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1 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator Add text using "Insert -> Header & Footer"1

2 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator Westfalia Separator Systems GmbH Entrenamiento Técnico – Principios básicos Ralf Dittrich Service Center Hamburgo Proceso Tambor Sedimentación Fuerza de gravedad Area superficie de sedimentación, trayecto Tambor: juego de platos Centrífuga Tambor: rodete centrípeto Clarificación, purificación Denominación de modelos centrífugas WS Centrífuga autodeslodante Desplazamiento Centrífuga de tambor de limpieza manual Diagrama de instalación - HFO Diagrama de instalación - LO Instalación: "MODO INDIVIDUAL" Línea interfacial Eficiencia de centrifugación Caudal óptimo Anillo regulador Centrífuga tipo VARIZONE Tambor: VARIZONE VARIZONE: densidad máxima VARIZONE y UNITROL Sistema UNITROL HFO : -0136- Sistema UNITROL LO : -0196- Sistema UNITROL: SMS Sistema de monitoreo de descargas Características de corriente del motor Embrague Protección del motor Zapatas del embrague Engranaje Aceite de engranajes Desgaste de la rueda helicoidal Cojinetes Tambor - Desbalanceo del tambor Intervalos de mantenimiento Repuestos

3 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator Proceso Las centrífugas se usan para limpiar líquidos o mezclas de líquidos. Nuestro principal campo de aplicación es el tratamiento de heavy fuel oil, de aceite Diesel y de aceite lubricante, así como del agua de sentina. Además de los sólidos, hay que eliminar el agua que contiene el aceite o el aceite del agua. Heavy Fuel Oil - HFO Diesel oil - DO Aceite lubricante - LO Agua de sentina 3Entrenamiento Técnico – Principios básicos

4 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator La centrífuga, el tambor En una separadora centrífuga se aprovecha la diferencia de densidad para separar los sólidos de los líquidos mediante la fuerza centrífuga en un tambor que gira a gran velocidad. 4Entrenamiento Técnico – Principios básicos CS PSL

5 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator Sedimentación Aceite sucio en un tanque de sedimentación … … unas horas más tarde En un tanque de sedimentación estática, los líquidos de diferente densidad y los sólidos se depositan unos sobre otros después de cierto tiempo de sedimentación. Este proceso se llama sedimentación. Como la densidad de los sólidos es mayor que la del agua, aquéllos se depositan con mayor rapidez en el fondo del tanque. Después de cierto tiempo, el líquido de menor densidad flota en la parte superior: el aceite. 5Entrenamiento Técnico – Principios básicos

6 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator Sedimentación 6Entrenamiento Técnico – Principios básicos Heavy Fuel Oil Gasóleo Las partículas grandes y pesadas se sedimentan con relativa rapidez en el fondo del tanque. La velocidad de sedimentación aumentará incluso tratándose de un aceite de baja viscosidad y según aumente la diferencia de densidad entre el aceite, el agua y los sólidos.

7 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator Fuerza de gravedad En una centrífuga, la sedimentación será mucho más rápida debido a la elevada velocidad del tambor. El campo de gravedad se mide usando un múltiplo de la "fuerza G" como unidad. Fuerza de gravedad 7Entrenamiento Técnico – Principios básicos

8 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator Fuerza de gravedad La fuerza G máxima de un tambor depende del diámetro y la velocidad del tambor, viéndose limitada principalmente por el propio material del tambor (acero inoxidable). La centrífuga tipo OSD6 es la que mayor velocidad del tambor tiene (n = 12.000 rpm). La fuerza G máxima alcanza aproximadamente 20.000 veces la fuerza de gravedad. El tambor de la OSD18 gira con n = 11.500 rpm. La fuerza de gravedad - de 22.000 G - es incluso superior debido al mayor diámetro. n = velocidad del tambor [r.p.m.] r = radio del tambor [m] 8Entrenamiento Técnico – Principios básicos

9 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator Area de la superficie de sedimentación, trayecto La sedimentación es más efectiva a medida que aumenta el área de la superficie de clarificación y disminuye el trayecto de sedimentación que deben recorrer los sólidos. El diseño del tanque de sedimentación 1 es mucho mejor que el del tanque 2 atendiendo a la eficiencia de clarificación.   9Entrenamiento Técnico – Principios básicos

10 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator Tambor: juego de platos El juego de platos actúa como si tuviéramos un gran número de tanques de sedimentación de poca altura superpuestos. En la parte superior de cada plato o disco hay unos nervios distanciadores. La centrífuga de platos es muy efectiva porque el trayecto de sedimentación es corto. El aceite sucio llega al juego de platos por el diámetro exterior. El aceite limpio sale por el centro. 10Entrenamiento Técnico – Principios básicos

11 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator Tambor: juego de platos Para obtener la mayor eficiencia, la totalidad del juego de platos suministrado (superficie de clarificación) deberá estar en consonancia con la fase que se necesita limpiar: aceite o agua. aceite: línea interfacial en el interior de la entallas en forma de media luna agua aceitosa: línea interfacial dentro del juego de platos 11Entrenamiento Técnico – Principios básicos

