10.2.- Bombas Operando en Serie

En algunos casos es necesario aplicar el arreglo de bombas en serie para responder a una necesidad operacional. Un sistema de bombeo en serie es el compuesto por bombas que succionan del recipiente de succión y descargan en la succión de otras bombas, a las cuales alimentan, y esta a su vez descarga en la succión de otras bombas o descarga directamente a la tubería de salida.

La figura 10-4 muestra el diagrama de un sistema de bombas en serie que succiona del tanque N° 1 y descarga en la succión de la segunda bomba, la cual finalmente descarga en el tanque N° 2.

Figura N° 10-4.- Diagrama de un sistema de bombeo operando en serie.
Figura N° 10-4.- Diagrama de un sistema de bombeo operando en serie.
Fuente: Dibujado por el autor.

Es decir que el caudal que pasa por cada bomba es el mismo, donde la ventaja de operar este tipo de sistema de bombeo está en que cada bomba suma su Cabezal manteniendo el mismo caudal.

La figura N° 10-5 muestra un diagrama de un sistema de bombeo operado en serie donde se representan las curvas de rendimientos de las bombas, las cuales desarrollan un mismo caudal pero que suman su Cabezal cada una hasta cortar la curva del sistema, es de resaltar que una bomba individual no es capaz por si sola de superar las pérdidas del sistema.

Figura N° 10-5.- Curvas de un sistema de bombeo operando en serie.
Figura N° 10-5.- Curvas de un sistema de bombeo operando en serie.
Fuente: PUMP AND SYSTEM TROUBLESHOOTING HANDBOOK, Pumps in Series – For More Pressure by Robert Krebs, Contribuiting Editor.

Las bombas que operan en serie no necesariamente deben estar próximas o unidas por tuberías de poca longitud, pueden ser parte de un oleoducto o acueducto de muchos kilómetros de longitud, donde las bombas de la estación principal alimenten a un sistema de bombeo que se encuentra a kilómetros de distancia de la fuente y que actúa como bomba de refuerzo.

El arreglo de bombas en serie se usa cuando:

  • Se requiere un sistema de bombeo para alimentar o suplir fluido a otra bomba o sistema de bombas de alto NPSHR.
  • Los sistemas de tuberías tienen altas pérdidas.
  • Los sistemas de bombeo tienen gran longitud, necesitando de bombas de relevo.
  • Los sistemas tienen perdidas hidráulicas muy verticales, es decir de alta presión y bajo caudal relativo, donde aplicar una bomba multi-etapas no es factible (por los altos costos del equipo o por los niveles de energía disponible en la instalación).
  • Se requiere reducir costos de inversión o cuando se está en el límite de los equipos comerciales disponibles, buscando ahorros en las tuberías de descarga, en estaciones de relevo y en los accesorios.
  • Es necesario aumentar la flexibilidad de un sistema de bombeo, debido a requerimientos puntuales de altas presiones de descarga, que no pueden ser entregados por una sola bomba.
  • No es posible usar bombas multi-etapas, por ejemplo, en sistemas de manejo de sólidos como son los de lodos, etc., donde los contaminantes pueden producir daños severos y erosión en los canales hidráulicos de las bombas multi-etapas.

Las precauciones de mayor relevancia que se deben tomar en los sistemas de bombas en serie, es el evitar que la bomba alimentada o la que recibe la presión no se sobre presurice, es decir que la presión sobre esta bomba no supere la resistencia de los componentes de la bomba, como, por ejemplo, cojinetes, sellos mecánicos.

Por esta razón la máxima presión admisible por la carcasa, los elementos rotativos de la bomba y sus elementos sellantes deben ser evaluados cuidadosamente para verificar que puedan soportar la presión aportada por la bomba de alimentación, y de ser necesario se deben hacer los correctivos que apliquen de acuerdo con la evaluación.

Se logran ventajas en la aplicación de arreglos en serie cuando las pérdidas del sistema son altas respecto a los caudales manejados. Una clara desventaja de este arreglo es que la confiabilidad del sistema depende del acoplamiento de las bombas del arreglo, si una de ellas sale fuera de servicio, es probable que las restantes también queden indisponibles para cumplir con plenamente con la función, aunque sea de forma parcial.

Los arreglos de múltiples bombas son los más comunes para el movimiento de fluidos, ya sea acoplados en serie o en paralelo dependiendo de las necesidades del usuario.

Acerca del autor de este libro:

José Miguel Acosta Pérez

José Miguel Acosta Pérez, es Ingeniero Mecánico egresado de la Universidad Simón Bolívar (USB) (Venezuela-1982); Especialista en Equipos Rotativos, Universidad Simón Bolívar (USB) (Venezuela-1990), Especialista en Gerencia de Proyectos, Universidad Católica Andrés Bello (UCAB) (Venezuela-2001), Especialista en Equipos para Producción de Petróleo On and Offshore, Universidade de Iguazu (UNIG) (Brasil-2010). 

