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Equipos de bombeo

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Información sobre los equipos de bombeo para llevar a cabo la extinción de incendios por medio del agua

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  • 1. Abastecimientos de agua. Equipos de bombeo Carlos Anula Nieto Dpto. Ingeniería GRUPO EIVAR REV. 1.0 ® GRUPO EIVAR 2009www.eivar.com
  • 2. ÍNDICE 1.- DEFINICIONES. 2.- TIPOS Y CONDICIONES DE ABASTECIMIENTO DE AGUA. 3.- FUENTES DE AGUA. 4.- SISTEMAS DE IMPULSIÓN. 5.- EJEMPLO DE PREDISEÑO DE UNA SALA DE BOMBAS. REV. 1.0 ® GRUPO EIVAR 2009www.eivar.com
  • 3. DEFINICIONES: Abastecimiento de Agua: Conjunto de fuentes de agua, equipos de impulsión y red general de incendios destinado a asegurar, para uno o varios sistemas específicos de protección, el caudal y presión necesarios durante el tiempo de autonomía requerido. Fuente de Agua: Suministro natural o artificial, capaz de garantizar el caudal de agua requerido por la instalación durante el tiempo de autonomía necesario. Sistema de impulsión: Conjunto de medios que permite mantener las condiciones de presión y caudal requeridas. Red general de incendios: Conjunto de tuberías, válvulas y accesorios que permite la conducción del agua desde la salida del sistema de impulsión hasta los puntos de alimentación de cada sistema específico de extinción de incendios. Sistema específico de protección: Sistema de protección contra incendios, propiamente dicho (sistemas de: Hidrantes, Bocas de Incendio Equipadas (BIEs), rociadores, agua pulverizada, espuma física, etc.), incluyendo la conexión específica a partir de la red general de incendios. REV. 1.0 ® GRUPO EIVAR 2009www.eivar.com
  • 4. OBJETIVOS: Asegurar el caudal y la presión de agua necesaria durante el tiempo de autonomía requerido de uno o varios sistemas específicos de protección. IMPORTANCIA PARA UN SISTEMA DE PROTECCIÓN ACTIVA CONTRA INCENDIOS CUYO AGENTE EXTINTOR ES EL AGUA, ES EVIDENTE QUE EL ABASTECIMIENTO REPRESENTA EL ELEMENTO MÁS IMPORTANTE. PARA QUE UN SISTEMA DE PROTECCIÓN CONTRA INCENDIOS FUNCIONE CORRECTAMENTE, ES NECESARIO QUE EL ABASTECIMIENTO CUMPLA CON LAS NECESIDADES DEL SISTEMA MÁS DESFAVORABLE REV. 1.0 ® GRUPO EIVAR 2009www.eivar.com
  • 5. ¿ Quién define el tipo de abastecimiento ? Se debe cumplir con la normativa exigida legalmente por el país, el estado o la ciudad.  En España: UNE 23-500-90 “Sistemas de abastecimiento de agua contra incendios”. UNE-EN 12.845 “Sistemas fijos de lucha contra incendios. Sistemas de rociadores automáticos. Diseño, instalación y mantenimiento.” Regla Técnica Cepreven R.T.2.-ABA “Abastecimientos de Agua Contra Incendios” Normas y reglas técnicas de reconocido prestigio:  National Fire Protection Association NFPA NFPA-20 “Standard for the Installation of Stationary Pumps for Fire Protection”. NFPA-22 “Standard for Water Tanks for Private Fire Protection” Factory Mutual FM Data Sheet 3-7 “Fire Protection Pumps” Data Sheet 3-2 “Water Tanks for Fire Protection” REV. 1.0 ® GRUPO EIVAR 2009www.eivar.com
  • 6. Categorización de Abastecimientos de Agua: La categoría del abastecimiento de agua, se efectuará según la tabla que se muestra a continuación: Nota: El resto de las posibles combinaciones serán todas ellas de categoría I. REV. 1.0 ® GRUPO EIVAR 2009www.eivar.com
  • 7. Clases de Abastecimiento: 9SENCILLO 9SUPERIOR 9DOBLE A cada sistema de protección se le exigirá una clase de abastecimiento mínimo aceptable. Una vez determinada la Categoría del Abastecimiento (I, II o III); se selecciona la Clase de Abastecimiento (Sencillo, Superior o Doble), según la tabla que se muestra a continuación: REV. 1.0 ® GRUPO EIVAR 2009www.eivar.com
  • 8. Clase de Abastecimiento según su Categoría Abastecimiento SENCILLO REV. 1.0 ® GRUPO EIVAR 2009www.eivar.com