12 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator Tambor: juego de platos Los sólidos se recogen en en la pared superior de cada intersticio y se deslizan hacia el recinto de sólidos del tambor. Por esta razón, la superficie del fondo no deberá tener tener arañazos ni incrustaciones, ya que reducirían la eficiencia. La cara inferior de los platos se somete en fábrica a un superacabado de pulido. 12Entrenamiento Técnico – Principios básicos

13 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator Centrífuga Las centrífugas pueden dividirse como sigue atendiendo, aparte del producto tratado, al diseño del accionamiento y del tambor: 1) de accionamiento por correa plana o mediante engranaje 2) de limpieza automática o de limpieza manual (tambor de pared maciza) correa plana engranaje 13Entrenamiento Técnico – Principios básicos

14 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator Centrífuga 14Entrenamiento Técnico – Principios básicos Descarga de solidos Descarga de aceite limpio Descarga de aceite sucio Agua de llenado y desplazamiento Alimentacion de aceite sucio Rodete centripeto doble

15 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator rueda helicoidal capó tambor marco motor eléctrico eje vertical eje horizontal Centrífuga 15Entrenamiento Técnico – Principios básicos

16 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator Los rodetes centrípetos son una bomba centrípeta estática unida solidaria- mente al capó de la cen- trífuga. Los rodetes centrípetos convierten la energía de rotación en altura (presión) de suministro. De esta forma es posible enviar el aceite limpio al tanque de servicio sin necesidad de una bomba adicional para el transporte. Tambor: rodete centrípeto 16Entrenamiento Técnico – Principios básicos

17 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator Los rodetes centrípetos sirven de bomba de transporte. Por tal razón, la corriente del motor de la centrífuga es mucho más alta durante la centrifugación que durante la operación sin carga. Tambor: rodete centrípeto Entrenamiento Técnico – Principios básicos17

18 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator Los tambores de diferente tipo pueden tener un número diferente de rodetes o no tener ninguno. En el tambor tipo OTA el agua sucia y el aceite limpio se descargan por gravedad. Tambor: rodete centrípeto 18Entrenamiento Técnico – Principios básicos

19 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator Clarificación, purificación La eliminación de los sólidos del aceite se llama clarificación. La eliminación del agua y de los sólidos se llama purificación. PurificadoraClarificadora 19Entrenamiento Técnico – Principios básicos

20 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator OSA7-02-066 Denominación de modelos de centrífugas WS 20Entrenamiento Técnico – Principios básicos

21 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator OSA 7-02-066 aplicación: O= aceite mineral, W = agua, E = lodos Centrífuga con tambor de limpieza automática Serie A de las centrífugas WS tamaño (eficiencia) 7 tambor para clarificación y purificación con un juego de platos centrífuga con rodete sencillo y descarga del componente pesado (agua) por gravedad impulsión mediante embrague centrífugo, bastidor abierto, collarín estándar o estanco a los gases; motor estándar o EEx Capó articulado, en diseño de fundición con líneas de alimentación y descarga en fundición o diseño soldado con líneas de alimentación y descarga soldadas o atornilladas motor embridado (horizontal), tipo B5, con embrague Denominación de modelos de centrífugas WS 21Entrenamiento Técnico – Principios básicos

22 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator Centrífuga autodeslodante A bordo de los modernos buques en alta mar, se instalan casi exclusivamente centrífugas autodeslodantes. Todo el proceso se monitorea y observa mediante un cuadro de mando y un sistema de control altamente sofisticados. Los sólidos (lodos) acumulados en el recinto de sólidos del tambor se descargan en intervalos regulares. El proceso de centrifugación se interrumpe durante el ciclo de limpieza. Los orificios de la parte inferior del tambor previstos para la descarga de lodos se abren con el tambor a pleno régimen. OSA, OSB, OSC, OSD 22Entrenamiento Técnico – Principios básicos

23 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator Centrífuga autodeslodante Antes de toda descarga, la válvula de alimentación conmuta a modo de circulación: de tanque a tanque. Para desplazar del tambor el aceite limpio, se añade agua dulce al tambor mediante control temporizado. Antes de la descarga se llena de agua el tambor. OSA, OSB PS L 23Entrenamiento Técnico – Principios básicos

24 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator PS L Centrífuga autodeslodante Se dispone de una cámara de cierre debajo y de una cámara de apertura encima del pistón deslizante. Durante la descarga se llenan de agua las dos cámaras mediante control temporizado. La presión en las dos cámaras es la misma, pero el área de la superficie de la cámara de apertura es mayor. Por esta razón, la fuerza de apertura será mayor que la fuerza de cierre. OSA, OSB 24Entrenamiento Técnico – Principios básicos

25 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator Centrífuga autodeslodante OSC, OSD 25Entrenamiento Técnico – Principios básicos

