Estaciones de bombeo

ESTACIONES DE BOMBEO
1. Paso de líquido a través de la estación de bombeo
1.1. Introducción
1.2. Fundamentos de las Estaciones de Bombeo
2. Estación de succión, descarga y válvulas de desviación
(bypass)
3. Dispositivos automáticos de muestreo
3.1. Medición de Temperatura del Líquido
3.2. Medición de Densidad
3.3. La medición de la Viscosidad del Líquido
4. Rutas a través de las unidades de bombeo
5. Control de presión y descarga del líquido
5.1. Válvulas de Control de Presión
5.2. Desviación en PCV
5.3. Válvula de no Retorno (check) de Descarga
6. Descarga
1.
PASO DE LÍQUIDO A TRAVES DE LA ESTACIÓN DE
BOMBEO
1.1. introducción
Dependiendo de la configuración de la tubería, las estaciones
de bombeo pueden tener una variedad de configuraciones de
bombas. Pueden incluir diferentes tamaños de bombas para
los diferentes requerimientos centrales. Los requerimientos
de presión pueden ser alcanzados por una o más bombas del
mismo tamaño en paralelo o en serie. La presión generada
por una estación de bombeo es regulada por el operador, por
un procedimiento de selección de bombas individuales o
combinación de bombas que producirán la presión deseada o
requerida.
La presión es regulada también por el uso de una válvula de
control de presión (PCV) o por un variador o cambiador de
dirección de velocidad (VSD). Los (PCV) o (VSD) restringen
o reducen la cantidad de presión descargadas de las bombas
en un valor fijado por el operador. La función del operador es
de mantener las tasas de flujo y presión mientras se
disminuye la cantidad de energía usada.
El centro de control está localizado lejos de la estación de
bombeo.
Cuando un operador arranca o para las bombas, o abre y
cierra válvulas, estas acciones son llevadas al cabo por
control remoto a través del sistema de supervisión de control
y recepción de datos (SCADA). El operador vigila la pantalla
de la computadora y usa la información desplegada para
decidir qué acciones se deben llevar a cabo.
De la misma forma, cuando se requieren cambios de ajuste
de los valores fijados (tales como el valor fijado de una
descarga), el operador iniciará el proceso adecuado para
cambiar el valor de presión establecido.
Una vez que el operador ha introducido el cambio los
sistemas de computador de estación local se encargan.
Realmente de llevar a cabo el cambio en el punto de ajuste
chequeando y ajustando la posición del PCV, o cambiando la
descarga del VSD, hasta que se alcance el nuevo punto de
ajuste.
1.2. Fundamentos de las Estaciones de Bombeo
La presión, generada por las bombas, se necesita para
asegurar el paso del líquido a través del oleoducto. Las
estaciones de bombeo están estratégicamente ubicadas a lo
largo del oleoducto para proveer la presión que permite al
líquido pasar a la capacidad que está diseñado el oleoducto.
La cantidad y tamaño de las bombas que se necesitan en una
estación de bombeo dependen de la cantidad de presión que
se necesita para soportar las pérdidas de presión entre las
estaciones. Los siguientes son los factores principales que
causan las pérdidas de presión y consecuentemente los
requerimientos de bombas:
•
•
•
viscosidad del fluido
tasa de flujo y
elevación.
Un líquido con baja viscosidad requiere menos presión para
soportar la pérdida de presión entre estaciones debido a que
hay menos pérdida de presión debido a la fricción.
Igualmente, entre más baja es la tasa de flujo, más baja es la
pérdida de presión por fricción. Lo opuesto es cierto para
líquidos de más alta viscosidad y tasas de flujos
incrementadas. Por lo tanto, se necesita menos potencia para
soportar pérdidas de presión entre estaciones por fluidos de
baja viscosidad, y/o de más baja tasa de flujo que para fluidos
de más alta viscosidad, y/o más alta tasa de flujo. La figura 1
ilustra este punto mostrando gradientes de presión por bajas
condiciones de viscosidad-baja tasa de flujo v.s alta
viscosidad - alta tasa de flujo.
Figura 1Ilustra Gradientes que Muestran los Efectos de la
Viscosidad y Tasas de Flujo.
