Bombas y compresores - jack zavaleta ortiz
Anuncio
Bombas y compresores Universidad nacional del callao Facultad de ing. Química Tema: Bombas y compresores Curso: Balance de materia y energia Integrantes: Cruzado ortiz doris Medina maldonado gabriela Salvador zerrillo Guisselle Vega urbizagastegui mercedes Profesor: Jack zavaleta ortiz Balance de Materia y Energía 1 de 15 Bombas y compresores INDICE I. BOMBAS II. COMPRESORES III. APLICACIONES DE LAS BOMBAS EN LA INDUSTRIA 1.INDUSTRIA TEXTIL 2.BOMBEO DE GAS 3.SISTEMAS DE BOMBEO DE AGUAS RESIDUALES 4.BOMBEO EN LA INDUSTRIA ALIMENTICIA 5.LABORATORIO 6.INDUSTRIA CERVECERA 7.INDUSTRIA QUÍMICA 8.BOMBAS DE CRISTAL 9.INDUSTRIA PETROLERA BREVE RESUMEN DE LA PLANTA DE PETROPERU IV. APLICACIONES DE COMPRESORES V. BIBLIOGRAFÍA DE BOMBAS VI. BIBLIOGRAFÍA DE COMPRESORES Balance de Materia y Energía 2 de 15 Bombas y compresores BOMBAS Siempre que tratemos temas como procesos químicos, y de cualquier circulación de fluidos estamos, de alguna manera entrando en el tema de bombas. El funcionamiento en si de la bomba será el de un convertidor de energía, o sea, transformara la energía mecánica en energía cinética, generando presión y velocidad en el fluido. Existen muchos tipos de bombas para diferentes aplicaciones. Los factores más importantes que permiten escoger un sistema de bombeo adecuado son: presión última, presión de proceso, velocidad de bombeo, tipo de gases a bombear (la eficiencia de cada bomba varía según el tipo de gas). Las bombas se clasifican en tres tipos principales: 1. 2. 3. De émbolo alternativo De émbolo rotativo Rotó dinámicas Balance de Materia y Energía 3 de 15 Bombas y compresores COMPRESORES Un compresor es una máquina que eleva la presión de un gas, un vapor o una mezcla de gases y vapores. La presión del fluido se eleva reduciendo el volumen específico del mismo durante su paso a través del compresor. Comparados con turbo soplantes y ventiladores centrífugos o de circulación axial, en cuanto a la presión de salida, los compresores se clasifican generalmente como maquinas de alta presión, mientras que los ventiladores y soplantes se consideran de baja presión. Los compresores se emplean para aumentar la presión de una gran variedad de gases y vapores para un gran número de aplicaciones. Un caso común es el compresor de aire, que suministra aire a elevada presión para transporte, pintura a pistola, inflamiento de neumáticos, limpieza, herramientas neumáticas y perforadoras. Otro es el compresor de refrigeración, empleado para comprimir el gas del vaporizador. Otras aplicaciones abarcan procesos químicos, conducción de gases, turbinas de gas y construcción. Aplicaciones de bombas y compresores en la industria INDUSTRIA TEXTIL Las bombas de fábricas textiles manejan colorantes, agua, sulfuros de carbono, ácidos, sosa cáustica, sosa comercial, acetatos, solventes, decolorantes, alcoholes, sales, peróxidos de hidrógeno, sales, engomado y butano. Se usan muchas bombas de medición y dosificación en las aplicaciones textiles para manejar las soluciones de decolorantes, control de pH del agua de lavado de las fibras sintéticas, control de color en el teñido, carbonización de la lana, etc. Balance de Materia y Energía 4 de 15 Bombas y compresores INDUSTRIA SIDERURGICA Las principales aplicaciones dentro de la industria siderúrgica son: enfriamiento de molinos, enfriamiento de hornos, servicios de suministro de agua, remoción de escoria en los lingotes, etc. El proceso de remoción de escoria mediante el impacto de un chorro de agua, requiere bombas con presiones superiores a las 1,800 lb/plg2 las cuales pueden descargar directamente o bien a través de una cámara de compensación. Debido a que la industria siderúrgica tiene procesos continuos se requieren más bombas duraderas lo cual obliga al fabricante