Seminario Bombas y Compresores Agosto 2013

Factores de Conversión 1 Metro = 3.281 Pies 1 Kilogramo = 2.2046 Libras 1 Metro cúbico = 264.4 Galones (US) 1 Metro cúbico = 1,000 Litros 1 Galón (US) = 3.785 Litros 1 Kilovatio = 1.341 HP 1 Bar = 14.5 PSI 1 kg/cm2 = 14.22 PSI 1 Bar = 1.0197 kg/cm2

Factores de Conversión 1 Tonelada métrica = 2204.6 Galones US DR X 8.33 1 PSI = Pies X DR 2.31 DR = Densidad Relativa

¿Qué es una bomba? Un aditamento que mueve un fluido y le añade energía, o presión diferencial.

Clasificación de Bombas

Bombas Blackmer Desplazamiento Positivo Rotativas Paletas Deslizantes Paletas Ranura Paletas en Rotor Desplazamiento Constante 10

Eficiencia Mecánica de la Bomba Es el cociente de la Potencia Hidráulica requerida: HP =Q x H 1714 Versus la potencia actual del motor eléctrico al eje de la bomba ( bHP) Q = Caudal, galones por minuto H = presión diferencial, PSI

Eficiencia Mecánica de la Bomba Representa la pérdidas dentro de la bomba. Se determina a base de pruebas de funcionamiento en un banco de pruebas, usando un fluido. Se desarrollan curvas de funcionamiento en todo el rango operacional de la bomba.

Eficiencia Mecánica de la Bomba Con un motor eléctrico calibrado para pruebas, se determina la potencia requerida por la bomba en cada punto de prueba. Se compara la potencia hidráulica (calculada usando los valores de caudal y presión diferencial obtenidos en el banco de pruebas) con la potencia del motor eléctrico calibrado.

Se determina usando la siguiente Potencia Requerida Se determina usando la siguiente fórmula general: HP = Potencia Q = Caudal, galones por minuto H = Presión diferencial, PSI Eff.= Eficiencia total

Eficiencia Mecánica Bombas Paletas: 80-90% Engranaje: 60-65% Canal lateral: 40-50% TR: 30-35%

Aplicaciones de Bombas para GLP Almacenamiento Autotanque Vaporizadores Propano-aire Carburación

Bombas LGL Acoplamiento directo al motor Llenado de cilindros, Carburación, Vaporizadores 8 Modelos hasta 32 gpm (122 lpm) Trasvase, poleas en V, reductor RPM Plantas de almacenaje, terminales, llenado de cilindros, vaporizadores 3 Modelos hasta 300 gpm (1,135 lpm) Transportes, toma de fuerzas Autotanques, semi-remolques 4 Modelos hasta 300 gpm (1,135 lpm)

Bombas LG de 1” NPT Acoplamiento Directo al Motor LGF1 / LGF1P LGB1 / LGB1P

Bombas LGL de 1 ¼” & 1 ½” NPT Acoplamiento Directo al Motor

Bombas LGL Acoplamiento Directo al Motor Modelo RPM Max. HP PSID (Kg/cm2) GPM a 100 PSID (LPM a 7 Kg/cm2) LGF1 / LGB1 1750 1 125 (8.8) 6 (23) LGF1P / LGB1P 1 ½ 10 (38) LGRLF 1 ¼ / LGRL 1 ¼ 1-1 ½ 150 (10.5) 14 (53) LGLF 1 ¼ / LGL 1 ¼ 1-3 18 (68) LGL 1 ½ 29 (150)

Nueva Serie LGL150

Características y Cualidades Alta presión diferencial Acoplamiento directo al motor eléctrico Motor uso continuo Conexiones de brida ANSI 2” x 1 ½” Presión de trabajo 425 PSIG Aprobación UL

Aplicaciones Típicas Autogas; 1-2 mangueras Llenado aerosol Alimentación de vaporizadores Tanques enterrados Tanques aéreos

Montaje Motor Rígido Motores Eléctricos: 2 HP, 1 & 3 fases

Montaje Motor C-Face Motores Eléctricos: 2 HP, 1 & 3 fases

Serie LGL150 Acoplamiento Directo al Motor Modelo RPM Motor Eléctrico GPM (LPM) PSID (Kg/cm2) HP Fase LGL154A 1750 2-3 HP 1 & 3 11.2 (42.4) 140 PSID (9.8 kg/cm2) LGL156A 2-5 HP 21 (79.5) 160 PSID (11.2 kg/cm2) LGL158A 2-7 ½ 3 32.3 (122) 200 PSID (14 kg/cm2)

Montajes para Bombas LGL Plantas de Almacenamiento

Bombas LGL Plantas de Almacenamiento Modelo RPM Max. HP PSID (kg/cm2) GPM @ 100 PSID (LPM a 7 kg/cm2 ) LGLD2 640 7 ½ 150 (10.5) 55 (208) LGLD3 15 112 (424) LGLD4 25 125 (8.8) 220 (833)