Alta viscosidad y alta tasa de flujo causan más pérdidas de
presión debido a la fricción, que baja viscosidad y baja tasa
de flujo. Observar que, para alta tasa, se usan más bombas
para compensar la pérdida de presión.
Los cambios de elevación a lo largo de toda la tubería u
oleoducto también determinan la cantidad del diferencial de
presión en cada estación para soportar la pérdida de presión
entre estaciones. Entre más sea el aumento de elevación,
más grande será la pérdida de presión; En consecuencia,
entre más grande sea la reducción de elevación, más baja
será la pérdida de presión. De ahí que, se necesita más
potencia para soportar pérdidas de presión entre estaciones
por el aumento de elevaciones que para reducciones de
elevación. La figura 2 ilustra este punto mostrando un perfil
de gradientes de presión para reducción de elevaciones v.s
un perfil de incremento de elevación.
Figura 2 Gradientes Mostrando el Uso de Bombas Basados
en Elevación.
Observar que la estación B no necesita accionar unidades
cuando existe una reducción de elevación
2.
ESTACIÓN DE SUCCIÓN, DESCARGA Y VÁLVULAS
DE DESVIACIÓN (BYPASS)
Hay 3 válvulas las cuales permiten el paso de fluido ya sea a
través de la estación de bombeo o continuar sin pasar por la
estación. Esas son las válvulas de succión de la estación,
la válvula de descarga de la estación y la válvula de
desviación (Bypass) de la estación.
Las tres válvulas trabajan juntas para dirigir el flujo dentro de
la estación o para desviar el flujo alrededor de la estación.
Cuando la válvula de succión y la de descarga están abiertas
y la de desviación (Bypass) está cerrada, el flujo de fluido irá
a través de la estación de bombeo. De la otra forma, cuando
la válvula de succión y la válvula de descarga de la estación
están cerradas y la válvula de desviación (Bypass) está
abierta, el flujo pasará por fuera de la estación de bombeo.
2
Figura 3 Válvula de Compuerta
La válvula de compuerta se usa comúnmente en la estación
de succión, descarga y desviación.
de abiertas bajo condiciones normales de operación, la
válvula de desviación se cierra y las válvulas de succión y la
de descarga están abiertas. Aun cuando las válvulas no están
conectadas (on), el líquido entrará a la estación. En algunos
casos la válvula de desviación (Bypass) es una válvula check
o de no retorno que se mantiene cerrada por la alta presión
en el lado de la descarga de la estación, así que todo el líquido
fluye dentro de la estación si una o más bombas están
trabajando.
Dos de las mayores razones para desviarse de una estación
de bombeo es para hacer el mantenimiento de la estación y
en una situación de emergencia como la alarma por presencia
de gas, alarma de fuego o el fluido dentro de la estación. Las
válvulas de succión y descarga y la válvula de desviación
pueden o no estar controladas a control remoto por el
operador. Cuando el control remoto está disponible, las
válvulas de succión de la estación trabajan en conjunto con la
válvula de descarga de la estación, o sea que la válvula de
descarga va abrir y cerrar con la válvula de succión.
Figura 4 Disposición de Válvulas de Una Estación de Bombeo
Cuando el Líquido se Desvía.
Cuando las válvulas de succión y descarga están cerradas y
la válvula de desviación está abierta, el líquido no puede
entrar a la estación de bombeo y continuar adelante
directamente en el oleoducto. Las estaciones normalmente se
aislan para reparación y mantenimiento.
Así que el bache empieza a fluir a través de la estación de
bombeo, su camino exacto dependerá de la configuración de
las válvulas de la estación, la naturaleza del bache y qué
bombas (si hay algunas) están conectadas (on).
En una estación de bombeo típica el (flujo de) fluido:
• fluye a través de la válvula de succión
• puede pasar al dispositivo de muestreo
• puede pasar a la fosa de quemador
• fluye o se desvía de las bombas, dependiendo de la
configuración de la estación
• fluye a través de una válvula de control de presión
(PCV)
• fluye a través de una válvula check y
• fluye a través de la válvula de descarga de la
estación
Figura 5 Disposición Típica de Válvulas de Una Estación de
Bombeo Cuando un Líquido Entra a Una Estación de
Bombeo.
