20.5.- Bomba Vertical Tipo Turbina

El último diseño de bomba centrífuga a describir en este libro es las verticales multietapas tipo turbina, en estas bombas el motor está en la parte superior del arreglo fuera del fluido bombeado quedando los impulsores de la bomba sumergidos en el fluido que se desea bombear. Las bombas verticales tipo turbinas fueron diseñados originalmente para bombear agua desde pozos para uso agrícola y doméstico. La figura N° 20-11 muestra el diagrama de una bomba vertical tipo turbina.

Figura N° 20-11.- Fotografía de una bomba vertical tipo turbina.
Figura N° 20-11.- Fotografía de una bomba vertical tipo turbina.
Fuente: http://www.bellgossett.com/productPages/Parts-Vertical-Turbine-Pumps.asp

Las bombas tipo turbina se emplean en la Industria Petrolera fundamentalmente para suministrar agua de procesos, para agua de servicios y como bombas de refuerzo de bombas de NPSHR mayor. En los diseños estándar su capacidad va de caudales bajos a medios. Las presiones máximas de trabajo están por el orden de las 28 bars (400 psi) dependiendo de la aplicación y el diseño.

Las bombas verticales tipo turbinas están diseñadas para trabajar sumergidas, con ayuda de una columna, en el fluido que bombean, ellas tienen difusores por cada etapa, es decir que la transformación de la energía se realiza usando difusores en lugar del sistema de voluta. Con este arreglo se pueden lograr altas Eficiencias a altos caudales. El espacio horizontal ocupado por estas bombas es mínimo, no requieren cebado y el NPSHA disponible en el primer impulsor se puede ajustar aumentando o disminuyendo la profundidad a la cual se encuentra sumergida en el líquido, mediante el aumento de la longitud del eje de la bomba. La figura N° 20-12 muestra un diagrama en corte de una bomba vertical, multietapas, tipo turbina.

Figura N° 20-12.- Diagrama en corte de una bomba vertical tipo turbina.
Figura N° 20-12.- Diagrama en corte de una bomba vertical tipo turbina.
Fuente: http://www.flowser.com……

Los cojinetes radiales de las bombas verticales tipo turbina son del tipo deslizamiento y están lubricados por el mismo fluido bombeado. Para servicios donde no es posible lubricar los cojinetes con el mismo fluido bombeado tales como los servicios de agua contaminada, el bombeo de líquidos con gran cantidad de sólidos o cuando las columnas son muy largas y precisan de pre-lubricación, existen soluciones para lubricación como por ejemplo la lubricación por aceite.

Esta solución complica la configuración sencilla de la bomba, otra solución es la utilización de una fuente de agua limpia para lubricar los cojinetes tal como se trató en la sección de cojinetes radiales. Como se dijo en la sección de cojinetes por lo general los cojinetes de empuje de estas bombas están colocados en el motor eléctrico que la acciona. 

La principal limitación de este tipo de bomba es la temperatura de operación, que no debe ser alta, ya que por su configuración tienen tendencia a deformarse y a producir fallas prematuras.

En el API 610 estas bombas son indicadas como VS (vertical suspended) y van desde la VS1 hasta VS7 incluyendo una gran variedad de diseños. En los aspectos que se deben destacar del API 610 que son aplicables a las bombas verticales es que la recomendación de la necesidad de usar los impulsores completamente cerrados no aplica para este tipo de bombas. Adicionalmente la norma indica que el eje debe ser fabricado en una sola pieza a menos que el comprador apruebe el uso de ejes seccionados. Otra variante es que las holguras de rodaje especificadas para las bombas horizontales no aplican para las bombas verticales.

Las bombas electrosumergibles entran en la misma categoría, porque en esencia son bombas verticales tipo turbina, solo que el motor eléctrico es completamente sellado aprueba de agua y está sumergido en el líquido bombeado.

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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