  • 9. Abastecimiento SUPERIOR REV. 1.0 ® GRUPO EIVAR 2009www.eivar.com
  • 10. Abastecimiento DOBLE REV. 1.0 ® GRUPO EIVAR 2009www.eivar.com
  • 11. FUENTES DE AGUA La instalación de protección contra incendios deberá alimentarse normalmente de fuentes de agua dulce. Cuando se utilice una fuente de agua salada o contaminada, deberá mantenerse la instalación en reposo cargada con agua dulce y limpiarse después de su funcionamiento. La conexión entre toda fuente de agua y la red general de incendios irá provista de una válvula de cierre y válvula de retención TIPOS: FUENTE A - RED DE USO PÚBLICO FUENTE B - FUENTE INAGOTABLE FUENTE C - DEPÓSITOS - Depósitos de gravedad - Depósitos de presión - Depósitos para alimentación de bombas y/o aljibes. REV. 1.0 ® GRUPO EIVAR 2009www.eivar.com
  • 12. RED DE USO PÚBLICO Suministra agua en unas determinadas condiciones de caudal y presión (generalmente sin certificar), se debe disponer de un gráfico de presiones registradas durante un mínimo de dos semanas en cada uno de los meses de Enero y Agosto, indicándose el diámetro de la línea y su procedencia, expedido por la Compañía del Servicio de Agua. NORMALMENTE, LAS COMPAÑIAS SUMINISTRADORAS DE AGUA, NUNCA CERTIFICAN EL CAUDAL Y LA PRESIÓN DISPONIBLE. PARTICULARIDADES Alarma por baja presión: Debe existir un presostato agua arriba de la válvula o válvulas de retención que existan, que debe incorporar una válvula de prueba y hacer funcionar una alarma al bajar la presión del suministro a un valor predeterminado. Sistema anticontaminación: Las conexiones con la red de uso público deben incorporar una válvula de cierre, dos válvulas de retención para proteger la red contra la posibilidad de contaminación y otra válvula de cierre para facilitar el mantenimiento de las anteriores. (1) Dispositivo anticontaminación REV. 1.0 ® GRUPO EIVAR 2009www.eivar.com
  • 13. FUENTE INAGOTABLE Las siguientes fuentes se consideran inagotables: - Naturales: Río, lago, mar, etc. . Artificiales: Canal, embalse, pozo, etc. PARTICULARIDADES Garantía: Deben garantizar durante todas las épocas del año el caudal máximo requerido por el sistema durante el tiempo de autonomía adecuado. REV. 1.0 ® GRUPO EIVAR 2009www.eivar.com
  • 14. DEPÓSITO DE GRAVEDAD Recipiente de almacenamiento de agua situado a altura suficiente para suministrar la presión necesaria de funcionamiento a los sistemas contra incendios. La presión aportada es de aproximadamente 1 bar por cada 10 m., de elevación. PARTICULARIDADES Equipo de calentamiento de los depósitos: La formación de un tapón de hielo en la conducción vertical puede inutilizar totalmente el depósito de agua en caso de incendio además de originar la rotura de las tuberías. (Nuevas tecnologías calentados por energía solar.) Pozos de válvulas: Ordinariamente se construye un pozo de (2,1 x 1,8 x 2,7 m), que suele ser de dimensiones suficientes para alojar las válvulas, calentadores, y otros accesorios necesarios. REV. 1.0 ® GRUPO EIVAR 2009www.eivar.com
  • 15. Respiradero de chapa Compuerta de perforada o de pantalla cubierta con bisagra Tubo rebosadero de terminación libre Escalerilla exterior de tipo fijo Tubería de agua caliente - Extensión del Manguito que Escalerilla interior rodea al radiador vertical del calentador - Salida Tubería vertical en forma de T a 1/3 de Acero de la altura del depósito Fondo del deposito Soporte de tubería Abrazadera de la tuberíaTubería vertical dechapa de acero de gran diámetro Tubos de calentador Termómetro Compuerta de acceso Nivel del terrenoEntrada y salida Mortero líquido (con chapa de Salida de condensación protección) Entrada de vapor Codo en la base Pilar central REV. 1.0 ® GRUPO EIVAR 2009www.eivar.com