Cuando las válvulas de succión y de descarga están abiertas
y la de desviación está cerrada, el líquido no podrá seguir
adelante directamente por el oleoducto y entrará a la estación
de bombeo. Ésta es la configuración normal para estaciones
de bombeo, aun cuando las bombas no están conectadas
(on) las válvulas de la estación aislada se dejan en posición
Figura 6 Baches Llegando a Una Estación de Bombeo
3
3.
DISPOSITIVOS AUTOMÁTICOS DE MUESTREO
Dependiendo del diseño de la estación, del tipo de sistema de
detección de fugas (si se requiere), y de la necesidad para el
control de calidad, una estación de bombeo puede ser
equipada con una variedad de diferentes dispositivos
automáticos de muestreo. Un tubo de diámetro muy pequeño
es colocado dentro de la línea principal que va a la válvula de
succión de la estación. Este tubo de diámetro pequeño
permite al fluido entrar al lugar del dispositivo automático de
muestreo. Las propiedades más comunes que son medidas
por los dispositivos automáticos de muestreo son: la
temperatura, densidad y viscosidad. En adición al equipo
automático de muestreo, puede haber equipo manual para
obtener muestras del fluido para análisis de laboratorio.
3.1. Medición de Temperatura del Líquido
La temperatura del líquido se toma en las estaciones de
bombeo porque la temperatura correcta se necesita conocer
para poder calcular la densidad y la viscosidad. Las medidas
de temperatura se toman electrónicamente, usando un
dispositivo de resistencia térmico. Un detector de
resistencia térmico (RTD) es una banda delgada de acero
insertada dentro de un tubo de acero o thermowell ubicada
dentro de la tubería. El thermowell se llena con un líquido
(normalmente glucosa), que adquiere la temperatura del
líquido que fluye dentro del oleoducto.
Cualquier cambio de temperatura del líquido causará un
cambio en la resistencia eléctrica del RTD. Un transmisor en
el RTD transmite su resistencia a una computadora que
convierte la señal en grados Celsius o Fahrenheit. La
temperatura entonces es transmitida al centro de control de
computadora donde ésta es usada en los cálculos. Para más
información en medición de temperaturas, ver el módulo de
Sistemas de Control e Instrumentación.
3.2. Medición de Densidad
La densidad del líquido es medida y enviada al centro de
control así el operador puede vigilar el avance de cada bache
y variación de densidades en el oleoducto por observación de
la densidad del líquido en la estación de bombeo. La densidad
se usa también en los cálculos de los sistemas de detección
de fugas.
Figura 8 Densímetro Usado Para Medir Densidad.
Un densímetro extrae el líquido que viene de una línea y dirige
este a través de un transducer, un tubo delgado colocado en
una bomba para una circulación buena. Dentro del tubo hay
una tira delgada larga de metal la cual vibra cuando pasa el
líquido por el tubo.
Estas vibraciones son tomadas por sensores y son
transmitidas a una computadora que convierte las señales en
medidas de peso por volumen (por ejemplo: lbm/ft3 (kg/m3)).
3.3. La medición de la Viscosidad del Líquido
La viscosidad de un líquido se mide en algunas estaciones
para usarse en los cálculos para el sistema de detección de
fugas. La viscosidad se mide en el laboratorio usando un
viscosímetro.
Figura 7 Dispositivo de Temperatura Detector de
Temperatura (RTD)
La temperatura del líquido es determinada en conjunto con
las medidas de densidad y viscosidad, dado que la densidad
y la viscosidad varían con la temperatura. La temperatura es
transmitida por el centro de control de computadora, donde
se usa para las medidas correctas de densidad y viscosidad.
4
la bombas así como también alrededor de ellas (a través de
la válvula check). Esto asegura la limpieza continua de las
bombas y tubería de un determinado producto.
Figura 9a Tubo Saybolt
Viscosímetro Universal
Típico
El viscosímetro mide el
tiempo que se necesita
poira
que
cierta
cantidad de líquido
pase a través de un
tubo capilar de vidrio.
Figura 9b Viscosímetro
Cinemático
El viscosímetro de vidrio
se llena hasta A con
petróleo crudo. Cuando
se calienta, el líquido
fluye de A para B a cierta
temperatura. El tiempo
para ir de B a C y de C a
D
determina
la
viscosidad.
