAS 13. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8 SISTEMAS DE DRENAJE PARA CUERPOS DE BOMBASCERRADAS 14. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

9 FACILIDADES DE CALENTAMIENTO 14. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

10 FILTROS DE SUCCION DE BOMBA 15. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

11 PULSACION DE BOMBAS RECIPROCANTES 17. . . . . . . . . . . . . . . . .

12 SISTEMA DE LUBRICACION DE ACEITE EN DISPERSION 17. . . . .

13 NOMENCLATURA 18. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

http://www.intevep.pdv.com/santp

http://www.intevep.pdv.com/santp/mdp/indice_mdp.htm

http://www.intevep.pdv.com/santp/mdp/bombas/indice_bombas.htm

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1 ALCANCEEsta subsección trata sobre la integración de bombas individuales en lasinstalaciones de servicio de bombeo. Incluye los aspectos básicos deinstalaciones de bombas múltiples y diseño de estaciones de bombeo. Incluyetambién los sistemas de tuberías y los accesorios directamente asociados con lasunidades de bombeo.

2 REFERENCIASPDVSA

H–251–R MID, Vol. 13–II Requerimientos de Diseño de Tuberías de Proceso yServicio

K–338 Engineering Spec. Boiler InstrumentationGA–201 Centrifugal PumpsNB–212 Motores Eléctricos

Otras Referencias

Kent, G.R. “Stop Pump Flashing – Find Minimum Flow”,Hydrocarbon Processing, 44 (July, 1965)

3 OPERACION EN PARALELORazones Para Arreglo en Paralelo

Las bombas pueden ser diseñadas para operación en paralelo por cualquiera delas siguientes razones típicas:

1. Se requiere un aumento de capacidad de un servicio de bombeo existente,y se agrega una nueva bomba en paralelo a una o más bombas existentes.Sin embargo, debido a la característica del sistema de descarga existente,el flujo del sistema no incrementará necesariamente en proporción al númerode bombas agregadas.

2. Se requiere una confiabilidad muy alta del servicio de bombeo sin confianzatotal en el funcionamiento de un mecanismo de auto arranque. La paradade una bomba de un grupo que opera en paralelo no causa falla totalrepentina del servicio.

3. La capacidad del servicio requerido puede exceder la capacidad de cualquierbomba disponible, y aceptable o cualquier modelo de accionador.

4. La capacidad de servicio requerida puede exceder el suministro de energíade servicio disponible para un sólo accionador o un tipo de accionador. Eldeseo de flexibilidad de operación en la fuente o el tipo de energía puedellevar a unidades paralelas múltiples con diferentes tipos de accionadores.




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5. El uso de bombas múltiples puede permitir ahorros de inversión, por ejemplo,para servicios de capacidad alta, tres bombas dimensionadas al 50% puedenrequerir menor inversión total que dos bombas dimensionadas al 100%.

6. Para cumplir con un requerimiento de mayor capacidad de flujo que el normalen una operación poco común, puede ser preferible tener una bomba deservicio y su repuesto operar en paralelo, en vez de diseñar cada una paraun caudal de flujo mayor de lo normal.

7. Los requerimientos de códigos nacionales o locales pueden ordenar que lasbombas múltiples normalmente operen en paralelo para incrementar laseguridad y/o la confiabilidad de la planta.

Requerimientos para Operación Satisfactoria en ParaleloVarios aspectos de la curva de cabezal–capacidad son importantes cuando sedesea obtener una operación exitosa de bombas centrífugas en paralelo:

1. El nivel de cabezal a cero flujo debe ser igual.

2. La curva de cabezal no debe decrecer a medida que el flujo disminuye haciacero para evitar la inestabilidad, debido a la existencia de dos puntos deoperación.

3. Las curvas deben tener una similitud cercana en la forma para asegurar unrepartición apropiada de la carga.

4. El cabezal a cero flujo debe ser por lo menos el 110% del cabezal a PME(Punto de máxima Eficiencia), para evitar fluctuaciones en la parte horizontalde la curva, lo que produce una gran variación en el caudal de flujo con sóloun pequeño cambio de cabezal.

Ya que la forma de la curva no decreciente y la buena combinación de curvas entrelas bombas en paralelo es crítica para lograr una operación de servicio de bombeosatisfactoria, es deseable una prueba de funcionamiento de la bombaseleccionada y a veces especificada. La decisión para requerir la prueba defuncionamiento se debería basar en la forma de la curva propuesta, los resultadosde la prueba previa del vendedor, el tipo de bomba seleccionada, y el nivel decabezal–capacidad. Por lo tanto, la decisión es tomada en la ingeniería de detalle,y no en el diseño básico de planta.