a usar materiales de alta resistencia. REFRIGERACIÓN Los fluidos que se manejan para refrigeración son salmueras, agua, freones, amoniaco, etano, propano, etc. El manejo de los mismos requiere construcciones especiales. Las bombas de salmuera están construidas totalmente de hierro, si manejan salmuera de cloruro de calcio y totalmente de bronce si está es de cloruro de sodio. Las bombas que trabajan esa salmuera a baja temperatura generalmente están aisladas con corcho granulado. Las bombas usadas en los refrigeradores domésticos, son unidades herméticas acopladas directamente a motores eléctricos; sus características fundamentales, son la confiabilidad de servicio con mantenimiento nulo, y funcionamiento silencioso que se logran debido a una fabricación muy cuidadosa. El equipo completo de un refrigerador incluye: 1. Evaporador: Provee la superficie de calefacción necesaria para transferir el calor del espacio por enfriar al refrigerante. 2. Línea de succión: Conduce el vapor de baja presión del evaporador. 3. Compresor: Mediante el bombeo aumenta la presión y temperatura del vapor. 4. Línea de descarga: Conduce el vapor de alta presión del comprensor al condensador. 5. Condensador: Provee la superficie de calefacción necesaria para que el calor fluya del refrigerante al medio del condensador. 6. Válvula de control de flujo: La bomba del comprensor está suspendida por medio de resortes y sumergida en aceite a fin de asegurar su lubricación permanente y un funcionamiento lo más silencioso posible, Una amplia gama de bombas multicelulares para el trasiego de agua, lubricantes de refrigeración y otros líquidos en sistemas industriales y de procesos. Balance de Materia y Energía 5 de 15 Bombas y compresores La tecnología de frío desarrollada se materializa en las unidades compresoras de tornillo de diseño y construcciónpropia. FRIGO-COMET ha diseñado equipos de aplicación en el frío industrial, como evaporadores de amoníaco, túneles de congelación continua tanto lineal como espiral, fábrica de hielo, tanque de congelación en salmuera para pescados pelágicos y langostinos. Equipos de atmósfera controlada, aire acondicionado, secaderos de bacalao, secaderos de embutidos, secadero de jamones etc., así como unidades complementarias de las instalaciones frigoríficas como recipientes separadores, etc... En este campo de refrigeración tenemos varios servicios adicionales para cubrir las necesidades de una planta de proceso. Esquema de compresor FRIGO-COMET, sigue avanzando en los servicios que aportamos a nuestros clientes, para lo cual ha puesto en marcha el departamento SATYR (Servicio de Asistencia Técnica Y Reparaciones). Entre sus cometidos más importantes tenemos: • Inspección técnica y evaluación del estado de la instalación. • Servicio de mantenimiento preventivo. • Suministro de repuestos y equipos frigoríficos. • Suministros de refrigerantes de cualquier tipo. • Suministros de aceite frigoríficos tanto minerales como sintéticos. • Suministros de gases técnicos. • Mano de obra especializada con alta cualificación y experiencia. • Servicios a cualquier parte del mundo. BOMBEO DE GAS Debido a que su consumo ha aumentado tremendamente, se necesita bombearlo a través de grandes distancias. Desde los pozos el gas llega por bombeo a las plantas de absorción en donde es tratado a fin de separar impurezas tales como ácidos sulfhídrico, bióxido de carbono, y substancias condensables, obteniéndose el gas seco. Para bombear el gas emplean motores de gas provistos de pistones reciprocantes que trabajan en ángulo recto o a 180º Balance de Materia y Energía 6 de 15 Bombas y compresores SISTEMAS DE BOMBEO DE AGUAS RESIDUALES Las bombas que manejan aguas residuales tanto en pequeños sistemas industriales como en los grandes de bombeo de aguas negras de las