Los resultados del laboratorio se usan para correlacionar y
confirmar las medidas en el oleoducto y asegurar la precisión.
4.
RUTAS A TRAVES DE LAS UNIDADES DE BOMBEO
La ruta que toma un fluído a través de una estación de
bombeo, depende del tipo de fluído que la tubería y cuales
bombas están caminando (si hay alguna). Cuando se
transportan hidrocarburos, una tubería puede llevar varios
productos con diferentes características donde la
contaminación, entre uno y otro producto no debe suceder.
Otra tubería puede llevar productos donde se ha determinado
que la cantidad de fluido contenido entre la unidad de válvulas
de succión y la unidad de válvulas de descarga no creará
suficiente contaminación para degradar el producto.
Los siguientes son 3 ejemplos de diferentes rutas de flujo que
los fluidos tomarán a través de una estación donde el tipo de
producto y configuración de bombas se toman en
consideración.
Figura 10 Flujo de una coriente dada por la Unidad de
Bombeo con Todas las Bombas Apagadas.
Para asegurar la limpieza de bombas con un bache de
refinado dado, todas las bombas de succión y válvulas de
descarga se dejan abiertas. La partida fluye a través de la
bomba así como alrededor de ellas (a través de la válvula
check).
Figura 11 muestra la configuración de las válvulas donde la
contaminación de productos a partir de bombas y tubería no
es preocupante. Las válvulas de succión y/o descarga
pueden permanecer cerradas cuando las bombas no están
funcionando. La posición de las válvulas de bombas de
succión y las válvulas de la bomba de descarga depende del
diseño de la secuencia de arranque de la unidad de bombeo.
En este ejemplo, ambas unidades están apagados y solo las
válvulas de la unidad de descarga están cerradas. Esto
permite una rápida secuencia de arranque de las unidades.
Nótese que la ruta del flujo del fluido va alrededor de las
unidades de bombeo a través de las válvulas check, dejando
fluido atrapado de la línea principal hasta la válvula de la
unidad de descarga. Cuando una unidad se arranca la válvula
de descarga se abre, dejando salir el líquido atrapado
haciendo que se mezcle con bache del producto que este
fluyendo después de las unidades de bombeo en ese
momento.
La figura 10 muestra la configuración de las válvulas para
una estación la cual lleva productos donde la contaminación
no deberá ocurrir. Note que las bombas no están trabajando
y que todas las válvulas de las bombas de succión y descarga
están abiertas para permitir que el producto fluya a través de
5
líquido descargado fluye entonces a través de la válvula de
descarga. Ningún líquido puede fluir a través de la válvula
check entre los puntos de succión y descarga de la unidad
porque la presión alta en el punto de descarga mantiene la
válvula check cerrada.
5.
Figura 11 Ruta de Flujo de un Líquido Donde Una Mínima
Contaminación es Aceptable.
Ya sea que la válvula de la bomba de descarga, o ambas, la
válvula de succión y descarga pueden dejarse cerradas. En
este ejemplo, para un arranque rápido de las unidades
únicamente la válvula de descarga está cerrada.
Cuando una unidad de bombeo se arranca, la ruta a través
de la unidad es la misma sin importar el tipo de producto que
se lleva. El líquido fluye por las válvulas de aislamiento de la
bomba aislada hacia la bomba donde su presión se
incrementa. El líquido descargado fluye entonces a través de
la válvula de aislamiento de la bomba de descarga.
Ningún líquido puede fluir a través de la válvula check entre
los puntos de succión y descarga de la unidad. Porque la alta
presión en el lado de la descarga mantiene la válvula cerrada.
El líquido de esta forma viaja a través de tantas bombas como
estén en funcionamiento.
CONTROL DE PRESIÓN Y DESCARGA DEL
LÍQUIDO
Hasta aquí, el líquido moviéndose a través de la estación de
bombeo ha viajado a través de la entrada de la bomba, y la
bomba de la línea principal. Ahora que el líquido ha pasado
por la bomba, está listo para regresar dentro de la línea
principal. A lo largo de la línea principal están:
• válvula de control de presión (PCV)
• PCV de desviación (Bypass), y
• válvula check de descarga.