26 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator Tambor de limpieza manual El diseño del tambor de limpieza manual se comprende fácilmente comparándolo con un tambor de limpieza automática. El proceso en sí es fácil de controlar y la unidad de control no es demasiado sofisticada. Por otra parte, para la limpieza manual se necesita bastante tiempo y mano de obra. Durante la limpieza manual hay que parar la centrífuga. Las centrífugas con tambor de pared macisa se usan principalmente en embarcaciones pequeñas que trabajan con diesel. El porcentaje de sólidos en el diesel no es demasiado alto. OTA, OTB, OTC 26Entrenamiento Técnico – Principios básicos

27 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator Diagrama de instalación 27Entrenamiento Técnico – Principios básicos

28 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator Diagrama de instalación - HFO Los combustibles, tales como el HFO o el diesel, se guardan cierto tiempo en un tanque de sedimentación. El drenado del agua acumulada en el fondo del tanque forma parte del trabajo rutinario del operario. La bomba de alimentación succiona del tanque de sedimentación. La descarga de la centrífuga va al tanque de servicio. Una instalación correcta deberá incluir una tubería de rebose del tanque de servicio al tanque de sedimentación. De esta forma no hace falta detener la centrífuga al atracar la embarcación. 28Entrenamiento Técnico – Principios básicos

29 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator Diagrama de instalación - LO Tanque de lodos LO El tratamiento del aceite lubricante es diferente: Este aceite se trata siempre en modalidad de by-pass: sólo una pequeña cantidad de aceite se tratará en la centrífuga. El contenido total de aceite de la bandeja se recircula varias veces al día. El así llamado número de circulación depende del tipo de máquina diesel (cuatro o dos tiempos) y de las exigencias de su fabricante. El número de circulación de un motor de 4 tiempos es mayor que el de 2 tiempos. 29Entrenamiento Técnico – Principios básicos

30 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator Instalación: "MODO INDIVIDUAL" 30Entrenamiento Técnico – Principios básicos Filtro Tamiz Vapor Condensado Trampa de condensado Precalentador Retorno de aceite sucio Agua de maniobra Descarga de aceite limpio Descarga de agua sucio Bomba de alimentacion Centrifuga autodeslodante Alimentacion de aceite sucio Valvula de regulacion Descarga de solidos Planta de tratamiento de fuel oil en una sola etapa en centrifuga con sistema UNITROL

31 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator Unidad Compacta CU Instalación: "MODO INDIVIDUAL" 31Entrenamiento Técnico – Principios básicos

32 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator Unidad Compacta CU Instalación: "MODO INDIVIDUAL" 32Entrenamiento Técnico – Principios básicos

33 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator Eficiencia de centrifugación La eficiencia de centrifugación se comprueba en un laboratorio adecuado y consiste en la relación calculada de la cantidad de impurezas del aceite a la salida en comparación con la entrada a la centrífuga. HFO 33Entrenamiento Técnico – Principios básicos

34 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator Eficiencia de centrifugación La eficiencia de centrifugación de una centrífuga HFO depende, además del estado general del módulo de centrifugación, de: - la densidad y del tamaño de las diminutas partículas de sólidos - del la viscosidad y de la densidad del aceite - del área de la superficie de clarificación de juego de platos - de la fuerza centrífuga del tambor - del caudal de flujo 34Entrenamiento Técnico – Principios básicos Propiedades del Catalizador y de los finos fragmentados de catalizacion

35 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator [l/h] El caudal de flujo de una centrífuga HFO para uso marino depende del consumo de combustible de la máquina principal y de las máquinas auxiliares y la caldera. La curva representa la eficiencia en función del caudal de flujo: la eficiencia permanece bastante constante hasta la caída a cierto caudal. Este caudal de flujo se de- nomina caudal óptimo. La reducción del caudal de flujo por debajo del óptimo puede ser necesaria solamente cuando haya demasiada agua y / o finos de cataliza- ción en la alimentación. A largo plazo, éstos pueden dañar la bomba de alimen- tación y provocar fluctuacio- nes de temperatura. Eficiencia de centrifugación Caudal del flujo, capacidad óptima 35Entrenamiento Técnico – Principios básicos

36 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator Caudal del flujo, capacidad óptima 36Entrenamiento Técnico – Principios básicos

37 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator Eficiencia, temperatura de centrifugación El principal factor, atendiendo a la eficiencia, es la temperatura de centrifugación, ya que influye sobre la densidad y viscosidad del aceite. Si no se dispone de una hoja de datos de operación específica del pedido, las centrífugas deberán operarse según se indica más adelante: La eficiencia disminuirá si el aceite está demasiado frío. 37Entrenamiento Técnico – Principios básicos Producto Temperatura de Centrifugacion Umbrales de alarma

38 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator Eficiencia de centrifugación El agua emulsionada o en suspensión no se puede separar del aceite. Los sólidos en solución en el aceite y/o de la misma densidad que el aceite y/o demasiado pequeñas no pueden eliminarse por centrifugación. Si no se puede reducir la cantidad de agua, deberá comprobarse la ubicación de la línea interfacial. 38Entrenamiento Técnico – Principios básicos Despues del trata- miento en una sola etapa en una centrifuga con sistema UNITROL Porcentaje Eliminacion (%) Contenido de agua (%) Silicona (ppm) Cenizas Calcio (ppm) Sodio (ppm) Hierro (ppm) Aluminio (ppm)