  • 16. Compuerta en la cubierta con tapas a prueba de lluvia Línea de capacidad Tubo de acceso de diámetro 91 cm. superior Escalerilla de Escalerilla de acceso acceso por la parte Descarga en forma de superior T a 1/3 de la altura Protección de la tubería de descarga Línea de mínima capacidad Compuertas de acceso Anillos para los pintores Plataforma Diámetro de la Tubería vertical columna (con aislamiento) Tubo rebosadero Escalerilla hasta tierra Tubería de calefacción con aislamiento Válvula de Techo de compuerta (OS&Y) condensación Válvula de Junta de dilatación compuerta (OS&Y) Intercambiador de calor Termómetro REV. 1.0 ® GRUPO EIVAR 2009www.eivar.com
  • 17. Conducción vertical Tubería de circulación de agua caliente Tubería de suministro de vapor Calentadores de agua calentados por vapor Válvulas de alivio Purgador Termómetro Retorno condensado Tubería de circulación de agua fría Conducción vertical o tubería de descarga desde la conducción vertical de Tubería Vapor chapa de acero. Válvula de drenaje REV. 1.0 ® GRUPO EIVAR 2009www.eivar.com
  • 18. ¿ Donde y como utilizar un deposito de gravedad ? REV. 1.0 ® GRUPO EIVAR 2009www.eivar.com
  • 19. DEPÓSITO DE PRESIÓN Un depósito de presión es un depósito agua presurizada con aire o gas comprimido a una presión suficiente para garantizar que todo el agua pueda descargarse correctamente a la presión. (Nota: se les aplica el Reglamento de Aparatos a Presión) REV. 1.0 ® GRUPO EIVAR 2009www.eivar.com
  • 20. PARTICULARIDADES Tubería de descarga: La tubería de descarga estará situada al menos 0,05 m., por encima del fondo del depósito. Capacidad mínima: La capacidad mínima de agua será la máxima demandada por las instalaciones que abastece y nunca inferior a 15 m3 de agua. Espacio ocupado por el aire o gas: No será inferior a un tercio del volumen total del depósito de presión. Presión máxima: Inferior a 12 bar. Presión manométrica a mantener en el depósito: Para el cálculo de la presión que debe mantenerse en el depósito se aplicará la siguiente fórmula: Donde: P= Presión manométrica a mantener en el depósito [bar] ⎡(P+1)⋅V t⎤ ⎥ −1 1 P1= Presión manométrica residual [bar], necesaria para el sistema P= ⎢ en cuestión incluyendo todas las pérdidas y la diferencia de presión ⎣ Va ⎦estática entre el depósito y el sistema propiamente dicho. Vt= Volumen total del depósito [m3] Va= Volumen de aire en el depósito [m3] Reposición: Los suministros de aire y agua (no inferior a 6 m3/h) serán capaces de llenar y presurizar el depósito por completo en menos de 8 horas. REV. 1.0 ® GRUPO EIVAR 2009www.eivar.com
  • 21. Instalación Típica de un tanque a presión Válvula de retención Válvula de bola Al compresor de aire A otros tanques a presión Manómetro de presión Válvula de bola abierta Válvula de bola para ventilación Manómetro de agua Obturador de latón Marca de nivel de agua Las válvulas del manómetro de agua deben permanecer cerradas Tubería de drenaje de al Estanque decantador de al menos 1 ½” menos 2” Válvula de retención Válvula de bola cerrada Tubería de llenado de agua de al menos 1 ½” REV. 1.0 ® GRUPO EIVAR 2009www.eivar.com
  • 22. DEPÓSITOS PARA ALIMENTACIÓN DE BOMBAS Y/O ALJIBES REV. 1.0 ® GRUPO EIVAR 2009www.eivar.com
  • 23. PARTICULARIDADES Capacidad Efectiva: La capacidad efectiva se calculará teniendo en cuenta el nivel más bajo de agua considerado como mínimo requerido para la salida del agua en las condiciones establecidas. Uso exclusivo: Serán para uso exclusivo de la instalación contra incendios, y, en caso contrario las tomas de salida para otros usos deberán situarse por encima del nivel máximo correspondiente a la capacidad de reserva calculada como exclusiva para la instalación contra incendios. Volumen mínimo de agua: Para cada sistema de protección se especifica un volumen mínimo de agua a suministrar desde: Depósito de capacidad total (TIPO A, B) Depósito de capacidad reducida (TIPO C) NOTA: Si el depósito no está protegido contra heladas, el nivel normal de agua se aumentará en 1 m., y dispondrá de una ventilación adecuada. REV. 1.0 ® GRUPO EIVAR 2009www.eivar.com