5.1. Válvulas de Control de Presión
El líquido que sale de la estación de bombeo ha sido
presurizado a la presión requerida en la estación. No
obstante, muchas bombas son actuadas por motores de
velocidad fija, lo que significa que el operador no puede
cambiar la cantidad de presión adicionada al líquido por cada
bomba. Para una regulación más precisa de la presión del
líquido entrando a la línea principal, los oleoductos usan
válvulas de control de presión (PCV) (y ocasionalmente,
reguladores de frecuencia variable, ver el módulo MOTORES
DE VELOCIDAD VARIABLE). Las válvulas de control de
presión son diferentes a las válvulas ABRIR/CERRAR en que
las válvulas de control de presión pueden dejarse
parcialmente abiertas bajo condiciones normales de
operación. PCVs regulan la presión cambiando la medida de
abertura a través de la cual pasa el líquido.
Reduciendo la abertura de la válvula se restringe el flujo, se
incrementa la velocidad del líquido y se reduce la presión de
descarga. Ampliando la abertura de la válvula se incrementa
el flujo y presión, y reduce la velocidad del líquido. Por
ejemplo, si una bomba produce 500 psi=libras por pulgada
cuadrada (presión en el “case”) y la descarga de la estación
requerida/deseada es 450 psi para un determinado rango de
flujo y pérdida de fricción, entonces la presión puede ser
estrangulada (o reducida) en 50 psi. El operador cierra la PCV
ligeramente para reducir la presión de descarga de la estación
a 450 psi.
Figura 12 Flujo a través de una estación con bombas
funcionando.
El líquido fluye a través de las válvulas de succión de la
bomba hacia la bomba donde se aumenta su presión. El
6
Figura 13 Las válvulas de control de presión (PCV)
Existen varios tipos principales de válvulas de control de
presión.
Se muestra la válvula de estrangulación de bola (bola V).
Estas válvulas reducen la presión de descarga abriendo o
cerrando parcialmente la salida.
5.2. Desviación en PCV
Cada PCV tiene una desviación (Bypass) así la PCV puede
repararse o reemplazarse sin interrumpir el flujo a la línea
principal (Figura 14).
La desviación consiste en lo siguiente:
• un tubo que sale rodeando la PCV
• una manija para actuar la válvula ABRIR/CERRAR
en cualquier lado de la PCV
• una manija para accionar la válvula estranguladora
a la salida del tubo de desviación (Bypass) y
• una válvula check en la tubería de desviación, si se
necesita.
Cuando la PCV deba desviarse (Bypass), el personal abrirá
la válvula reductora estranguladora manual al final de la
entrada del tubo Bypass, entonces cerrara las válvulas
ABRIR/CERRAR en cualquier lado al final de la PCV. Cuando
las válvulas en cualquier lado de las PCV están cerradas, el
líquido que deja la bomba no puede pasar a través de la PCV.
En lugar, el líquido entra al tubo de desviación y viaja al
rededor de la PCV. La válvula reductora manual de
desviación se ajusta manualmente para dar el nivel apropiado
de reducción.
Figura 14 PCV y Desviación
Cada válvula de control de presión tiene una desviación
(Bypass) de tal forma que la PCV puede ser reparada o
reemplazada sin interrumpir el flujo de líquido a la línea
principal.
5.3. Válvula de no Retorno (check) de Descarga
Después de la PCV, el líquido fluye a través de la válvula
check y regresa dentro de la línea principal. La válvula check
es una válvula de un solo sentido. El líquido puede ir a través
de la válvula check en una sola dirección. Cuando la presión
de los líquidos en la corriente abajo de la válvula check
aumenta arriba de la presión de la corriente de subida de la
válvula, la válvula se cierra. Ningún líquido puede fluir de
regreso a través de la válvula cuando está cerrada.
La válvula check previene alta presión corriente abajo por
regreso del flujo a través de la estación.
Figura 15 Válvula Check (un solo sentido)
El líquido puede fluir en un solo sentido a través de una
válvula check desde corriente arriba a corriente abajo. La
válvula check se cierra para evitar que el líquido fluya de
regreso.
7
6.