39 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator Tambor: línea interfacial La ubicación de la interface entre el aceite y el agua en el tambor se denomina línea interfacial. En el caso ideaI, la línea interfacial deberá ajustarse al diámetro exterior del juego de platos: toda el área de la superficie de clarificación purifica el aceite. El resultado será una óptima eficiencia de centrifugación y unas pérdidas mínimas de aceite. La línea interfacial se desplazará hacia el centro o la periferia conforme cambie la densidad del aceite. PS L 39Entrenamiento Técnico – Principios básicos

40 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator Tambor: anillo regulador La ubicación de la línea interfacial depende únicamente de la relación entre la densidad del agua y el aceite. No puede evitarse el cambio de la línea interfacial al pasar a otro combustible, ya que según el combustible puede variar la densidad. El operario puede variar la ubicación de la línea interfacial por medio de un diafragma o anillo regulador. PS L 40Entrenamiento Técnico – Principios básicos

41 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator Tambor: anillo regulador La ubicación de la línea interfacial puede determinarse empíricamente o por cálculo. El juego de anillos reguladores suministrado por WSM con una centrífuga nueva consta de unos diafragmas con orificio central de diferente diámetro. La línea interfacial puede optimizarse eligiendo del juego el anillo adecuado. El anillo regulador se instala en la parte superior del tambor en la descarga de agua sucia. anillo regulador 41Entrenamiento Técnico – Principios básicos aro de cierre junta aro de cierre tapa de la camara del rodete tapa del tambor rodete centripeto

42 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator Tambor: anillo regulador La regla general para toda centrífuga con anillo regulador en la descarga de agua sucia es como sigue: Un aceite de alta densidad necesita un diafragma de diámetro pequeño para ajustar la línea interfacial a la posición óptima. La temperatura máxima de centrifugación es de 98 °C (ligeramente inferior al punto de ebullición del agua). El gasóleo se trata a temperatura ambiente. 42Entrenamiento Técnico – Principios básicos aceite agua

43 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator Un diafragma de diámetro demasiado pequeño o un aceite de densidad demasiado baja respectivamente significan: demasiada agua en el tambor. El agua empuja la línea interfacial dentro del juego de platos. Esto reduce la eficiencia de centrifugación: cierta parte del área de la superficie de clarificación se desperdicia limpiando el agua sucia. Por otra parte, se corre el riesgo de una irrupción de agua hacia la descarga de aceite limpio. Anillo regulador demasiado angosto 43Entrenamiento Técnico – Principios básicos

44 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator Un diafragma de diámetro demasiado grande o un aceite de densidad demasiado alta respectivamente significan: demasiado aceite en el tambor. El aceite empuja la línea interfacial hacia la periferia del tambor. El agua sucia descargada puede contener cierta cantidad de aceite limpio: ¡Pérdidas de aceite! Para impedir la irrupción de aceite hacia la descarga de agua sucia, antes de iniciar la centrifugación se envía agua de llenado al tambor mediante control temporizado. Esta agua se denomina sello hidráulico. Anillo regulador demasiado ancho 44Entrenamiento Técnico – Principios básicos

45 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator Si la línea interfacial se encuentra demasiado cerca de la periferia, el sello hidráulico es muy pequeño. Sin sello hidráulico, se rebosa el aceite y sale incorrectamente por la descarga de agua sucia. El programador de tiempos da la correspondiente alarma partiendo de la señal PSL del presostato ubicado en la descarga de aceite limpio. El PSL reacciona ante una caída de presión. Rebose 45Entrenamiento Técnico – Principios básicos

46 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator Centrífuga tipo VARIZONE Las centrífugas de WSM equipadas con diafragma se identifican mediante el código -02- y -91- y se denominan VARIZONE. Los tipos -02- y -91- se diferencian por la manera como se descarga el agua sucia: -02-: el agua sucia se descarga por gravedad -91-: el agua sucia se descarga mediante un rodete centrípeto OSC5-91-066 OSC5-02-066 46Entrenamiento Técnico – Principios básicos

47 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator descarga de aceite limpioaceite sucioagua sucia Centrífuga tipo VARIZONE 47Entrenamiento Técnico – Principios básicos

48 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator Centrífuga tipo VARIZONE -91- 48Entrenamiento Técnico – Principios básicos Descarga de Solidos Presostato (descarga de agua) Presostato (descarga de producto) Descarga de agua y descarga de agua de maniobra