El grado de atención requerida en diseño de servicios con bombas en paralelodepende de la disimilitud de las unidades de bombas a ser puestas en paralelo.La situación más simple y más común es colocar en paralelo dos bombas idénticascon los mismos accionadores. Algunas situaciones más complejas en ordencreciente son:

1. Bombas idénticas con tipos diferentes de accionador.

2. Bombas de tipo similar, pero con diferente característica de capacidad decabezal y diferentes puntos de PME (Punto de Máxima Eficiencia).




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3. Bombas centrífugas con curvas decrecientes.

4. Disposición en paralelo de bombas centrífugas y de desplazamiento positivo.

Disposición en Paralelo Para Bombas Centrífugas y de DesplazamientoPositivo

Las modificaciones o expansiones de planta a veces resultan combinandobombas rotativas y centrífugas en servicio paralelo. Esto mayormente ocurre enel rango de viscosidad de 32 a 430 mm2/s (150 a 2000 SSU) donde son operablesambos tipos.

Las bombas de desplazamiento positivo tienen una curva de cabezal–capacidadmuy decreciente y operan esencialmente a capacidad constante. Cuando seopera a esa capacidad la bomba de desplazamiento positivo es capaz de produciruna presión de descarga lo suficientemente alta para parar completamente el flujoen la bomba centrífuga, lo que puede producir daños por sobre calentamiento. Porlo tanto, la bomba centrífuga debe estar equipada con un desvío al lado de laválvula de retención de la bomba, diseñado para asegurar un flujo mínimo a travésde la bomba.

Disposición en Paralelo de Bombas Centrífugas de Alta Velocidad

Las bombas centrífugas de alta velocidad tienen curvas decrecientes decabezal–capacidad, pero tienen la ventaja económica que sobrepasa estadeficiencia. En algunas situaciones puede ser deseable usarlas en operaciónparalela a pesar de que haya que tomar más precauciones. En estos casos, serecomienda consultar con los especialistas en máquinas.

Características de Diseño de Instalación para Bombas Normalmente enOperación en Paralelo

1. El tamaño del accionador se debería seleccionar para no permitir sobrecargaen cualquier punto a través de toda la curva de la bomba (“no–sobrecarga”),en el caso de que una bomba asuma una carga mayor que la de igualrepartición de la carga debido a una combinación pobre de las característicasde la bomba o cuando una bomba se para, ocasionando que la bombaremanente se mueva fuera de su curva.

2. Se debería prever posiciones para orificios de prueba de flujo en la línea dedescarga de cada bomba para permitir la verificación que el flujo estápropiamente repartido entre las bombas. Los amperímetros paraaccionadores de motor y medidores de flujo de vapor para accionadores deturbina suministran una indicación indirecta de repartición de carga y son aveces de ayuda para este propósito, aunque no tan conclusivas como losmedidores de flujo.




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3. Las tuberías de distribución de la succión se debería arreglar tan simétricascomo sea posible de manera tal que todas las bombas tengan el mismoNPSHD.

4. Cuando se requiera de instrumentación para arranque automático, sedebería arreglar para permitir que cualquiera o todas las bombas en paralelosean seleccionadas por el operador como la bomba auxiliar para arranqueautomático.

5. Las turbinas o máquinas que accionan las bombas que trabajan en paralelocon bombas accionadas con motor, deberían tener un gobernador capaz deretener la velocidad a una variación máxima de 0.5% de la velocidad delmotor (NEMA Clase B o mejor) para asegurar una buena distribución decarga de las bombas).

6. Donde dos o más bombas operan normalmente en paralelo pero donde elcaudal de flujo puede caer a una tasa lo suficientemente baja para permitirapagar una bomba, coloque una alarma de flujo bajo para señalar aloperador que él puede apagar una.

Operación en Serie

A continuación se presentan situaciones donde se utilizan arreglos en series:

1. Un NPSHR inusitadamente alto, por ejemplo, operando a un punto alto decabezal–capacidad, a veces requiere una bomba reforzadora para presionarla succión de la bomba de alta presión.

2. El requerimiento de cabezal excede la capacidad de una sola bomba y elcaudal de flujo está por debajo del rango económico de la bombareciprocante.

3. Se prefieren dos o más bombas en serie en vez de una bomba multietapapara servicio de suspensiones erosivas.

4. El requerimiento de diferencial de presión es lo suficientemente bajo paraque una de las bombas en serie se pueda apagar, como en líneas detransporte de fluido.

5. La alimentación de la planta se debe transferir de un área remota dealmacenaje a la de succión de una bomba de alimentación de cabezal alto.

La operación en serie tiende a tener desventajas que deben ser arregladas en lafase de ingeniería de detalle y con frecuencia sobrepasan las ventajas. Algunasdesventajas grandes son:

1. El costo del equipo total de la bomba y el costo de instalación son mayoresque para una sola bomba.

2. La confianza es reducida porque el servicio de bombeo es dependiente enambas bombas y ambos accionadores por continuidad. Se requieren a




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veces acciones de seguridad para prevenir la operación de una bomba sinla otra. Esta seguridad se logra usando un accionador común para las dosbombas.