Bombas Para Transportes y Autotanques

Bombas Para Transportes y Autotanques LGLD2E TLGLF3 TLGLF4

Bombas Para Transportes y Autotanques Modelo Conexiones (entrada/salida) RPM Max. Max. DP PSI (kg/cm2) GPM a 90 PSID (LPM a 6.3 kg/cm2) LGLD2E 2” x 2” NPT 640 150 (10.5) 75 (284) LGLD3E 3” x 3” NPT 150 (568) TLGLF3 3”-300 # x 2” NPT 125 (8.8) 81 (301) TLGLF4 4”-300 # x 2-2” NPT 245 ( 927)

Nuevo Diseño Blackmer Bomba para Alta Presión Diferencial en Aplicaciones de Autotanques LGLD2E @ 125 PSID (8.8 kg/cm2)) LGLH2 @ 165 PSID (11.6 kg/cm2)

Aplicaciones típicas: LGLH2 Aplicaciones típicas: Despacho de Autotanques Llenado de aerosoles Alimentación de vaporizadores

Características y Cualidades: LGLH2 Características y Cualidades: Dimensiones exteriores idénticas al modelo LGLD2E Presión diferencial de 165 PSI (11.6 kg/cm2) Presión de trabajo de 390 PSI (27.4 kg/cm2) Rodamientos de rodillos, para trabajos pesados

Características y Cualidades: LGLH2 Características y Cualidades: Válvula de alivio interno; 190 PSID (13 kg/cm2). Conexiones roscadas de 2” NPT . Caudal de GLP líquido de 61 GPM (231 LPM) @ 780 RPM & 145 PSID (10.2 kg/cm2) Capaz de manejar 20% vapor

Caudal Propano @ (27 C) 640 RPM Modelo Bomba Presión Diferencial 125 PSI (8.8 Kg/cm2) 145 PSI (10 Kg/cm2) 160 PSI (11 Kg/cm2) LGLD2 50 GPM (189 LPM) 47 GPM 1 (178 LPM) N/A LGLH2 47 GPM 2 43 GPM 2 (163 LPM) 1: By-pass abierto; parte caudal retornando al tanque 2 : Usando By-Pass BV1.25A9 @165 PSID

Válvulas By-Pass Modelo Rango Presión Diferencial BV1.25A5 71 – 125 PSI (~ 5 – 8.8 Kg/cm2) BV1.25A9 160 -200 PSI (~ 11 – 14 Kg/cm2)

Despacho Autotanque En muchas de estas instalaciones, los tanques están ubicados en los techos de edificios altos, con tuberías de llenado remoto muy pequeñas y largas, obligando a la bomba a levantar una presión diferencial muy alta.

Despacho Autotanque Nueva modalidad: Usuarios instalan un medidor de líquido en sus instalaciones. Restricción adicional, del orden de 6 kg/cm2

Funcionamiento Bombas LGL

Bombas Aspas Deslizantes Áreas de la Cámara de Bombeo Fluido a través de la bomba. Entrada - Expansión Transporte - Estático Salida - Reducción.

Desplazamiento del Fluido Al girar el rotor, la paleta crea un vacío en la succión, forzando la entrada del líquido hacia la bomba. El líquido es transportado entre las paletas o aspas. El fluido es descargado en la salida de la bomba (las aspas son forzadas dentro de la ranura en el rotor).

3 Fuerzas en las Bombas Blackmer de Aspas Deslizantes FUERZA CENTRIFUGA FUERZA MECANICA FUERZA HIDRAULICA

Operación de las Aspas Fuerza Centrífuga el impulso de la rotación presiona el aspa contra la camisa Impulsor opera entre aspas opuestas, e inicia el movimiento del aspa. (de vital importancia con líquidos viscosos)

Operación de las Aspas Fuerza Hidráulica la presión del líquido es transmitida a la base del aspa a través de la ranura en el aspa . Estas tres fuerzas son las responsables del funcionamiento eficaz de las bombas Blackmer.

Aspas ranuras hacia la descarga de la bomba. ¿Qué pasa si se Las aspas con sus ranuras hacia la descarga de la bomba. ¿Qué pasa si se instalan invertidas?