49 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator Sin el sello hidráulico, el aceite saldría por la descarga de agua sucia. abre. Se dispone de un tiempo de retardo entre el cierre de la válvula de agua de llenado y la apertura de la válvula de alimentación de actuación lenta. La válvula de alimentación se gobierna con aire para instrumentos controlado por una válvula de solenoide (24 VDC). Una vez arrancada la centrífuga, el tambor acelera a su velocidad nominal controlado por timer. Durante el tiempo de arranque, la corriente máxima del motor puede alcanzar un valor 1,8 veces mayor que la corriente nominal del motor. El motor eléctrico se protege con unos térmicos incorporados en cada uno de los tres bobinados. Cuando haya terminado el timer “tiempo de arranque“, se abre la válvula de agua de maniobra controlada por timer. Se envía agua a la cámara de cierre del tambor para que suba el pistón axial. El tambor cierra. Una vez cerrado el tambor, este último se llena de agua para el sello hidráulico. La válvula para el agua de llenado se abre controlada por timer. El tambor se llena con aceite. Comienza la producción de aceite limpio. La presión de la descarga de aceite limpio se monitorea con un presostato para la seguridad de la operación. Tanto el aceite limpio como el agua sucia se descargan de form formar a continua. Existe un segundo presostato en la descarga de agua sucia que reacciona al aumento de presión. Así sucede en el caso poco probable de que el aceite sucio contenga demasiada agua y en el caso de que, por alguna razón, se haya perdido el sello hidráulico. Se produce la correspondiente alarma para la seguridad de la operación. Fin Hacer click para continuar. PAL PAH Centrífuga tipo VARIZONE -91- 49Entrenamiento Técnico – Principios básicos

50 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator PSL Las centrífugas VARIZONE tienen restricciones en cuanto se refiere a la densidad máxima del aceite a tratar. Si la densidad excede los 0,991 kg/dm³ a 15 °C, no se puede evitar que el aceite empuje el agua demasiado lejos y termine rompiendo el sello hidráulico por razones de la física.   densidad del aceite VARIZONE: densidades máximas 50Entrenamiento Técnico – Principios básicos

51 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator Como el Heavy Fuel Oil puede tener densidades superiores a los 0,991 kg/dm³ a 15 °C, sólo funcionará el sistema UNITROL, no así el diafragma. UNITROL es hoy por hoy la tecnología de vanguardia en el tratamiento de HFO. Los aceites cuya densidad pase de 1,01 kg/dm³ a 15 °C no pueden tratarse con una centrífuga que funcione como purificadora. VARIZONE -91-UNITROL -0136- VARIZONE: densidades máximas 51Entrenamiento Técnico – Principios básicos

52 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator El HFO con una densidad entre 0,991 y 1,01 kg/dm³ se conoce como "high density oil". El tratamiento del HFO es mucho más difícil que el de los aceites ligeros: el proceso, el programador de tiempos, el software, el equipo de supervisión y monitoreo, son más sofisticados. VARIZONE y UNITROL 52Entrenamiento Técnico – Principios básicos

53 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator Sistema UNITROL Las centrífugas de WSM con sistema UNITROL se identifican con el código -0136- y -0196- respectivamente. Ambos sistemas son una combinación del WMS o sistema de monitoreo del contenido de agua con el sistema de monitoreo del recinto de lodos o SMS, si bien de diferente manera. - 0136-: UNITROL para HFO -0196-: UNITROL para LO 53Entrenamiento Técnico – Principios básicos Descarga de solidos Electrovalvula de 2/2 vias (descarga de agua Electrovalvula de 2/2 vias (recirculacion) Descarga de agua y descarga de agua de maniobra Presostato (sistema de control autopensante) Presostato (descarga de producto)

54 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator UNITROL HFO -0136-: ¡siempre dos rodetes! Uno descarga el aceite limpio. El otro recircula cierta cantidad de líquido sonda del tambor al sensor de conductividad (CS) en el capó. La conductividad del aceite es diferente a la del agua. El aceite se reenvía a la alimentación de aceite sucio. El agua se descarga a la salida de agua sucia. Este proceso se denomina Water Monitoring System –WMS 01- (sistema de monitoreo del contenido de agua ). UNITROL HFO -0136- 54Entrenamiento Técnico – Principios básicos

55 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator Cuando se trabaja con UNITROL -0136- no se necesita agua de llenado. El tambor se encuentra vacío antes de llenarlo con aceite sucio. La válvula de circulación se abre cada minuto durante 15 s controlada por timer. Durante dicho tiempo el WMS recircula el líquido sonda. Tardará cierto tiempo hasta que el WMS descargue agua después del desenlodado, ya que el tambor tiene que llenarse con agua sucia. Un presostato monitorea la presión del líquido sonda. HFO UNITROL HFO -0136- 55Entrenamiento Técnico – Principios básicos

56 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator Pasado cierto tiempo, el agua sucia acumulatada en el tamor llegua al sensor de conductividad (CS). El agua sucia, controlada por la señal del CS, se evacua mediante una válvula de descarga. Apenas detecte aceite de nuevo el CS, se detiene inmediatamente la descarga. La duración máxima de la descarga de agua se controla por timer. HFO UNITROL HFO -0136- 56Entrenamiento Técnico – Principios básicos

57 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator Si el recinto de sólidos se llena de lodos hasta la posición de los dos orificios de control del plato separador, baja la presión del líquido sonda. El programador provoca una descarga mediante el sistema de monitoreo del recinto de lodos –SMS-36-. HFO UNITROL HFO -0136- 57Entrenamiento Técnico – Principios básicos