  • 24. Capacidad efectiva de depósitos y dimensiones de fosos de aspiración: N = Nivel normal de agua X = Nivel más bajo de agua. D = Diámetro de la tubería de aspiración A = Distancia mínima entre la tubería de aspiración y el nivel más bajo de agua. B = Distancia mínima entre la tubería de aspiración y el fondo del foso de aspiración. REV. 1.0 ® GRUPO EIVAR 2009www.eivar.com
  • 25. Distancias mínimas entre tuberías de aspiración a la salida de los depósitos: Se podrá utilizar un foso de aspiración para maximizar la capacidad efectiva de un depósito, con una anchura de foso no inferior a 3,6 veces el diámetro nominal de la tubería de aspiración. NOTA: todos los depósitos deben tener un indicador de nivel de agua. REV. 1.0 ® GRUPO EIVAR 2009www.eivar.com
  • 26. FUENTE C.1.- DEPÓSITO TIPO-A PARTICULARIDADES Capacidad Efectiva: Debe tener una capacidad efectiva del 100% del volumen de agua especificado o calculado para el sistema en cuestión, así como una conexión de reposición automática (36h - 24h). Si la reposición automática es inviable, la capacidad del depósito se deberá aumentar en un 30%. Garantía: El depósito debe ser de material rígido, resistente a la corrosión, de manera que garantice su uso ininterrumpido durante un periodo mínimo de 15 años sin necesidad de vaciarlo o limpiarlo. Calidad del agua: Se debe utilizar agua dulce no contaminada o tratada adecuadamente. Se incorporarán filtros en la conexión de llenado cuando las características del agua lo hagan necesario. El agua debe estar protegida de la acción de la luz y de cualquier materia contaminante. Aportación de agua: La entrada de cualquier tubería de aportación de agua al depósito debe estar situada a una distancia, medida en horizontal, de la toma de aspiración de la bomba no inferior a 2,00 m. REV. 1.0 ® GRUPO EIVAR 2009www.eivar.com
  • 27. FUENTE C.2.- DEPÓSITO TIPO-B PARTICULARIDADES Capacidad Efectiva: Debe tener una capacidad efectiva del 100% del volumen de agua especificado o calculado para el sistema en cuestión, así como una conexión de reposición automática (36h - 24h). Si la reposición automática es inviable, la capacidad del depósito se deberá aumentar en un 30%. Garantía: La construcción del depósito debe asegurar su uso ininterrumpido, sin mantenimiento, durante un período mínimo de 3 años. Calidad del agua: Se debe utilizar agua dulce no contaminada o tratada adecuadamente. Se incorporarán filtros en la conexión de llenado cuando las características del agua lo hagan necesario. El agua debe estar protegida de la acción de la luz y de cualquier materia contaminante. Aportación de agua: La entrada de cualquier tubería de aportación de agua al depósito debe estar situada a una distancia, medida en horizontal, de la toma de aspiración de la bomba no inferior a 2,00 m. REV. 1.0 ® GRUPO EIVAR 2009www.eivar.com
  • 28. FUENTE C.3.- DEPÓSITO TIPO-C (Capacidad Reducida): PARTICULARIDADES Capacidad Efectiva: Aquellos que tengan una capacidad efectiva inferior al 100% del volumen de agua especificado o calculado para el sistema en cuestión con reposición automática. C =V −(Q⋅t⋅0,001) Donde: C = Capacidad efectiva del depósito (m3). V = Volumen de agua especificado o calculado para el sistema (m3). Q = Caudal de reposición automática (l/min). t = Tiempo de autonomía exigible (min). En ningún caso la capacidad efectiva del depósito podrá ser inferior a los valores que se muestran a continuación: REV. 1.0 ® GRUPO EIVAR 2009www.eivar.com