3. Los cambios de cabezal–capacidad se reflejan en las dos bombas,requiriendo un estudio especial de la respuesta del sistema a los cambios deflujo y presión.

4. El sellado del eje de la bomba de etapa superior será difícil si la presión entrelas bombas es alta.

En vista de estas desventajas, se debería evitar la operación en serie cuando seaposible.

4 INSTALACION DE REPUESTOS COMUNESEn el documento MDP–02–P–02 se presentan las consideraciones que se aplicanen la selección de los servicios para los cuales se pueden usar bombas conrepuestos comunes. Una vez que los servicios compatibles ha sidoseleccionados, se debe diseñar la distribución de tubería para permitir el uso derepuesto en cualquier servicio. Las condiciones de temperatura y presión sonusualmente lo suficientemente cercanas para que no se requiera una clasificaciónespecial de la tubería; sin embargo, se debe verificar para determinar si esnecesario. La tubería de succión y descarga se deben clasificar para soportar lamayor presión y temperatura de los dos servicios.

Ya que las condiciones de operación entre los dos servicios pueden ser losuficientemente diferentes para justificar diferencias en los detalles del sistema desello del eje, las Especificaciones de Diseño deberían especificar que el diseño delsello del eje para los repuestos comunes sea adecuado para ambos servicios.

5 DISEÑO DE BOMBAS CENTRIFUGAS PARA OPERACION ABAJO FLUJO

Sistemas de Reciclo

Si cualquier condición de flujo de proceso especificada es menor que el nivel deflujo mínimo permisible para una bomba en particular, se debe instalar un desvíopara recirculación para evitar daños a la máquina por cavitación,sobrecalentamiento o atascamiento. Los desvíos se dimensionan típicamentepara el 10% a 25% de la capacidad de la bomba en el punto de mejor eficiencia(“PME”).

Una eficiencia alta (del 75 al 85% a PME) tiende a reducir el flujo mínimo requerido;un cabezal alto tiende a incrementarlo. El rango de 10 a 25% está limitadotípicamente en su límite superior con servicios de alimentación de calderas de alto




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cabezal y servicios criogénicos, y en su límite inferior con bombas para alto flujode una sola etapa.

Las bombas de proceso con caudales de flujo nominales de 2.5 a 20 dm3/s(40–300 gpm) típicamente se seleccionan para operar 40% a 75% de la capacidadde PME y aquellas de 20 a 125 dm3/s (300 a 2000 gpm) a 75% a100% de lacapacidad de PME.

Se debe prestar atención en el diseño de todo sistema de recirculación paraasegurar que el flujo recirculado no aumente significativamente la temperatura dela succión de la bomba, lo que incrementaría la presión de vapor resultante y, porlo tanto, reduciría el NPSH disponible. La línea de reciclo debería preferiblementeser llevada al tanque de succión en vez de la línea de succión de la bomba. Eldesvío puede tener un orificio fijo para recircular constantemente el flujo mínimoo una válvula de control que comienza a abrir cuando el requerimiento de flujo delsistema iguala el valor mínimo permisible. La válvula de control requiere unainversión mayor que el orificio, pero típicamente es económica en bombas porencima de 37kW, y cuando el caudal de flujo de operación normal está por encimadel 50% de la capacidad de PME (ya que el flujo de reciclo no se requiere enoperación normal).

La siguiente fórmula basada en el aumento de temperatura permisible del fluidoes una forma conveniente de estimar el flujo continuo mínimo y seguro cuando seconocen las características de funcionamiento reales de la bomba.

Qmin �77HPME QPME

EPME ( F10 CP �T � HPME )Ec. (1)

En unidadesmétricas

En unidadesinglesas

F10 = Factor cuyo valor depende de lasunidades usadas

85 649

donde: HPME, QPME y EPME son el cabezal, la capacidad y la eficiencia (enporcentaje) al flujo de mayor eficiencia para la bomba. Cp es el calor específicodel líquido a presión constante. Si esta fórmula produce un valor menor al 10%del flujo del PME, use el 10% para el diseño del sistema de reciclo. Este métodoprovee una forma rápida de evaluar un requerimiento de flujo mínimorecomendado por el suplidor de la bomba.




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Antes de seleccionar una bomba y antes de que se conozcan la eficiencia real ylas características de PME, se puede obtener un estimado para determinar laeficiencia, sustituyendo las condiciones normales de proceso y usando datostípicos de funcionamiento de la MDP–02–P–02, Figura 3 ó 4.