58 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator programador de tiempos En modo UNITROL HFO -0136-, los sistemas WMS y SMS funcionan parale- lamente. Si la presión del líquido sonda cae durante un tiempo de monitoreo (SMS) después del último ciclo de limpieza, el programador dará la correspon- diente alarma. UNITROL HFO -0136- 58Entrenamiento Técnico – Principios básicos

59 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator LO En la operación como UNITROL -0196- para LO, los sistemas WMS y SMS se activan sucesivamente mediante timer. Después de la descarga, el tambor se encuentra vacío y girando a velocidad nominal. No se recibe ninguna señal del sensor de conductividad (CS) ni del presostato (PS) en la descarga de agua sucia. UNITROL LO -0196- 59Entrenamiento Técnico – Principios básicos

60 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator LO LLENADO: El tambor se llena con agua controlado por timer. La señal del presostato invalida el timer. El agua actúa de sello hidráulico. UNITROL LO -0196- 60Entrenamiento Técnico – Principios básicos

61 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator LO Modo WMS: La línea interfacial se ajusta con un diafragma similar al del diseño -91-. El agua sucia se descarga de forma continua y la válvula de descarga de agua se encuentra abierta. En la operación normal no se dispone de señal procedente del CS ni del PS. La centrífuga funciona en modo WMS controlada por el timer 32. UNITROL LO -0196- 61Entrenamiento Técnico – Principios básicos

62 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator LO Modo SMS: Una vez que el timer termine el modo WMS, se activa el modo SMS. Comienza a contar el timer 33. La válvula de descarga de agua y la de circulación están cerradas. Después del tiempo de espera, se añade agua con control por timer y contador. Así se controla si la cámara de sólidos está o no llena de lodos. En caso negativo, la señal del PS cambia de "0" a "1". UNITROL LO -0196- 62Entrenamiento Técnico – Principios básicos

63 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator LO Modo SMS: Si no se tiene la señal "1" del PS ni del CS después de la inyección de agua, el SMS provoca una descarga: la cámara de sólidos está llena de lodos. La señal SMS del presostato invalida el timer T20 (tiempo entre dos ciclos de limpieza). Deberá tenerse en cuenta este hecho al efectuar una inspección visual de la centrífuga en operación. UNITROL LO -0196- 63Entrenamiento Técnico – Principios básicos

64 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator LO El sistema de monitoreo de descargas se sirve del consumo de corriente del motor para determinar si la descarga ha sido correcta o no. Durante la descarga disminuye la velocidad del tambor. El aumento de torque produce un pico en la corriente del motor. Si dicho pico es demasiado bajo o se detecta demasiado tarde, el programador da la corresponediente alarma. LO -0196-, SMS / Monitoreo de descargas 64Entrenamiento Técnico – Principios básicos

65 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator Características de corriente del motor 65Entrenamiento Técnico – Principios básicos Secuencia de una descarga (ejemplo sin “Llenado”) Ha terminado el tiempo de centrifugacion La valvula de alimentacion de producto esta cerrada El agua de desplazamiento desplaza el fuel oil hacia el lado de aceite limpio El agua de maniobra abre y cierra hidraulicamente el tambor a pleno regimen de revulociones Tiempo de espera para la reaceleracion del tambor La valvula de producto esta abierta Se reinicia el tiempo de centrifugacion Los tiempos siguientes han dado buenos resultados en la practica (ejemplos): ProductoDescarga totalDescarga parcial

66 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator 354 tiempo de arranque 1 centrifugación 2 1. Arranque del motor de la centrífuga 2. Apertura válvula de alimentación 3. Cierre de la válvula de alimentación 4. Apertura agua de maniobra v/v 5. Apertura válvula de alimentación Características de corriente del motor 66Entrenamiento Técnico – Principios básicos

67 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator Características de corriente del motor 67Entrenamiento Técnico – Principios básicos ENTRADA ANALOGICA I SALIDA ANALOGICA I I CONTADOR I I I Co PID F1F2F3F4 Programa I Timer I I Ajustes I I I Info F1F2F3F4 AI 0 Corriente motor 1U3 7/9 7.0 A Monitoreo de descargas Offset: 02.0 A F3 F1 F4 Home Cliente I Ajuste I I Atención cliente I I I D10 F1 El sistema de monitoreo de descargas compara la corriente del motor antes y después de la descarga. El valor de consigna deberá ajustarse en el subdirectorio "entrada analógica" pico valor de consigna F1F2F3F4

68 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator El sistema de monitoreo de descargas detecta el pico de corriente del motor. Si tuvo lugar la descarga, pero no se tiene el pico, deberá controlarse el embrague, junto con las zapatas y la correa. Las impurezas hacen patinar la correa. 1: motor de la centrífuga 2: embrague 3: correa plana 4: eje vertical con tambor Características de corriente del motor, embrague 68Entrenamiento Técnico – Principios básicos

69 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator El embrague comprende el arrastrador y el disco de embrague. El arrastrador va firmemente unido al eje del motor y mantiene las zapatas en posición. Debido a la fuerza centrífuga, las zapatas llevan gradualmente el arrastrador a la velocidad nominal. El disco de embrague va conectado al eje horizontal de la centrífuga. Embrague 69Entrenamiento Técnico – Principios básicos