DESCARGA
El líquido ha cumplido su jornada a través de la estación de
bombeo. El líquido fluye a través de la válvula de descarga
aislada que se dirige hacia la línea principal. Una vez en la
línea principal, el líquido fluye en el conducto con energía por
presión adicional y es capaz de mantener la tasa de fluido
requerida.
UNIDAD DE BOMBEO
1. INTRODUCCIÓN
1.
LA VÁLVULA DE LA UNIDAD DE BOMBEO
SUCCIÓN
El líquido entra a la bomba a través de la válvula de succión.
La válvula de succión es una válvula ON/OFF, tal como una
válvula de compuerta o una válvula de bola o globo. Si la
válvula se abre, el líquido puede pasar dentro de la bomba. Si
se cierra la válvula, ningún líquido puede pasar a la válvula.
Con una secuencia standard de arrancar y parar, donde el
control de calidad del producto no es de importancia, ambas,
las válvulas de succión y descarga se abren cuando se para
la bomba. En casos donde la válvula de succión se deja
abierta y la de descarga cerrada (arranque rápido) la calidad
del producto no importa. En cualquier caso, la válvula de
succión siempre permanece abierta a no ser que la bomba
necesite mantenimiento.
Figura Control de Calidad La bomba de la izquierda muestra
ambas válvulas, de succión y la de descarga abiertas con la
unidad parada. Control de calidad, es de importancia aquí. La
bomba de la derecha muestra ambas válvulas cerradas,
indicando mantenimiento.
2.
BOMBAS DE LINEA PRINCIPAL
El líquido fluye a través de la válvula de succión a la bomba.
Las bombas dan presión adicional al líquido para asegurar
que el líquido viaje en la tubería a la adecuada tasa de flujo.
La mayoría de las tuberías utilizan bombas centrífugas por las
unidades de línea principal.
La bomba centrífuga es un dispositivo mecánico que usa la
fuerza centrífuga para convertir energía mecánica en presión
y flujo.
El líquido entra a la bomba a través de una boquilla de
entrada, y viaja al impulsador. El impulsador gira, lo que
causa que el líquido gire con él, así que el líquido gira, la
fuerza centrífuga empuja el líquido hacia afuera del centro del
impulsador. Así como el líquido viaja hacia afuera a la punta
de las hojas del impulsador, su velocidad se incrementa. La
fuerza centrífuga finalmente empuja el líquido lejos de la
punta del impulsador a velocidad tan alta como 230 ft/s (70
m/s). El líquido entra entonces a una parte en forma de cuerno
de la cubierta de la bomba llamada envoluta. Así como el
líquido viaja a través de la envoluta, el líquido pierde velocidad
debido al incremento de diámetro de la envoluta.
8
4.
CONFIGURACIONES DE BOMBAS EN SERIE Y
PARALELO
Cuando las estaciones de bombas tienen más de una bomba,
se usan configuraciones de bombas en serie y/o en paralelo.
4.1. CONFIGURACIONES EN SERIE
3.
VÁLVULA DE LA BOMBA DE DESCARGA
El líquido sale de la unidad de bombeo a través de la válvula
de descarga. Como la válvula de succión, la válvula de
descarga es una válvula ABRIR/CERRAR, tal como una
válvula de compuerta o una válvula de bola. Sin embargo,
cuando la bomba es la primera en empezar la secuencia, la
válvula de descarga está casi cerrada. Así como la bomba se
acelera a su velocidad total, la válvula de descarga abre
gradualmente.
Así como la bomba se acerca a su velocidad de operación, la
bomba de descarga se aproxima a la presión de operación.
Este proceso se conoce como “ramping” presión. Esto se usa
para prevenir “brincos” o cambios severos en la presión
dentro del oleoducto.
Las configuraciones en serie significan que el líquido sale de
una bomba de descarga a la succión de la siguiente bomba
en una misma corriente. Los oleoductos usan instalaciones
de bombas en serie de tal forma que se incrementa la presión
de la descarga del líquido que sale de la estación sin
incrementar mucho la succión requerida coriente arriba. Esto
ayuda a evitar la cavitación en las estaciones de bombeo
donde la presión de los líquidos que llegan tiende a ser muy
baja.