Si el aumento de temperatura permisible (�T) es desconocido, use 8.3°C (15°F)para agua y aplicaciones químicas en general, 5.6°C (10°F) para hidrocarburosy agua de alimentación de calderas y 2.8°C (5°F) para hidrocarburos livianos,criogénicos y otros servicios de NPSH crítico.

Donde se requiere reciclo por bajo flujo para bombas que se operan en paralelo,se requieren reciclos individuales para cada bomba.

Control de Flujo Mínimo Para Servicio de Agua de Alimentación de CalderaLa necesidad de un control automático del desvío por bajo flujo en servicios deagua de alimentación de caldera ha llevado al desarrollo de una unidad combinadade válvula de retención / válvula de desvío por bajo flujo.Estas unidades estáncomercialmente disponibles y se recomiendan para servicios de agua dealimentación de caldera. Ver PDVSA K–338 La aplicación en otros serviciosdiferentes del agua de alimentación de caldera depende de la experiencia deaplicaciones exitosas anteriores.

Cuando se aplica esta unidad combinada de válvulas, se recomienda una alarmapor bajo flujo, un manómetro de presión y un orificio de restricción en la línea dedesvío del bajo flujo para verificar manualmente de que hay recirculación, verFigura 3.

Aumento Real de Temperatura

El aumento de temperatura que ocurre en una bomba es importante cuando ellíquido bombeado está cerca de su punto de burbuja, ya que se produce una fugade la descarga a la succión. El aumento de temperatura se puede estimar con lasiguiente fórmula cuando la eficiencia al caudal de flujo de operación se conoce:

�T0 �Ho (0.98 � Eo)

F11 CpEoEc. (2)

En unidadesmétricas

En unidadesinglesas

F11 = Factor cuyo valor depende de lasunidades usadas

102 778

Modificación de las Características Efectivas de Cabezal–Capacidad delSistema

Cuando se seleccionan las bombas centrífugas para servicios de caudal de flujobajo, el aumento de capacidad de cabezal entre el caudal de flujo nominal y a cero




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flujo con frecuencia y por necesidades menor que el 10% de aumento mínimorequerido; por ejemplo el punto de flujo nominal está en la parte horizontal de lacurva cabezal–capacidad. Esto haceque el caudal de flujo de la bomba sea muysensible al cambio de presión y tienda a inestabilizar la bomba y su sistema decontrol. Un método simple de prevenir esta deficiencia es suministrar un orificiode restricción en la brida de descarga de la bomba y diseñar la bomba con unacapacidad adicional de cabezal tal que la presión aguas abajo del orificio seasuficiente para los requerimientos del servicio. Las características depresión–capacidad aguas abajo del orificio serán adecuadas para una operacióny control estable.

El orificio se dimensiona para la diferencia entre la presión diferencialcorrespondiente a el aumento natural de la curva y el aumento deseado de lacurva, típicamente alrededor de 10% de la presión diferencial requerida por elservicio. La bomba es entonces diseñada para cabezal extra tomando enconsideración la caída de presión del orificio. Como el orificio y el cabezal de labomba no se pueden diseñar hasta que no se haya hecho una selección tentativade la bomba, este procedimiento de diseño se debe usar en la fase de procura dela bomba, en cooperación con el suplidor, en lugar de hacerlo en la etapa de diseñobásico de planta.

6 ARRANQUE AUTOMATICO DE BOMBAS AUXILIARESSituaciones que Requieren Arranque Automático

Las bombas auxiliares son previstas con arranque automático cuando la paradade la bomba de operación por más de unos pocos minutos pueda parar la unidadde proceso o poner en peligro la seguridad del personal o del equipo.La mayoríade los servicios de bombeo de la refinería pueden tolerar una pérdida de bombeodel orden de 2 a 5 minutos requeridos por el operador para informarse de una fallade bomba y tomar acción para arrancar manualmente la bomba auxiliar. Por lotanto, la mayoría de los servicios de bombeo de proceso no se ajustan a losrequerimientos para arranque automático. Algunos ejemplos de los servicioscríticos donde se usa el arranque automático son los siguientes:

Servicio Razón crítica

Agua de alimentación de caldera La capacidad de generación de vapores rápidamente afectada; se requiereun suministro continuo de vapor apresión a presión máxima para permitirla operación de la planta en fallasmomentáneas de energía y parapermitir una parada de planta deemergencia con seguridad.




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Condensado de condensadores desuperficie

La acumulación de condensado en elcondensador de superficie de unaturbina de condensado de vapor puedeexponer el rotor de la turbina ainundación del cuerpo de salida ycausar daños severos a la máquina.

Agua de enfriamiento de refinería El enfriamiento del proceso a través dela planta es afectado; una falla de flujode agua puede causar un cambiogrande en el proceso y condicionespeligrosas.