  • 29. Garantía: La construcción del depósito debe asegurar su uso ininterrumpido, sin mantenimiento, durante un período mínimo de 3 años. Sistema de reposición automático: El volumen de agua hasta el 100% se completará mediante el sistema de reposición automática, dotado de un medidor de caudal, con un caudal garantizado durante el tiempo de autonomía exigido para el sistema específico de PCI. Calidad del agua: Se debe utilizar agua dulce no contaminada o tratada adecuadamente. Se incorporarán filtros en la conexión de llenado cuando las características del agua lo hagan necesario. El agua debe estar protegida de la acción de la luz y de cualquier materia contaminante. Aportación de agua: La entrada de cualquier tubería de aportación de agua al depósito debe estar situada a una distancia, medida en horizontal, de la toma de aspiración de la bomba no inferior a 2,00 m. Llenado: Provendrá de una red pública, con caudal garantizado, y será automático, mediante al menos, dos válvulas mecánicas de flotador. REV. 1.0 ® GRUPO EIVAR 2009www.eivar.com
  • 30. Fuente C.1.- Depósito TIPO-A Toma de llenadoResistencia de caldeo Toma rebosadero Toma retorno de pruebas Escalera de Indicador de acceso nivel Boca de hombre Toma de Toma de Vaciado Aspiración REV. 1.0 ® GRUPO EIVAR 2009www.eivar.com
  • 31. REV. 1.0 ® GRUPO EIVAR 2009www.eivar.com
  • 32. SISTEMAS DE IMPULSIÓN SISTEMA DE BOMBEO Generalidades Un sistema de bombeo está formado por los siguientes elementos: -Grupo de bombeo principal. -Grupo de bombeo auxiliar. -Material diverso (controles, instrumentación, valvulería, etc.) REV. 1.0 ® GRUPO EIVAR 2009www.eivar.com
  • 33. SISTEMA DE BOMBEO Generalidades: El grupo de bombeo principal debe responder a las exigencias de caudal y presión de agua requeridos por los sistemas de protección contra incendios. El equipo de bombeo auxiliar servirá únicamente para mantener, de forma automática, la instalación a una presión en un rango constante, reponiendo las fugas y variaciones de presión en la red general contra incendios. Cuando para formar doble grupo de bombeo se instalen dos bombas, cada una será capaz independientemente de suministrar los caudales y presiones requeridos. Cuando se instalen tres bombas, cada una será capaz de suministrar al menos el 50% del caudal a la presión requerida. REV. 1.0 ® GRUPO EIVAR 2009www.eivar.com
  • 34. CARACTERÍSTICAS DE LA (S) BOMBA (S) PRINCIPAL (ES) Hoy día la bomba de incendios normal es centrífuga, debido a su solidez, fiabilidad, fácil mantenimiento y características hidráulicas, así como a la variedad de formas de accionamiento(motores eléctricos y motores de combustión interna). TIPOS DE BOMBAS CENTRIFUGAS: BOMBA CENTRIFUGA HORIZONTAL DE ALOJAMIENTO PARTIDO BOMBA CENTRIGUGA HORIZONTAL EN LÍNEA BOMBA CENTRIFUGA HORIZONTAL DE ASPIRACIÓN FINAL BOMBA CENTRIFUGA VERTICAL TIPO TURBINA REV. 1.0 ® GRUPO EIVAR 2009www.eivar.com
  • 35. PRINCIPIOS DE FUNCIONAMIENTO DE BOMBAS CENTRIFUGAS Los dos componentes principales de las bombas centrífugas son: Impulsor o rodete. •Diámetro del ojo •Anchura del rodete •Número de paletas •Ángulo de las paletas Envuelta o caja donde gira el impulsor o rodete. El principio del funcionamiento es la conversión de la energía cinética en energía de velocidad y de presión. La energía del motor, se transmite directamente a la bomba por su eje, haciendo girar el rodete a gran velocidad REV. 1.0 ® GRUPO EIVAR 2009www.eivar.com
  • 36. Carcasa Rodete Eje REV. 1.0 ® GRUPO EIVAR 2009www.eivar.com
  • 37. CARACTERÍSTICAS HIDRÁULICAS Generalidades: El caudal nominal (Q), será el calculado para el sistema. La presión nominal (P), es la manométrica total (bar) de la bomba que corresponde a su caudal nominal. La presión de impulsión es la presión nominal (P), más la presión de aspiración (medición dinámica en condiciones mínimas de reserva de agua). Será igual o superior a la presión mínima especificada o calculada para el sistema. La bomba debe tener una curva H(Q) estable, es decir una curva en la que coincidan la presión máxima y la presión a válvula cerrada, y en la que la presión total caiga de manera continua a medida que aumente el caudal. REV. 1.0 ® GRUPO EIVAR 2009www.eivar.com