ciudades, son bombas centrífugas con impulsores de flujo mixto o de flujo axial que pueden manejar gastos elevados con presiones moderadas. El desalojo de aguas negras de las grandes ciudades se puede efectuar por gravedad o bombeo. La ventaja de este procedimiento reside en que no ocasiona costos altos de mantenimiento, aunque los costos de construcción suelen ser elevados. Fig10 Balance de Materia y Energía 7 de 15 Bombas y compresores BOMBEO EN LA INDUSTRIA ALIMENTICIA Generalmente las bombas para el manejo de alimentos o “bombas sanitarias” como también se las conoce, deben tener características especiales que no son necesarias en otros tipos de servicio. Para esta aplicación específica, las bombas sanitarias deben reunir las características siguientes: a) Gran resistencia a la corrosión. b) No deben producir espuma o triturar los alimentos. c) Deben ser fáciles de limpiar interiormente d) Poseer un sistema de lubricación totalmente estanco. e) Tener el meno número de partes que se desgasten durante su funcionamiento. f) Sus empaques deben estar totalmente sellados del lado interior de la carcaza g) Las superficies interiores de las carcazas deben ser tersas y sin esquinas. Las bombas generalmente están hechas de acero inoxidable, monel, aluminio, hierro, cristal, porcelana u otras aleaciones especiales, las tuberías y accesorios son de acero inoxidable, aleaciones de níquel, hule duro, cristal o plástico. Dichas bombas suelen ser centrífugas, rotatorias o reciprocantes y se fabrican en una gran variedad de tipos, según el fluido a manejar. Bombas Centrífugas Para evitar que las aletas del impulsor dañen la apariencia de los alimentos, las bombas de esta clase tienen impulsores con sólo una o dos de ellas y, a menudo, se fabrican con el impulsor del tipo “caracol”, sin aletas. Estas últimas pueden manejar suavemente y sin maltratar los alimentos tales como las manzanas, naranjas, fresas, maíz, ostiones, camarones, huevo, aceitunas, jugos de frutas, etc. Para alimentos que contienen pocos sólidos tales como el jugo de caña, purés, aceites vegetales se usan bombas centrífugas normales, aunque de materiales que no los contaminen. Cuando se trata del bombeo de líquidos en el cual no debe ningún contacto con metales, se utilizan bombas de tubo flexible. Balance de Materia y Energía 8 de 15 Bombas y compresores LABORATORIO La industria farmacéutica, es una de las que tienen los más altos índices de crecimiento. Para sus procesos utiliza gran variedad de bombas las que incluyen bombas de vacío, comprensoras, bombas para substancias químicas, agua tratada, vapores, gases licuados, etc. INDUSTRIA QUIMICA La industria química es la que presenta problemas de bombeo más complejos y la que requiere bombas para manejar substancias de diferente naturaleza. Las materias primas en estado líquido generalmente son abastecidas en carros tanque de donde deben bombearse a través de las diferentes partes del sistema de tubería. Dichos líquidos tienen distinta composición química. Existen diseños especiales para bombear metales fundidos y para manejar substancias con sólidos en suspensión, tales como pulpas químicas, residuos de cinc, dolomita, bauxita, etc. Dentro del campo de las bombas rotatorias, son muy conocidas las bombas de tornillo simple, para gran variedad de productos cáustico, ácidos, colorantes, solventes, jabones, látex, resinas, etc. Las bombas de volumen controlado, de medición y de dosificación se usan en procesos químicos y metalúrgicos para inyectar pequeñas cantidades de líquido. Para gastos mayores, las bombas de diafragma de diferentes diseños tienen gran aceptación. Las bombas de diafragma accionadas por aire, tienen gran demanda en las plantas químicas y metalúrgicas para manejar lodos, licores, ácidos, productos cristalinos, etc. Las bombas