Alimentación de horno Con la parada de flujo del líquido deproceso en un horno de temperaturaalta se arriesga un sobreca–lentamiento del metal del tubo y unafalla, lo cual permite a un líquido deproceso inflamable entrar en contactocon el área de combustión del horno.

Aceite lubricante de compresor La falla de cojinetes ocurre muyrápidamente después de la pérdida depresión del aceite lubricanterequiriendo por lo tanto de un sistemade parada de aceite lubricante de bajapresión; el arranque automático de labomba auxiliar se instala para permitiruna operación continua de la unidad delcompresor por causa de la parada de labomba principal de aceite.




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El arranque automático de una bomba auxiliar no es la única previsión deseguridad para un servicio de este tipo. La parada automática de suministro decombustible, la inyección automática de vapor, la parada automática de máquinas,etc., se emplean como previsiones posteriores en muchas situaciones.

Parámetros que Disparan el Arranque Automático

El parámetro más comúnmente usado para disparar el arranque automático de labomba auxiliar es la caída de la presión de descarga de la bomba. En el caso debombeo de condensado de pozo caliente, se usa un nivel alto en el pozo calientepara arrancar la bomba de repuesto. El flujo bajo o la temperatura alta pueden,en algunas situaciones de proceso, ser preferible a la presión de descarga o alnivel de líquido en el recipiente de succión.

Control de Arranque Automático

Los servicios de bombeo arreglados para arranque automático de las bombas derepuesto deberían estar provistos de controles y un interruptor principal deselección de arranque automático, localizado en la instalación de la bomba, lo cualpermite la designación de cual bomba va a arrancar automáticamente. Eninstalaciones de bombas múltiples en paralelo, normalmente cada unidad debomba se instrumenta para servir de unidad de arranque automático, cuando seaseñalado por el interruptor selector de arranque automático. Los sistemas dearranque automático deberían tener alarmas para indicar que la bomba haarrancado automáticamente.

Los controles que afectan el arranque automático deberían dejar la bomba derepuesto en funcionamiento después que la crisis de arranque automático hapasado. Se debería especificar la parada manual de la bomba de repuesto y elreajuste del mecanismo de arranque automático. Este arreglo ayuda a centrar laatención del operador en el evento del arranque automático aumentando laprobabilidad de que se corrija el problema que lo causó.

En el caso de turbinas de vapor, la válvula de abertura rápida colocada en la líneade suministro del vapor debería estar provista con una palanca de reajustemanual.

Dimensionamiento del Motor Para Arranque Automático

Los accionadores tipo motor de bombas designadas como de arranqueautomático, se debería especificar para no ser sobrecargados, (dimensionadospara el requerimiento de potencia máxima de la bomba en su rango de flujocompleto) de manera que puedan ser operados continuamente con seguridad conla bomba en operación lejos de la curva cabezal–capacidad. Esto esnecesarioporque las circunstancias que causan el arranque automáticofrecuentemente fuerzan la bomba de repuesto a operar a un caudal de flujo mayorde lo normal.




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Arreglos de Turbina para Arranque Automático

Generalidades – Las especificaciones de diseño deben especificar cualesturbinas están dispuestas para arranque automático tal que se puedan seleccionarmodelos de turbina con cojinetes y sistemas de lubricación adaptados.

La válvula de abertura rápida se debería diseñar para caída de presióndespreciable a un flujo de vapor normal para asegurar una presión adecuada a laválvula de admisión de vapor de la turbina.

Los siguientes puntos son cubiertos en la ingeniería de detalle y normalmente norequieren especificaciones de diseño.

1. La válvula de abertura rápida en la línea de suministro de vapor para arrancarautomáticamente las turbinas deberían tener un desvío de 19 mm (3/4 pulg),con un orificio de restricción para proveer un suministro continuo de vapor decalentamiento a la turbina.

2. Se requieren trampas de vapor inmediatamente aguas arriba de la válvulade abertura rápida, en el fondo del cuerpo de descarga de la turbina, y encualquier otro punto bajo en la tubería de descarga.

3. Las turbinas de vapor con eje que manejan bombas de aceite lubricante einterruptores que se disparan por baja presión de aceite lubricante debentener características de retraso automático de tiempo para permitir unaaceleración automática a toda velocidad antes de que se estabilice la presióntotal del aceite combustible.

Turbinas de Contrapresión – Las tuberías de descarga de turbinas decontrapresión arregladas para arranque automático requieren atención especialpara prevenir la formación y el arrastre de condensado de la descarga (Exhaust)lateral en la descarga principal. Si está presente una parte de condensado cuandola turbina arranca, esta será acelerada por el repentino golpe de vapor y puedecausar daños serios en la tubería cuando golpea un codo o entra en el cabezal devapor de presión baja. La posibilidad de daño se puede reducir de las siguientesmaneras:

1. El uso de trampas de vapor dobles y paralelas en cada punto bajo seconsidera una precaución suficiente si el tamaño de la línea de descarga devapor es pequeña, comparada con la línea principal de baja presión.