  • 38. CURVAS NORMALIZADAS DE PRESIÓN-CAUDAL La forma de la curva normalizada de presión caudal de una bomba de incendio se determina por medio de tres puntos extremos: •Caudal cero: cuando la bomba funcione a la velocidad nominal, y cerrada la válvula de descarga, la presión total de una bomba centrífuga horizontal no debe exceder del 120% de la presión nominal. En bombas de tipo vertical la presión a caudal cero no debe exceder del 140% de la presión nominal. •Valor nominal: la curva debe pasar a través o por encima del punto de capacidad y presión nominales. •Sobrecarga: al 140% (150% según NFPA, FM) de la capacidad nominal la presión total no debe ser inferior al 70% (65% según NFPA, FM) de la presión nominal. NOTA: LA PRESIÓN MÁXIMA DEL SISTEMA DEBE SER DE 12 bar. REV. 1.0 ® GRUPO EIVAR 2009www.eivar.com
  • 39. REV. 1.0 ® GRUPO EIVAR 2009www.eivar.com
  • 40. POTENCIA DE LAS BOMBAS CONTRA INCENDIOS Antes de acoplar a la bomba un motor o medio impulsor, es necesario conocer la demanda máxima de potencia efectiva de la bomba a su velocidad nominal. Las bombas de incendios típicas alcanzan su máxima potencia efectiva entre el 140% y 170% de su capacidad nominal La potencia puede calcularse, por medio de la siguiente fórmula: 0,167⋅ Q⋅P Potencia de salida [kW]= 10 .000⋅ E Donde: Q = Caudal en l/min. P = Altura de elevación total (kPa) o presión neta. E = Eficacia (El rendimiento a la máxima potencia efectiva es, usualmente, del 60% al 75%.) REV. 1.0 ® GRUPO EIVAR 2009www.eivar.com
  • 41. Cálculo aproximado de la potencia necesaria según caudal y presión de la bomba contra incendios REV. 1.0 ® GRUPO EIVAR 2009www.eivar.com
  • 42. Ejemplo de cálculo de características de una bomba principal DATOS DE PARTIDA. La demanda de agua calculada para una instalación de rociadores automáticos es de 2.800 l/min (área de operación favorable del sistema), y la presión necesaria del sistema (área de operación desfavorable) es de 6,64 bar. Determinar los puntos característicos de la bomba. ¿Cuál es la mínima potencia de salida para accionar la bomba, suponiendo un rendimiento del 60% al 140% de su capacidad nominal? Solución puntos característicos: Paso 1: Comparar la necesidad de 2.800 l/min. Con la capacidad de sobrecarga de la bomba (140% de la capacidad nominal), es decir, 2.800 l/min. 1,4 = 2.000,00 l/min, caudal nominal. Paso 2: La presión nominal de la bomba vendrá determinada por el sistema más desfavorable, en nuestro caso 6,64 bar, teniendo en cuenta que la norma UNE-EN 12845 , punto 10.7.3, “la bomba debe dar una presión no inferior a0,5 bar por encima de la requerida para el área más desfavorable”, es decir, 7,14 bar, presión nominal. Paso 3: La presión a caudal cero, debe ser inferior al 120% de la presión nominal, es decir, 8,56 bar. Paso 4: Por último falta definir la presión en el punto de sobrecarga, que no debe ser inferior al 70% de la presión nominal, es decir, 4,99 bar. REV. 1.0 ® GRUPO EIVAR 2009www.eivar.com
  • 43. Solución Potencia de la Bomba: 0,167⋅ Q⋅P 0,167⋅ 2.800⋅ 499 Potencia de salida [kW ]= = =38 ,88kW 10 .000⋅E 10 .000⋅ 0,60 REV. 1.0 ® GRUPO EIVAR 2009www.eivar.com
  • 44. CIRCUITO DE ASPIRACIÓN SISTEMAS DE IMPULSIÓN Generalidades: La tubería de aspiración debe instalarse horizontalmente o con una pequeña subida continua hacia la bomba para evitar la posibilidad de formación de bolsas de aire. El diseño de la tubería de aspiración debe cumplir: a) Bombas en carga el diámetro mínimo será de 65mm, y de 80mm para bombas no en carga. b) El diámetro de la tubería se adecuará de manera que con el caudal nominal (Q), la velocidad no sea superior a 1,8 m/s (bombas en carga) y 1,5 m/s para bombas no en carga. Donde: ⋅Q 21,22⋅Q V = velocidad (m/s). v= 21,22 d2 ⇒d= Q = caudal (l/min.). v d = diámetro interior (mm). c) NPSH disponible a la entrada de la bomba deberá ser superior a 5 m., cuando circula el caudal nominal. Y también superior al NPSH requerido por la bomba + 1 m., cuando circula el 140% del caudal nominal. REV. 1.0 ® GRUPO EIVAR 2009www.eivar.com