reciprocantes mayores, son generalmente unidades del tipo de émbolo, construidas de aleaciones especiales, porcelanas, hule duro, etc. Algunas bombas están provistas de cilindros resistentes al ácido, de porcelana y tienen émbolos del mismo material. Las aplicaciones incluyen el manejo de ácidos, pinturas, abrasivos, etc. Balance de Materia y Energía 9 de 15 Bombas y compresores BOMBAS DE CRISTAL Estas manejan una gran variedad de ácidos, jugos de fruta, leche. En la siguiente figura se observa una para bombeo de ácido sulfúrico. El cristal resiste todos los ácidos y compuestos químicos, excepto el ácido fluorhídrico y el ácido fosfórico glacial. Las bombas de cristal no se recomiendan para manejar soluciones alcalinas. En textos especializados de ingeniería química, deberán estudiarse todas las posibles aplicaciones de las bombas para las diferentes substancias. Bombas de cristal para bombeo de acido sulfurico INDUSTRIA PETROLERA Las bombas que se usan en la industria petrolera se dividen en 8 grupos: perforación, producción, transporte, refinería, fracturación, pozos submarinos, portátiles y de dosificación. En perforación, se usan las llamadas bombas de lodo, como la que se muestra en la figura 221. Estas bombas son casi siempre del tipo reciprocante. Deben desarrollar presiones altas a veces, superiores a los 200 kg/cm2. El lodo de perforación que manejan estas bombas pesa entre 2 y 20 kg/litro. En producción se usan cuatro tipos de sistemas de bombeo para extraer el crudo de los pozos de producción y descargarlo a nivel del suelo: sistema de cilindro de succión, sistema hidráulico, sistema sumergible y sistema de elevación por gas. Hay algunos pozos que no necesitan bombeo ya que es suficiente la presión del crudo. Balance de Materia y Energía 10 de 15 Bombas y compresores El transporte de líquidos en la industria petrolera se hace a través de miles de kilómetros en el mundo entero, tanto en oleoductos, petróleoductos propiamente dichos y gasoductos. En ciertos casos el ducto puede servir para transportar diferentes fluidos. Las estaciones de bombeo están instaladas a intervalos adecuados, a lo largo del ducto, pues aun en terreno plano, las cargas de fricción son grandes y se requieren bombas de alta presión. Durante todo el año las bombas de estos oleoductos están expuestas a grandes cambios de temperatura. Este problema y el de las grandes presiones requiere que se usen bombas de diseños especiales como los que se muestran en la figura 224. La bomba vertical enlatada es un tipo que ha venido teniendo mucha aplicación. Con este tipo de bombas, el fluido que circula en la tubería entra en una “lata” donde se puede incrementar grandemente su presión mediante una bomba de varios pasos. Tiene también la ventaja de que sus características de succión son mucho mejores para líquidos que como los de la industria petrolera o petroquímica tienen presiones en aeropuertos para bombear combustible a los aviones, con lo cual se reduce el peligro de descargas eléctricas estáticas. Bombas de lodos de 2 cilindros accionada por gas Planta de bombeo BREVE RESUMEN DE LA PLANTA DE PETROPERU Las bombas (pistón), la cual su metalurgia es de acuerdo al tipo de fluido, subsiona el agua de mar (8,000 gl/min. Cada una), luego impulsa los fluidos a través de una tubería (20” diám.) que luego fluye hacia otra bomba (dosificadora), de la cual fluye agua pura; pero antes de ello pasa por la planta de ósmosis (separa el agua pura del resto del agua de mar, cloruro de sodio, impurezas, etc.) seguidamente fluye hacia un tanque en el cual también se encuentra una bomba, luego sigue fluyendo hacia un tanque de alimentación hasta llegar a las calderas las cuales tienen su bomba adicional y unas compresoras que emiten flujos de aire; luego del proceso a través de la tubería fluye