2. Si la disposición de tuberías es tal que el mal funcionamiento de las trampaspudiera resultar en la formación de una gran porción de condensado, sedebería agregar una chimenea de venteo atmosférico con válvula para latubería de descarga dentro de la válvula de bloqueo de descarga. La válvulade venteo estará abierta mientras la turbina esté parada y por pocos minutosdespués del arranque automático, hasta que llegue un operador paracambiar el interruptor a operación de contrapresión. Este método no se




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puede usar, sin embargo, si el diseño de la turbina no es adecuado para laoperación con presión de descarga atmosférica, o si el vapor escapa a laatmósfera antes de que llegue un operador, podría poner en serio peligro ladisponibilidad de vapor de presión baja (Turbine Exhaust) necesitado en otrolugar durante una emergencia de planta.

Acumuladores para Servicio de Aceite Combustible para Calderas

Cuando la bomba de suministro de aceite combustible para una caldera de vaporse para, el quemador puede apagarse antes que la bomba de repuesto dearranque automático pueda reestablecer la presión y el flujo, parando la calderay perjudicando seriamente la operación de la planta. Para evitar que el quemadorse apague, se debería usar en la línea de descarga de la bomba un acumuladorsimilar al que se usa en los sistemas de aceite lubricante de compresorescentrífugos. El acumulador debería ser capaz de mantener la presión de aceitecombustible y el flujo por 10 segundos mientras que la bomba de repuesto seacelera a la velocidad de operación. Este debe tener traza de calor y aislante paraasegurar un funcionamiento confiable con aceite combustible de alta viscosidad.

7 TUBERIAS

Los requerimientos de diseño de tubería para bomba se presentan en PDVSAH–251–R. Se requiere atención especial en seleccionar las clasificaciones paralas tuberías de succión y válvulas para bombas con tuberías distribuidas paraflexibilidad de repuestos comunes.

El sistema de tubería debe ser diseñado mecánicamente para limitar las fuerzasy los momentos impuestos en las bridas de la bomba, aquellas permitidas por eldiseño de la bomba. Las tuberías de succión para bombas con terminal de succiónconvencional requiere atención especial en diseño mecánico debido a que lascorridas cerca de la bomba tienden a tener menor flexibilidad que las corridassuperiores a las bombas que succionan por el tope.

La tubería de succión de bombas centrífugas se dimensiona para un caída depresión de 1.7 a 2.8 kPa (0.25 a 0.4 psi) por cada 30 m (100 pie) detubería,resultando en velocidades típicas de flujo de 1.5 a 3 m/s (5 a 9 pie/s); eldimensionamiento de tuberías de descarga resulta en aproximadamente el doblede esta velocidad.

Las tuberías de succión de una bomba reciprocante se dimensionan paravelocidades menores, debido al efecto del cabezal de aceleración sobre elNPSHD.




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8 SISTEMAS DE DRENAJE PARA CUERPOS DE BOMBASCERRADAS

Muchos tipos de servicios de bombeo requieren facilidades para un drenajeseguro del cuerpo de la bomba antes de abrir éste para mantenimiento. Lasfacilidades requeridas son:

1. Una conexión de drenaje para el cuerpo, con válvula.

2. Una tubería pequeña de drenaje (19 mm) (3/4 pulg), con traza de vapor paralíquidos con punto de fluidez alto.

3. Un punto de colección adecuado o un tanque de colección.

Los tipos de servicio que requieren estas facilidades son:

1. Los servicios con temperatura por encima de autoignición, como los fondosde destilados, los cuales requieren drenaje de cuerpos para evitarsolidificación, pero crearían un peligro de incendio si el residuo fuera liberadodirectamente a la atmósfera.

2. Hidrocarburos livianos que vaporizarían inmediatamente al ser liberados ala atmósfera, causando contaminación atmosférica y riesgos de incendio.

3. Fluidos tóxicos y altamente corrosivos como el fenol y el ácido sulfúrico, loscuales pudieran ocasionar daños al personal y/o los equipos si se drenalocalmente durante el mantenimiento de la bomba.

En algunos casos se requiere el lavado del cuerpo con agua o un solvente despuésdel drenaje, pero esta operación no requiere instalaciones adicionales.

Las especificaciones de diseño deberían especificar los servicios para los cualesse deben prever las instalaciones de drenaje de cuerpo cerrado.

9 FACILIDADES DE CALENTAMIENTOSe recomienda incluir arreglos para calentamiento de bombas en servicios conlíquidos de alto punto de fluidez y temperaturas sobre 232°C (450°F).