  • 45. CIRCUITO DE ASPIRACIÓN SISTEMAS DE IMPULSIÓN PRESIÓN DE ASPIRACIÓN POSITIVA NETA “NPSH” Generalidades: Habitualmente se llama “NPSH”, a la diferencia entre la presión del líquido a bombear referida al eje del impulsor y la tensión de vapor del líquido a la temperatura de bombeo. Debemos por tanto conocer y combinar en cada caso el NPSH disponible en la instalación y el NPSH requerido por la bomba. Cavitación: En las bombas centrífugas, el flujo de fluido a través de la tubería de aspiración y su entrada en el “ojo” del rodete, originan que la velocidad aumente y la presión disminuya. Si la presión desciende por debajo de la presión de vapor correspondiente a la temperatura del líquido, se forman burbujas de vapor. Cuando la burbuja se desplaza llega a una zona de mayor presión, estas se rompen y el líquido golpea el álabe fuertemente. Para un correcto funcionamiento de la bomba, es necesario disponer de una presión mínima en la entrada del impulsor, por tanto debe cumplirse: NPSH disponible ≥ NPSH requerido REV. 1.0 ® GRUPO EIVAR 2009www.eivar.com
  • 46. CIRCUITO DE ASPIRACIÓN SISTEMAS DE IMPULSIÓN REV. 1.0 ® GRUPO EIVAR 2009www.eivar.com
  • 47. CIRCUITO DE ASPIRACIÓN SISTEMAS DE IMPULSIÓN NPSH “Disponible” Generalidades: El NPSH “disponible” , se calculará teniendo en cuenta la presión atmosférica, la altura geométrica, la temperatura del agua y las pérdidas de carga que se produzcan. * Presión Atmosférica: Partiendo de una presión atmosférica equivalente a 10 m absolutos positivos a nivel de mar, se reducirá el NPSH disponible en 1 metro por cada 800 metros de altitud sobre el nivel del mar. * Altura geométrica: Se considera la altura vertical entre el nivel mínimo de agua en el depósito y el punto central a la entrada de aspiración de la bomba. * Temperatura del agua: * Pérdidas por rozamiento: 6,05⋅10 5 ⋅(Lt+Le)⋅Q 1,85 ⋅10,2 p= 1,85 4,87 C ⋅d REV. 1.0 ® GRUPO EIVAR 2009www.eivar.com
  • 48. CIRCUITO DE ASPIRACIÓN SISTEMAS DE IMPULSIÓN REV. 1.0 ® GRUPO EIVAR 2009www.eivar.com
  • 49. CIRCUITO DE ASPIRACIÓN SISTEMAS DE IMPULSIÓN Reducción excéntrica L ≥ 2xDN Colector Aspiración Manovacuometro L ≥ 2xDN Dispositivo Válvula Anti-stress compuerta REV. 1.0 ® GRUPO EIVAR 2009www.eivar.com
  • 50. CIRCUITO DE ASPIRACIÓN SISTEMAS DE IMPULSIÓN Conexión Manovacuometro L ≥ 2xDN α≤15º Brida Aspiración Reducción excéntrica Bomba REV. 1.0 ® GRUPO EIVAR 2009www.eivar.com
  • 51. CIRCUITO DE ASPIRACIÓN SISTEMAS DE IMPULSIÓN Se debe instalar un purgador automático de aire situado en la parte superior del cuerpo de la bomba, salvo que el diseño de la bomba sea autoventeante. Purgador Automático de Aire REV. 1.0 ® GRUPO EIVAR 2009www.eivar.com
  • 52. CIRCUITO DE ASPIRACIÓN SISTEMAS DE IMPULSIÓN Incorrecto Incorrecto Incorrecto Incorrecto Incorrecto Aspiración INCORRECTA, debido a que no se ha realizado una bancada para la bomba, ha sido necesario realizar el figura de la fotografía, esa acumulación de accesorios hacen que la bomba tenga dificultades en llegar al punto de sobrecarga (140 % del caudal nominal), además se ha instalado una válvula de mariposa cuando debía ser de compuerta con indicador de posición y final de carrera. La reducción excéntrica debe avanzar 2 x DN (siendo DN el diámetro de aspiración), con objeto de no introducir grandes turbulencias en la Bombas, así mismo no se ha instalado manovacuómetro, ni purgador automático de aire en la parte superior de REV. 1.0 la bomba. ® GRUPO EIVAR 2009www.eivar.com