E-mail de contacto: jose.acosta_pumpbook.com.br

CAPÍTULO 1
INTRODUCCIÓN

1.1.- ¿Qué es una Bomba?
1.2.- ¿Qué son las Bombas Centrífugas?

CAPÍTULO 2
PARTES DE UNA BOMBA CENTRÍFUGA

2.1.- Impulsores
2.2.- Eje
2.3.- Carcasa
2.4.- Anillos de Desgaste
2.5.- Cojinetes
2.6.- Sellos Mecánicos

CAPÍTULO 3
¿CÓMO LAS BOMBAS CENTRÍFUGAS TRANSMITEN LA ENERGÍA A LOS FLUIDOS?

3.1.- Cabezal Total de una Bomba Centrífuga
3.2.- Sistemas Asociados a las Bombas y sus Características
3.3.- Potencia y Eficiencia en las Bombas Centrífugas

CAPÍTULO 4
CURVAS DE RENDIMIENTO DE LAS BOMBAS CENTRÍFUGAS

4.1.- Forma de la Curva de Rendimiento
4.2.- Diseño Hidráulico de las Bombas Centrífugas

CAPÍTULO 5
CEBADO DE LAS BOMBAS CENTRÍFUGAS

5.1.- Cebado Manual con Válvula de Pie
5.2.- Cebado con Tanque de Cámara Simple
5.3.- Cebado por Succión Positiva
5.4.- Cebado con Eyectores
5.5.- Cebado con Bombas de Vacío

CAPÍTULO 6
CARACTERÍSTICAS DE SUCCIÓN DE UNA BOMBA CENTRÍFUGA

6.1.- Como se Determina el NPSHA
6.2.- Como se Determina el NPSHR
6.3.- Como Mejorar el NPSHA de un Sistema de Bombeo
6.4.- Fenómeno de Cavitación

CAPÍTULO 7
OPERACIÓN CON LÍQUIDOS VISCOSOS

CAPÍTULO 8
FLUJO MÍNIMO

8.1.- Flujo Mínimo Térmico
8.2.- Flujo Mínimo Continuo

CAPÍTULO 9
LEYES DE AFINIDAD

9.1.- Aplicación de las Leyes de Afinidad
9.2.- Ajustes en los Impulsores Luego del Corte

CAPÍTULO 10
OPERACIÓN CON MÁS DE UNA BOMBA

10.1.- Bombas Operando en Paralelo
10.2.- Bombas Operando en Serie

CAPÍTULO 11
PARTES Y SISTEMAS ACCESORIOS PARA LAS BOMBAS CENTRÍFUGAS

CAPÍTULO 12
COJINETES

12.1.- Cojinetes Radiales
12.2.- Cojinetes de Empuje

CAPÍTULO 13
LUBRICACIÓN

13.1.- Tipos de Lubricación
13.2.- Lubricación con Grasa
13.3.- Lubricación con Aceite

CAPÍTULO 14
ACOPLAMIENTO

14.1.- Acoplamientos de Engranajes
14.2.- Acoplamientos de Rejilla de Agarre Continuo
14.3.- Acoplamientos Elastoméricos
14.4.- Acoplamiento Flexible de Láminas Metálicas

CAPÍTULO 15
SELLADO DEL EJE

15.1.- Caja de Sellos
15.2.- Empaquetaduras
15.3.- Sellos Mecánicos

CAPÍTULO 16
MATERIALES DE FABRICACIÓN

16.1.- Materiales de Acuerdo con el ASME B73.1
16.2.- Materiales de Acuerdo con el API 610
16.3.- Otras Consideraciones

CAPÍTULO 17
INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL

17.1.- Control por Regulación de Flujo
17.2.- Control por Recirculación
17.3.- Control por Variación de Velocidad
17.4.- Otras Consideraciones para el Control de Flujo

CAPÍTULO 18
MOTORES ELÉCTRICOS

CAPÍTULO 19
VIBRACIÓN MECÁNICA EN BOMBAS CENTRÍFUGAS

19.1.- Como se Miden las Vibraciones y Como son Interpretadas
19.2.- Que Dicen el Asme B73.1 Y el API 610 Sobre Vibración
19.3.- Causas de las Vibraciones en las Bombas Centrífugas

CAPÍTULO 20
PRINCIPALES TIPOS DE BOMBAS CENTRÍFUGAS

20.1.- Bomba de Succión Frontal
20.2.- Bomba Vertical en Línea
20.3.- Bombas Horizontales Multietapas
20.4.- Bomba Doble Succión Axialmente Partida, Entre Cojinetes
20.5.- Bomba Vertical Tipo Turbina

CAPÍTULO 21
CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LAS BOMBAS CENTRÍFUGAS

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