vapor, los cuales llegan hacia las unidades de destilación de petróleo (intercambiadores) y por último, se obtiene nafta, diesel, kerosene, etc.. Los compresores se ubican en las calderas, intercambiadores, torres de enfriamiento, etc. Balance de Materia y Energía 11 de 15 Bombas y compresores APLICACONES DE COMPRESORES Pérdida de Presión en un Circuito Automático. Balance de Materia y Energía 12 de 15 Bombas y compresores No todas las caídas de presión son malas. En la figura siguiente hay un diagrama que ilustra una técnica importante utilizada en la automación de circuitos, y aplicada en neumática e hidráulica. Cuando el cilindro de la Fig.1-26 llega a su posición de trabajo, una señal eléctrica es obtenida para poner en funcionamiento la próxima operación en un ciclo automático. Nuestra descripción comienza con plena presión disponible en la bomba o compresor, pero con la válvula de control cerrada, de manera que el cilindro se encuentra retraído El primer manómetro indica 100 PSI (7Kg/cm2). Las dos restantes indican 0. El presostato está ajustado a 80 PSI. Con la válvula abierta, el fluido se dirige al cilindro. La restricción representa la pérdida de carga de una tubería. Cuando el fluido comienza a circular, una perdida de presión es generada, y esta ilustrada por la lectura de los sucesivos manómetros. El cilindro se desplaza libremente, requiriendo solamente 20PSI para moverse; el remanente de presión disponible es consumido a lo largo de la línea. El presostato ajustado a 80 PSI no se conmuta mientras el cilindro hace su carrera libre. Cuando el cilindro llega al final de su carrera o a un tope positivo el movimiento de fluido cesa y en la cámara del cilindro (y en el presostato) la presión alcanza su valor máximo 100 PSI. Una señal eléctrica procedente del presostato comandará la siguiente función de un ciclo automático. Las aplicaciones Incluyen: • • • • • • • Plantas químicas Aplicaciones submarinas Industrias de procesamiento Producción de pilas eléctricas Producción y aplicación de gases inertes Refrigeración Compresión de biogás Balance de Materia y Energía 13 de 15 Bombas y compresores • • • • • • Sistemas de aire a presión para disyuntores eléctricos de alta potencia Pruebas de presión de componentes Pruebas de airbags para el sector de la automoción Soplado de botellas de P.E.T. Soplado de recipientes de aluminio Arranque de motores y turbinas de gas BIBLIOGRAFÍA DE BOMBAS • BOMBAS TEORIA, DISEÑO Y ALICACIONES, Ing. MANUEL VIEJO ZUBICARAY, ED. LIMUSA MÉXICO 1996 • BOMBAS CENTRÍFUGAS Y TURBO COMPRESORES , CARL PFLEIDER ,ED. LABOR S. A BARCELONA MADRID1960 • • WEB. USAL. ES /~ TONI DM/ DEI_05_BOMBAS_ COMPRESORES .PDF WWW.MONOGRAFIAS.COM/TRABAJOS23/BOMBAS-Y-COMPRESORES/BOMBASY-COMPRESORES • ING. ORLANDO URIARTE • ING. ANGELICA MEDINA BIBLIOGRAFÍA DE COMPRESORES • LOS COMPRESORES , P. CHAMBADAL NUEVOSMANUALES TÉCNICOS LABOR,ED. LABOR S.A CALABRIA BARCELONA 1973 • FACULTAD DE MECANICA DE LA UNI • ES.WIKIPEDIA.ORG/WIKI/COMPRESOR Balance de Materia y Energía 14 de 15 Bombas y compresores CLASIFICACIÓN DE BOMBAS Doble acción Piston Embolo Reciprocantes Simple acción Doble acción Diafragma Desplazamiento Positivo Rotor simple Aspas Pistón Miembro flexible Tornillo Simple Doble Simple Doble Triple Múltiple Simple Múltiple vapor Potencia Operada p/fluido Operada mecánicamente Rotatorias Rotor múltiple Engranes Lobulos Balancines Tornillos BOMBAS Autocebantes Cebadas p/medios externos Impulsor abierto Unipaso Impulsor semiabierto Multipaso Impulsor cerrado Flujo radial Flujo mixto Simple succión Doble succión Flujo axial Simple succión Periféricas Unipaso Multipaso Autocebantes Cebadas p/medios externos Especiales Electromagnéticas Centrifugas . Dinámicas Balance de Materia y Energía Unipaso Multipaso 15 de 15 Impulsor abierto Impulsor cerrado