Los indicadores de temperatura se deberían especificar para bombas querequieran facilidades de calentamiento, y ser instalados en la tuberíainmediatamente anexa a la bomba.

Los indicadores de temperatura se deberían también colocar en las bombasdonde el tamaño del accionador seleccionado está tan cerca de los requerimientosmínimos que requieren calentamiento casi completo antes del arranque. Estanecesidad puede no ser detectada hasta que se haya seleccionado la bomba y eltamaño del accionador durante la ingeniería de detalle.




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10 FILTROS DE SUCCION DE BOMBA

Filtros Temporales

Los filtros temporales se usan para la protección de las bombas durante lalimpieza, lavado y período de operación inicial de plantas nuevas para recolectarpedazos de soldadura y de tuberías, y cualquier otro objeto extraño que puedaexistir en el sistema. Estos se usan también después de paradas largas cuandolos recipientes y los sistemas de tubería han sido abiertos para servicios internos.Ver H–251–R y GA–201 para detalles de instalación.

Filtros Permanentes

Los filtros permanentes se aplican en servicios donde sólidos o material extrañoson un constituyente normal del fluido bombeado, por ejemplo,coque en el fondode las torres, desechos en agua de reservorio, y suspensiones donde laspartículas pueden ser lo suficientemente grandes para tapar la bomba. Ellos sediseñan para instalación permanente con limpieza, sin perturbar las conexionesde las tuberías de procesos primarios. Estos filtros se limpian cuando la caída depresión alcanza el límite máximo permisible.

Los filtros permanentes se pueden clasificar de acuerdo a su método de diseñode limpieza:

� Limpieza manual – El filtro se debe construir para permitir remoción y limpiezade los elementos de filtro sin remover el cuerpo del filtros de la tubería deproceso.

� Auto–limpiante – El elemento de filtro es normalmente limpiado por un fluidodirecto hacia un punto apto para recolección, utilizando el flujo de fluido delproceso.

Los filtros permanentes se deberían diseñar para descarga (como los filtros tipo“Y”) o para retrolavado cuando existen posibilidades de depósito adecuado en elsistema del proceso. Para retrolavado, las válvulas de bloqueo están provistasde filtros por ambos lados: Se usa una línea del lado de descarga de la bomba deoperación hacia el lado aguas abajo del filtro para ser retrolavado; y un punto dedeposición de filtrado se selecciona para que pueda aceptar líquido de proceso ysólidos. Se debe tomar precaución en seleccionar la presión de diseño de la líneay del colador. El uso de las instalaciones de descarga y de retrolavado tiende aincrementar el tiempo entre las operaciones de limpieza manual, pero lanecesidad para estos y su efectividad se puede predecir solamente con base enexperiencias anteriores específicas.




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Los filtros permanentes se deberían colocar para proteger las bombas del pasede partículas más grandes que la mitad del ancho de la abertura de salida delimpulsor. Se deberían usar tamaños normales de malla, como los siguientes:

Tamaños Nominalesde Malla Tamaño de abertura

Relación de área(Area total / área abierta)

mm pulg

3 6.9 x 6.9 0.27 x 0.270 1.52

5 3.5 x 3.5 0.137 x 0.137 2.15

20 0.76 x 0.76 0.30 x 0.030 2.78

Si el tamaño de la línea de succión es 200 mm (8 pulg), el área de malla totalmínima requerida es:

A � �2002�2

x � x 3 x 2.15 x 10�6 � 0.203 m2 (315 pulg2)

Como la geometría del impulsor es desconocida hasta que la bomba esseleccionada, la selección del tamaño de malla se realiza en la ingeniería dedetalles. En este momento se puede tomar en consideración la recomendacióndel suplidor de la bomba.

Los filtros de la bomba no se instalan normalmente para proteger las bombas conespacios de corrida pequeños de sucios finos o partículas de proceso que puedanestar en el bombeo. El sucio fino se debe remover limpiando y lavando el sistemade proceso. Los sólidos finos de proceso se deben dejar pasar a través de labomba o ser removidos con una unidad de filtro.

La configuración más comúnmente usada para coladores permanentes debombas son los T en línea, orientados con la barra cruzada en la dirección vertical.Se coloca una brida ciega en el terminal de la brida de la rama horizontal, a la cualva soldada una placa con malla. Unas barras de guía se sueldan en la ramahorizontal para soportar la placa y permitir sacarla. Los filtros de tipo “Y” sonsustitutos aceptables para los filtros tipo“T”.

En las instalaciones donde el margen entre NPSHD y NPSHR es pequeño, laacumulación de la caída de presión de un filtro permanente es una amenaza a unaoperación continua segura. Cuando se requieren filtros permanentes, paracálculos del NPSHD se debería asumir una caída de presión a través del filtro nomenor de 1 psi para cálculos del NPSHD. Se deberían especificar tomas paramedida de presión (o de diferencial de presión) en ambos lados del filtropermanente. Se deberían tomar en cuenta previsiones para alarmas que indiqueun diferencial de presión alto a través del filtro.