La cavitación tiene lugar cuando la presión en la tubería cae
a la presión del vapor de los líquidos que se transfieren. Se
forman burbujas y fluyen junto con el líquido. Las burbujas se
colapsan rápidamente (implosión) cuando ellas encuentran
presión arriba del vapor de presión. La cavilación daña
severamente cualquier material que encuentra, incluyendo
bombas, válvulas y la pared de la misma tubería.
Para evitar la cavitación, la presión de succión disponible
hacia la bomba deberá ser mayor que la succión neta de la
cabeza requerida por la bomba para la tasa de flujo de
operación y el fluido en la línea.
La presión del líquido que entra a la estación es
proporcionada por la estación de bombeo corriente arriba.
La presión del fluido debe ser lo suficientemente alto cuando
deja la estación corriente arriba así que, aun con pérdidas de
presión, pueda entrar a los impulsores de la bomba corriente
abajo sin cavitación. Varias bombas arregladas en
configuración en serie crean más presión de descarga con
menos requerimientos de presión de succión inicial que una
9
sola bomba grande. La baja presión inicial de succión (con
relación a en configuraciones en serie la presión de descarga)
ayuda a prevenir cavitación en la bomba. En configuraciones
en serie, las bombas están encadenadas entre ellas, así que
la descarga de una bomba entra a la succión de la siguiente.
Tal combinación tiene un efecto acumulador en la presión
generada.
Cuando las bombas se instalan en serie, la presión de la
salida es acumulativa. Para encontrar la presión total, sumar
la presión de entrada a la salida de la bomba 1 y a la salida
de las bombas 2 y 3 como sea requerida.
En este ejemplo:
Si la presión de salida de la estación son 400 psi, 100 psi
regulada serán necesarias. Esto significa que casi 2 tercios
de la potencia es gastada por la tercera bomba
4.2. CONFIGURACIÓN DE BOMBAS EN PARALELO
Para ilustrar el concepto de bombas en paralelo, vamos a
empezar con un caso simple donde dos bombas están
configuradas en paralelo. En configuraciones en serie, el
fluido fluye primero a través de una bomba, y después la
siguiente. En configuración en paralelo, el líquido se divide en
dos (o más) corrientes. Cada corriente fluye a través de una
bomba solamente después de descargarse de sus
respectivas bombas, las dos corrientes fluyen hacia un
cabeza donde se juntan.
Este es el caso ideal. En realidad, hay una cierta pérdida de
presión en la tubería entre la descarga de una bomba y la
succión de la siguiente.
Esta pérdida normalmente llega a pocas psi - así que la
descarga real total de la tercera bomba puede ser 419 psi en
lugar de 425 psi.
Fijarse que 2 de las bombas producen 150 psi, mientras la
tercera bomba produce la mitad de presión de cabeza - solo
75 psi. Tal combinación permite flexibilidad en el control de la
presión descarga.
Si todas las 3 bombas tienen una presión de salida de 150 psi
la salida de la estación de bombeo (antes de regulación)
puede ser solo como en esta tabla.
El efecto en el líquido bombeado es bastante diferente para
las configuraciones en paralelo de las configuraciones en
serie. En las configuraciones en series las presiones son
acumuladas, en las configuraciones en paralelo, toda la
presión de salida es igual a esa de una bomba, y las
capacidades se acumulan. Bajo condiciones ideales, dos
bombas que bombean a 3000 m3/h, en configuraciones en
serie pueden bombear 6000 m3/h cuando están en paralelo.
Frecuentemente, hay configuraciones en serie o
configuraciones ya hechas y se agrega una sola bomba en
paralelo para toda la serie. Ya que la bomba en paralelo
puede producir la misma presión de descarga como las
bombas en serie, las bombas en paralelo son usualmente
10
de dos o más impulsores multi stage. El término multi stage
pump se refiere a una bomba con dos ó más impulsores.
Así que el líquido pasa a través de cada impulsor, la presión
aumenta por incrementos como pensar que fuera a través de
configuración de bombas en serie. Una bomba “de etapas
múltiples” puede alcanzar la presión de salida de dos o más
unidades en serie. Las bombas en paralelo se ponen para
aumentar la capacidad de los oleoductos (tasa), mientras las
unidades en serie operan a su capacidad nominal o de
diseño.
11