Criterios en la Selección de una Bomba Razón de flujo, o caudal Presión diferencial Producto; densidad relativa, temperatura del liquido. (producto con mayor contenido de butano a la menor temperatura)

El caudal de la bomba se reduce al bajar la temperatura del producto Gases Licuados: El caudal de la bomba se reduce al bajar la temperatura del producto

Diagrama Mollier

Diagrama Mollier

Propiedades Termodinámicas de Propano Saturado - Densidad Temperatura oF PSIG Líquido Lb/ft3 Vapor Razón Vapor/Líquido 100 187 29.58 1.69 17 60 92 31.75 0.99 32 30 52 33.20 0.625 53 24 34.54 0.369 94

Propiedades Termodinámicas de Butano Saturado - Densidad Temperatura oF PSIG Líquido Lb/ft3 Vapor Razón Vapor/Líquido 100 38 34.84 0.552 63 60 12 36.45 0.294 124 30 0.60* 37.54 0.153 245 15.0* 38.59 0.0901 428 * Pulgadas de mercurio bajo 1 atmósfera (29.92 in)

Aplicaciones Especiales Carburación, Autotanque; medidor: Capacidad de la bomba; 75-80% del rango máximo del medidor. Vaporizador: 2 ½ to 3 veces la capacidad nominal del vaporizador Válvula de alivio de líquido

Instalación Típica de Vaporizador con Bomba

Recomendaciones en el Diseño de la Tubería Succión: minimizar la caída en presión; evitar cavitación. Descarga: Caída en presión dentro del rango operativo de presión diferencial de la bomba

Formación de vapor en la succión - Transferencia de calor de fuente externa - Caída de presión en la tubería: - Cambio de elevación - Pérdidas por fricción : - Velocidad del líquido - Turbulencia - Vapor arrastrado

Recomendaciones: Pintura de tubería, blanca o aluminio Minimizar largo de tubería Bomba a 4.5 pies (1.4 Mts) bajo el tanque Válvulas de bola de paso completo Minimizar el número de conexiones; codos, tees Colador o restricciones a 10D de la bomba Colador con malla calibre 40 Válvula exceso de flujo, 1.5 el caudal de líquido Diámetro de tubería mayor que la bomba Flujo máximo; 2-3% capacidad del tanque Línea de retorno del By-Pass al espacio de vapor

¿Por qué no queremos vapor en la bomba? El GLP en su estado líquido, provee la lubricación y enfriamiento necesarios para las paletas y los sellos mecánicos de la bomba. Las propiedades de lubricación y de enfriamiento del GLP en su estado gaseoso, son muy inferiores al del GLP en su estado líquido. De no haber presente suficiente GLP en su estado líquido, las paletas y sellos mecánicos pudieran fallar.

Supresor de Cavitación en la Camisa de la Bomba Por medio de canales internos en la camisa, parte de este caudal se dirige al interior de la cámara de bombeo de la bomba. Al insuflarse este líquido a alta presión, se van colapsando las burbujas de vapor presentes, de forma gradual, evitándose la implosión violenta en la descarga de la bomba.

Datos Requeridos Para el Diagnóstico - Caída de presión en la succión - Presión diferencial: Operación Máxima - Presión abertura válvula bypass - Caudal: Modelo Bomba RPM Bomba - Potencia Motor HP (KW) - Producto; densidad relativa - Temperatura del producto - Válvula exceso flujo. Descarga Succión

¿Cómo se selecciona la válvula by-pass? Flujo nominal de la bomba. Presión diferencial requerida.

Guía de Selección Modelo BV0.75 (conexiones roscadas de ¾” NPT) Pueden ser usadas con bombas Blackmer de 1”, 1 ¼” & 1 ½” Modelo BV1.25 (conexiones roscadas de 1 ¼” NPT) Modelo BV1.5 (conexiones roscadas de 1 ½” NPT) Pueden ser usadas con Bombas Blackmer de 2” & 3” Modelo BV2 (conexiones de bridas roscadas de 2” NPT) Usadas con Bombas Blackmer de 3” & 4”

Flujo máximo a través de la válvula Modelo Flujo Nominal Máximo * - GPM (LPM) @ 20 PSI 1.4 Kg/cm2 50 PSI 3.5 Kg/cm2 80 PSI 5.6 Kg/cm2 120 PSI 8.4 Kg/cm2 BV1 25 (95) 40 (151) 50 (189) 60 (227) BV1.5 80 (303) 100 (379) 125 (473) BV2 150 (568) 180 (681) 220 (833) 250 (946) * Flujo normal sin excederse significativamente la presión de calibración

Compresores para GLP

Un artefacto mecánico que comprime gases. ¿Qué es un compresor? Un artefacto mecánico que comprime gases.