70 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator Se necesita cierto tiempo para alcanzar la velocidad nominal habida cuenta de la elevada fuerza de la inercia y del peso del tambor. Cuanto mayor sean el diámetro y el peso del tambor, tanto mayor será el tiempo de arranque. Cuanto mayor sea el torque a transmitir, tanto mayor será el número de zapatas. OSD6: motor eléctrico 3 kW4 kW 50 Hz60 Hz50 Hz60 Hz número de zapatas 3243 Embrague 70Entrenamiento Técnico – Principios básicos

71 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator Por analogía, las centrífugas que operan a 50 Hz necesitan más zapatas (mayor surperficie de fricción) o zapatas más pesadas en comparación con los 60 Hz porque la fuerza de fricción (fuerza centrífuga) es menor. Se dispone de zapatas con contrapeso o sin él para las centrífugas con transmisión de potencia mediante engranaje. Este hecho deberá tenerse en cuenta para el pedido repuestos. Embrague 71Entrenamiento Técnico – Principios básicos

72 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator El número de zapatas puede ser ajustado por el operario. Un número excesivo de zapatas acelera el desgaste de la rueda helicoidal porque el tiempo de arranque es demasiado corto. Cerciorarse de que las zapatas están distribuidas uniformente, pues de lo contrario se produce desbalanceo. Cambiar siempre el juego completo, nunca zapatas solas. Embrague, zapatas 72Entrenamiento Técnico – Principios básicos

73 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator Además de la frecuencia y la potencia del motor, en las centrífugas con transmisión de potencia mediante engranaje el operario deberá verificar el sentido de giro del eje horizontal. Las zapatas deberán ser siempre empujadas, no arrastradas. Embrague, engranaje 73Entrenamiento Técnico – Principios básicos

74 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator Durante el arranque, la corriente del motor puede alcanzar casi el doble de la corriente nominal. Por ello, los relés de sobrecarga no son adecuados para protejer el motor eléctrico. Las centrífugas WSM tienen unos térmicos PTC en cada bobinado como única protección: Si la temperatura aumenta excesivamente, el termistor detiene inmediantamente el motor. Protección del motor - PTC 74Entrenamiento Técnico – Principios básicos

75 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator La centrífuga necesita un engranaje porque la velocidad del tambor es mucho mayor que la del motor. El engranaje consta de un eje vertical y una rueda helicoidal con corona de bronce. La rueda helicoidal impulsa el eje. Por esta razón, la carga sobre los dientes es bastante alta. Engranaje 75Entrenamiento Técnico – Principios básicos

76 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator Las siguientes son las piezas horizontales del engranaje: embrague, eje horizontal, rueda helicoidal y rodamientos del eje, así como juntas y retenes del eje. En ocasiones se conecta la bomba de alimentación al extremo de accionamiento de la bomba de la centrífuga. Engranaje 76Entrenamiento Técnico – Principios básicos

77 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator El diseño de un accionamiento de correa plana no es demasiado sofis- ticado. Como no existe un eje horizontal, las centrífugas con transmisión de potencia mediante correa necesitan siempre una bomba de alimen- tación externa. Engranaje 77Entrenamiento Técnico – Principios básicos

78 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator Para cada centrífuga se dispone de un juego de piezas del engranaje para 50 y para 60 Hz. Además se dispone a veces, como opción, de un engranaje para una velocidad más baja. Esto deberá tenerse en cuenta al pedir los repuestos. Por ejemplo, para la centrífuga OSD18 se tienen respectivamente dos velocidades diferentes del tambor, tanto para 50 como para 60 Hz. ¡Atención! El tambor gira con sobrevelociad cuando se opera con 60 Hz un accionamiento de 50 Hz. ¡Peligro! Engranaje 78Entrenamiento Técnico – Principios básicos Conjunto eje vertical eje vertical Correa de transmision

79 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator Aceite de engranajes Las piezas del engranaje (rueda helicoidal, tejuelo, collarín, rodamientos del eje) se lubrican desde un baño central de aceite. Durante la operación, la rueda helicoidal salpica con aceite el cárter del engranaje. El collarín se lubrica por salpicadura. Como lubricante para las centrífugas con transmisión de potencia por egranaje se recomienda el aceite CLP 220 (220 cSt a 40 °C). 79Entrenamiento Técnico – Principios básicos

80 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator Aceite de engranajes No se recomienda el aceite CLP 100 de baja densidad para las centrífugas con engranaje. Su uso puede aumentar el desgaste de la rueda helicoidal. No se debe usar el aceite de alta densidad CLP 220 para centrífugas con accionamiento por correa ya que no se lubrica lo suficiente el collarín. Para las centrífugas con accionamiento por correa se recomienda el aceite CLP 100. 80Entrenamiento Técnico – Principios básicos

81 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator Aceite de engranajes El control del nivel de aceite en la mirilla forma parte del trabajo rutinario del operario. En las máquinas accionadas por correa no se debe echar demasiado aceite en el cárter. Es capital importancia comprobar tanto el nivel como el color del aceite: un aspecto lechoso es señal de que el aceite del engranaje contiene agua. Un color oscuro indica que hay HFO en el aceite del engranaje. En tal caso hay que detener inmediatamente la centrífuga. 81Entrenamiento Técnico – Principios básicos