Los filtros permanentes se pueden arreglar en pares con válvulas en la línea desucción del servicio de bombeo, o se puede colocar un colador en la succión lateral




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a cada bomba, del lado de la bomba donde está la válvula de bloqueo de lasucción. Este último arreglo reduce el número de válvulas de bloqueo que serequieren para aislar un filtro, pero requiere cambiar de bombas cada vez que selimpia un filtro.

11 PULSACION DE BOMBAS RECIPROCANTES

Las pulsaciones de presión producidas por la acción de bombeo de las bombasreciprocantes puede hacer que ocurra una falla en la tubería cuando las fuerzasoscilatorias resultantes excedan los niveles razonables o excitan la frecuencianatural del sistema. La experiencia indica que cuando la presión de la líneaincrementa el nivel de pulsaciones permisibles aumenta en valor absoluto, perodisminuye cuando se le expresa como un porcentaje de la presión de la línea. Losniveles tolerables de pulsación expresada como porcentaje de la presión absolutade la línea se presentan en la Figura 2. Esto provee una base para especificar elfuncionamiento requerido de los amortiguadores de pulsación de presión.

Las pulsaciones de presión se pueden reducir usando una bomba de cilindrosmúltiples como un diseño doble o triple, instalando acumuladores del tipo hoja(Bladder) en la línea de descarga de la bomba, o por un cambio enla velocidad delaccionador. Sin embargo, hacer pre–ingeniería de el amortiguamiento de estaspulsaciones por los métodos anteriores se justifica solamente cuando unaexperiencia anterior con un servicio particular indica su necesidad y provee unabase de diseño.

12 SISTEMA DE LUBRICACION DE ACEITE EN DISPERSION

La experiencia ha mostrado que una reducción importante de fallas debidas acontaminación de lubricación (polvo, humedad y óxido) es posible lubricando loscojinetes de la bomba con un sistema central de lubricación de niebla de aceite.El sistema central distribuye aceite combustible a los cojinetes en la forma de unaniebla aerosol suspendida en aire caliente a una presión levemente positiva paracontrolar el ambiente en la zona en condiciones ideales. A pesar de que unsistema de lubricación de aceite en dispersión requiere una inversión inicial decapital, se han encontrado ahorros de mantenimiento para justificar la inversiónincremental, haciendo por lo tanto su aplicación apropiada cuando se deseaninversiones óptimas y mantenimiento mínimo.




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Los sistemas de lubricación de aceite en dispersión para bombas se deberíaindicar en las especificaciones de diseño cuando la aplicación es consistente conla filosofía de inversión del proyecto y del plan de mantenimiento de la planta.Cuando se requiera, los detalles de diseño de sistemas de lubricación de aceiteen dispersión se puede obtener consultando con los especialistas de máquinas.

13 NOMENCLATURA(Ver MDP–02–P–02).




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Fig 1. CURVAS CARACTERISTICAS PARA BOMBAS QUE OPERAN EN PARALELO.

NOTAS:

EN ESTE RANGO HAY DOS VALORES DE Q PARA CADA VALOR DE H; UNACONDICION QUE PUEDE CONTRIBUIR A LA INESTABILIDAD.




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Fig 2. NIVEL ACEPTABLE DE PULSACION DE LA PRESION ENTUBERIAS DE BOMBAS.

Fig 3. PROTECCION POR BAJO FLUJO PARA BOMBAS DEALIMENTACION A CALDERAS UTILIZANDO UNA UNIDADCOMBINADA DE VALVULA DE RETENCION / VALVULA DE

DESVIO POR BAJO FLUJO (1).

NOTAS:

1. SISTEMA MINIMO DE PROTECCION, UN SISTEMA MAS COMPLICADO SE PUEDE JUSTIFICAR POR LA SITUACIONINDIVIDUAL DEL DISEÑO.

2. LA OPERABILIDAD DE LA VALVULA DE COMBINACION SE VERIFICA MANUALMENTE CERRANDO LA VALVULA DEDESCARGA Y OBSERVANDO LA PRESION MANOMETRICA EN LA LINEA DE DESVIO.

3. LA LINEA DE DESVIO TIPICAMENTE SE DIMENSIONA PRA 65 a 115 kPa POR CADA 100 METROS (3 a 5 pie PORCADA 100 pies)

4. DIMENSION ES EL ORIFICIO DE RESTRICCION PARA UNA CAIDA DE PRESION DE 69 kPa (10 psi) AL 25% DELFLUJO NOMINAL DE LA BOMBA.




mdp 02 p-10 requerimientos de instalación

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