20.1.- Bomba de Succión Frontal

Las bombas de una sola etapa, succión frontal, radialmente partidas y descarga en el tope, son las bombas más usadas en los procesos generales de la Industria Petrolera, denominada bomba de procesos de refinería, La figura N° 20-1 muestra la fotografía de una bomba de succión frontal, con carcasa de montaje central fabricada siguiendo el API 610.

Figura N° 20-1.- Diagrama de una bomba de succión frontal API 610, en su base, tipo OH2.
Figura N° 20-1.- Diagrama de una bomba de succión frontal API 610, en su base, tipo OH2.
Fuente: http://www.ruhrpumpen.com/pdf_literature/SCE%20Bapril05_ CyA4.pdf

La bomba de succión frontal es la bomba típica para procesos industriales y su aplicación gama de productos y servicios que incluye petróleo crudo, diesel, nafta, agua cruda, agua contaminada, fluidos de desechos (slurry), pulpa de papel. Las bombas para servicios ligeros y medios se fabrican siguiendo la norma ASME B73.1 y las bombas para servicios pesados se fabrican siguiendo el API 610/ ISO 13079.

Estos diseños de bombas pueden ser fabricados siguiendo el API 610 las montadas en el centro o OH2 de acuerdo con la misma nomenclatura del API,con impulsores completamente cerrados, anillos de desgaste y sellos mecánicos como elementos sellantes, los cojinetes de estas bombas son lubricados con aceite, ellas pueden trabajar en los diseños estándar con presiones de hasta 52 bars (750 psig) a una temperatura de hasta 260 °C (500 °F).

También pueden ser diseñadas siguiendo el ASME B73.1, las bombas fabricadas con esa norma tienen la denominación OH1, son fijadas en el pie o la base (foot-mounted), pueden usar impulsores abiertos, semi-abiertos además de los cerrados, el uso de los anillos de desgaste no es obligatorio, pueden tener como elemento sellante del eje las empaquetaduras y los cojinetes de estas bombas pueden ser lubricados con grasa.

Los diseños estándar de estas bombas manejan una presión máxima de 20 bars (300 psig) a una temperatura de 150 °C (300°F). La principal ventaja de las bombas ASME es que son construidas en dimensiones estándar para permitir la intercambiabilidad entre diferentes bombas de un mismo fabricante.

Las bombas de succión frontal, como su nombre lo indica, tienen la succión en la parte frontal de la carcasa y la descarga está orientada hacia el tope de la bomba, las principales virtudes de estas bombas son su simplicidad, bajas necesidades de mantenimiento y bajo costo de inversión inicial, debido a que para tamaños pequeños las carcasas pueden ser fundidas en una sola pieza. Los rangos de energía de estas bombas van de bajas a medias.

Las bombas de succión frontal son radialmente partidas, la vista en corte de una de estas bombas en la figura N° 20-2 permite observar que al ser radialmente partida el grupo eje, cojinetes e impulsor puede ser extraído de la carcasa sin que se requiera desconectar las tuberías de la carcasa principal.

El impulsor va roscado o sujetado con una tuerca a un cambio de diámetro o escalón del mismo eje. El cojinete de empuje está ubicado del lado acoplamiento, de acuerdo con el servicio donde serán aplicadas pueden tener algunas variantes en los diseños, por ejemplo, en servicios de alta temperatura pueden contener cavidades en la caja de cojinetes para conectar agua para el enfriamiento de la bomba.

Figura N° 20-2.- Diagrama en corte de una bomba de succión frontal tipo OH1.
Figura N° 20-2.- Diagrama en corte de una bomba de succión frontal tipo OH1.
Fuente: Flowserve Corporation, en www.flowserve.com/Products/Pumps

Los cojinetes están contenidos en un módulo, que también dispone de un recipiente para el aceite lubricante; los cojinetes son de elementos rodantes o antifricción. En este tipo de bomba en particular se usa la lubricación por baño de aceite o por anillos de aceite.

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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