Tipos de Compresores

Compresores para GLP Desplazamiento positivo Alternativo Pistón Alta eficiencia volumétrica Operación simple Bajo costo

Aplicaciones para Compresores de GLP Trasiego de líquido Recuperación de vapores Sistema para el vaciado de cilindros

Trasiego de GLP Líquido Usando un Compresor

Recuperación de Vapores Usando un Compresor

Sistema para el vaciado de cilindros usando compresor

Selección Para Aplicaciones de Trasiego de GLP Líquido Caudal de líquido requerido Producto: Densidad relativa Temperatura, presión de vapor Cociente de los calores específicos (N) Caída en presión del sistema

Capacidad del Compresor Trasiego de GLP Líquido Modelo RPM Max HP GPM (LPM) LB161 810 10 92 (348) LB361 15 196 (742) LB601 40 345 (1337) LB942 50 669 (2532)

Criterios de Selección Trasiego de GLP Líquido GLP con mayor contenido de propano Temperatura máxima de operación

Usar un Compresor Versus una Bomba Descarga tanque ferrocarril; succión pobre Recuperación de vapores Un sólo equipo para cargar y descargar Presión diferencial de menos de 30 PSI Sin medidor de líquido; excepto másico

Diagnóstico Sistema de Compresión Caída presión sistema Caudal de líquido Producto; grado temperatura Modelo, RPM compresor Potencia motor eléctrico Caudal cierre válvula de exceso de flujo

Compresor GLP Modelo LB081

Características Cuerpo hierro dúctil ASTM A395 Max. Presión Trabajo 350 PSIG Max. Temperatura 350 oF Enfriado por aire Un pistón, una etapa Libre de aceite Lubricación forzada; no por salpiqueo Rodamientos para uso pesado Montaje LU disponible

Aplicaciones Recuperación de GLP líquido en tanques usuarios Unidad móvil para emergencias Trasvase de GLP Recuperación de vapor en cilindros Vaciado de tuberías en plantas

Desempeño RPM Trasvase Líquido PD CFM Potencia HP Mangueras GPM LPM Vapor 425 25 93 4.2 1 ½ 1 ½” ¾” 560 32 123 5.6 3 715 41 157 7.2 1” 780 45 171 7.8 5 810 46 174 8.1

Trasvasar GLP Líquido de un Envase ASME Usando Compresor Portátil LB081

Válvula Rego Chek-Lok®

Válvula Rego Chek-Lok® Número Parte Chek-Lok ® Conexión Entrada Salida Caudal Cierre Líquido GPM Máximo Caudal GPM 7590 U ¾” FNPT 1 5/8” UNF 20 14 7591 U 1 ¼” FNPT 1 5/8”UNF 35 24

Sistema Vaciado Cilindros

Compresores Portátiles NFPA # 58 Motores a combustión interna, accionando compresores portátiles, deberán contar con arresta-llamas e ignición escudada. Compresores portátiles con conexiones temporales, no requieren contar con aditamentos para prevenir la entrada de líquido al compresor (trampa).

Curvas Desempeño Motores a Combustión Interna (IC) 14 HP @ 2500 RPM: a RPM máxima 10.7 HP @ 2000 RPM; a Torque máximo

Programa Mantenimiento Preventivo Bombas Lubricar rodamientos; bomba y motor; 3 meses. Bandas, correas: Alineamiento Tensión Condición Reemplazar periódicamente paletas, sellos mecánicos, discos; 3 millones de litros

Criterios Bomba Planta Tubería succión: Caudal nominal, butano a mínima temperatura NPSH disponible ³ 0 Tubería descarga: Caída en presión; rango de presión diferencial de la bomba. Potencia ~ presión diferencial

Criterios Bomba Planta Bomba más grande a menor RPM Sistema de protección para evitar que la bomba opere en seco. Válvula by-pass: tamaño adecuado y rango de presión diferencial. Calibración; reemplazar cada 5 años

Criterio Tubería By-Pass DPR= Caída en presión tubería de retorno DPD= Caída en presión tubería de descarga DPD ³ DPR

Criterios Bomba Autotanque Tubería succión: Caudal nominal, butano a mínima temperatura NPSH disponible ³ 0 Tubería descarga: Caída en presión; rango de presión diferencial de la bomba. Potencia ~ presión diferencial; desgaste motor

Criterios Bomba Autotanque Bomba y by-pass adecuada; alta presión Bomba de 3” a menor RPM Limitar RPM Manguera 1” Calibración válvula by-pass; reemplazar cada 2 años Medidor másico; menor caída de presión

Criterios Bomba Autotanque Alineamiento eje de la toma de fuerzas

Sistema de Accionamiento Hidráulico

Enfriador HYDRIVE

Programa Mantenimiento Preventivo Compresores Cambio aceite & filtro; 2,000 horas Lubricar rodamientos motor; 3 meses Bandas, correas: Alineamiento Tensión Condición Reemplazar anillos, sellos, válvulas; anual Lubricar válvula 4-vías; 3 meses

Criterios Compresor Dimensionar tuberías y válvulas exceso de flujo: Propano, máxima temperatura Caída presión; 2 kg/cm2 Interruptores: Baja presión de aceite Baja presión succión Nivel líquido

Inquietudes Ahorros Costo Inicial Gastos Operacionales

Muito Obrigado