82 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator Aceite de engranajes, desgaste de la rueda helicoidal En condiciones de operación desfavorables, tales como temperatura ambiente muy alta, la calidad del aceite puede resultar insuficiente, necesitándose un aceite más eficiente: los aceites lubricantes sintéticos. El aceite lubricante sintético promete una mejor lubricación de la rueda helicoidal incluso en áreas calientes. La viscosidad del aceite lubricante mineral puede resultar demasiado baja para obtener una lubricación adecuada de la rueda helicoidal. rueda helicoidal: desgate inadmisible desgaste de la punta de un dientela base del diente presenta muestras de desgaste 82Entrenamiento Técnico – Principios básicos

83 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator Obervar las siguientes recomendaciones para lograr la mayor vida útil posible del engranaje: - seguir las instrucciones de mantenimiento estándar - usar un aceite sintético para engranajes aprobado - comprobar regularmente el nivel de aceite del engranaje - controlar el tiempo de arranque del tambor (número de zapatas) - evitar las vibraciones externas - seguir las instrucciones para el ensamblado / mantenimiento de los componentes de la fundación - desmontar el tambor antes de una inactividad prolongada de la centrífuga Cambio de aceite después de: accionamiento por engranaje accionamiento por correa aceite lubricante mineral 1.500 hr servicio o después de 6 meses 4.000 hr servicio o después de 6 meses aceite lubricante sintético 4.000 hr servicio o después de 6 meses 8.000 hr servicio o después de 12 Meses Engranaje / Calendario de lubricación 83Entrenamiento Técnico – Principios básicos

84 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator Cojinetes El collarín es siempre un rodamiento de bolas ranurado puesto que tiene que soportar una pesada carga radial. No hay una dirección de montaje específica. 84Entrenamiento Técnico – Principios básicos

85 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator Cojinetes Los tejuelos actúan como cojinetes de empuje. Tienen que soportar el peso del tambor, así como de las piezas verticales del engranaje. Los tejuelos son cojinetes de bolas de contacto angular dispuestos en tándem. ¡Prestar especial atención a la dirección de montaje! 85Entrenamiento Técnico – Principios básicos

86 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator Tambor Los tambores se balancean en fábrica sirviéndose del reborde de balanceo en la parte superior y en el fondo del tambor. Después de cambiar determinadas piezas del tambor, puede ser necesario enviar el tambor a la fábrica para el rebalanceo. 86Entrenamiento Técnico – Principios básicos

87 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator Tambor Aparte del motor de la centrífuga y del embrague, el tambor puede ser una fuente de vibraciones producidas por desbalance. La posición de las piezas del tambor se fija mediante tetones de posicionamiento y marcas "0". Atención: Si no se ensambla correctamente el tambor, se produce desbalance. ¡Peligro! ¡Rosca a la izquierda! 87Entrenamiento Técnico – Principios básicos

88 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator Tambor Para evitar el desbalance al mezclar piezas de distintos tambores, las piezas críticas van marcadas con el número de serie del tambor. Dichas piezas no existen como respuesto. El cambio en planta del cliente deberá efectuarlo un ingeniero certificado del Field Service de WSM. 88Entrenamiento Técnico – Principios básicos

89 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator Tambor Si el tambor gira largo tiempo sin producto, se recalienta el material del tambor por la fricción producida con el aire en el bastidor. El sobrecalentamiento es un problema muy serio, ya que el material del tambor y de las juntas, la velocidad del tambor, la tolerancia de sus piezas, etc., dependen de la temperatura de operación. El sobrecalentamiento significa con frecuencia la pérdida total del tambor. WSM mantiene cierto número de tambores en stock para alquiler / cambio. Es posible la reparación en un taller certificado. máx. 30 min 89Entrenamiento Técnico – Principios básicos

90 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator Tambor Limpiar y secar con un trapo el cono del eje vertical y el cubo del tambor. No engrasar las partes cónicas porque pueden producirse daños en el tambor. 90Entrenamiento Técnico – Principios básicos

91 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator Los intervalos de mantenimiento recomendados se indican en el respectivo manual de instrucciones de la centrífuga. WSM recomienda que el operario realice el mantenimiento (limpieza, inspección, etc.) de su máquina en los intervalos regulares estipulados. Calendario de mantenimiento 91Entrenamiento Técnico – Principios básicos

92 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator Una labor de mantenimiento importante es el cambio de piezas de desgaste, como cojinetes, juntas, zapatas de embrauge y correa plana. Para casi todos los tipos de centrífugas de WSM existe un juego de repuestos para el tambor/capó para 1 año de operación y para el accionamiento para 1 y 2 años de operación. Calendario de mantenimiento 92Entrenamiento Técnico – Principios básicos

93 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator Add text using "Insert -> Header & Footer"93

94 Separación Mecánica / GEA Westfalia Separator Entrenamiento Técnico – Principios básicos 94Entrenamiento Técnico – Principios básicos