  • 53. CIRCUITO DE ASPIRACIÓN SISTEMAS DE IMPULSIÓN NOTA: NO SE DEBE INSTALAR NINGUNA VÁLVULA DIRECTAMENTE EN LA BRIDA DE ASPIRACIÓN DE LA BOMBA REV. 1.0 ® GRUPO EIVAR 2009www.eivar.com
  • 54. CIRCUITO DE ASPIRACIÓN SISTEMAS DE IMPULSIÓN (Bombas Verticales) Instalación Típica Purgador de Bomba Vertical Automático aguas debajo de la brida de impulsión Filtro de Aspiración REV. 1.0 ® GRUPO EIVAR 2009www.eivar.com
  • 55. CIRCUITO DE ASPIRACIÓN SISTEMAS DE IMPULSIÓN (Bombas Verticales) Distancias mínimas de la bomba a las paredes del depósito en función del caudal nominal REV. 1.0 ® GRUPO EIVAR 2009www.eivar.com
  • 56. CIRCUITO DE ASPIRACIÓN SISTEMAS DE IMPULSIÓN (Bombas Verticales) REV. 1.0 ® GRUPO EIVAR 2009www.eivar.com
  • 57. CIRCUITO DE IMPULSIÓN SISTEMAS DE IMPULSIÓN REV. 1.0 ® GRUPO EIVAR 2009www.eivar.com
  • 58. CIRCUITO DE IMPULSIÓN SISTEMAS DE IMPULSIÓN REV. 1.0 ® GRUPO EIVAR 2009www.eivar.com
  • 59. CIRCUITO DE IMPULSIÓN SISTEMAS DE IMPULSIÓN Válvula de alivio “seguridad”: Sin duda uno de los elementos más importantes de la instalación. Conexión de un sistema automático de circulación de agua para mantener un caudal mínimo que impida el sobrecalentamiento de la bomba al funcionar contra válvula cerrada. Para ello se realizará una conexión en la impulsión, entre la bomba y la válvula de retención, de una válvula de alivio, de diámetro suficiente para desalojar dicho caudal mínimo, tarada a una presión ligeramente inferior de la de caudal cero, con escape visible y conducido hacia un drenaje de la sala de bombas. REV. 1.0 ® GRUPO EIVAR 2009www.eivar.com
  • 60. CIRCUITO DE IMPULSIÓN SISTEMAS DE IMPULSIÓN REV. 1.0 ® GRUPO EIVAR 2009www.eivar.com
  • 61. CIRCUITO DE IMPULSIÓN SISTEMAS DE IMPULSIÓN Conexión a circuito de Válvula Mariposa Impulsión pruebas independiente accionamiento por volante por bomba Colector de presostatos bomba en demanda Válvula Retención Reducción concéntrica Válvula Alivio Circuito refrigeración motor diesel REV. 1.0 ® GRUPO EIVAR 2009www.eivar.com
  • 62. CIRCUITO DE IMPULSIÓN SISTEMAS DE IMPULSIÓN Válvula sectorización colector de pruebas Presostato de confirmación de arranque REV. 1.0 ® GRUPO EIVAR 2009www.eivar.com
  • 63. CIRCUITO DE IMPULSIÓN SISTEMAS DE IMPULSIÓN Colector de presostatos conexionado directamente al colector de impulsión REV. 1.0 ® GRUPO EIVAR 2009www.eivar.com
  • 64. CIRCUITO DE IMPULSIÓN SISTEMAS DE IMPULSIÓN Las válvulas de seccionamiento son de palanca No existe posibilidad de pruebas independientes por bomba La válvula de seguridad no está conducida No existe presostato de confirmación de arranque REV. 1.0 ® GRUPO EIVAR 2009www.eivar.com
  • 65. CIRCUITO DE IMPULSIÓN SISTEMAS DE IMPULSIÓN No existe manovacuómetro No existe manómetro La reducción excéntrica no cumple No existe purgador automático de aire Válvula de mariposa con actuación por palanca en la aspiración REV. 1.0 ® GRUPO EIVAR 2009www.eivar.com
  • 66. CIRCUITO DE PRUEBAS SISTEMAS DE IMPULSIÓN REV. 1.0 ® GRUPO EIVAR 2009www.eivar.com
  • 67. CIRCUITO DE PRUEBAS SISTEMAS DE IMPULSIÓN Colector de pruebas Válvula de regulación de caudal L = 5 x DN hasta caudalímetro Válvula de seccionamiento colector de pruebas REV. 1.0 ® GRUPO EIVAR 2009www.eivar.com
  • 68. DIAGRAMA DE FLUJO SALA DE BOMBAS REV. 1.0 ® GRUPO EIVAR 2009www.eivar.com
  • 69. ARRANQUE DEL GRUPO DE BOMBEO Presión a válvula cerrada, máximo 120% - 130% del P [Bar] caudal nominal Bomba auxiliar (Jockey) Ppj= 9,70 Para 9,0 bar - 9,7 bar [0,8 - 1,5 bar + Paj] P o = 9,10 Bomba auxiliar (Jockey) P aj = 8,20 Arranca 8,2 bar [0,9 x P0] Ppe = 7,28 P n = 7,00 Pd1 = 6,37 Bomba Principal Eléctrica Arranca 7,28 bar [0,8 x P0] Pd1 = 5,46 Psobrecarga= 4,90 Bomba Principal Diesel -1 Arranca 6,37 bar [0,7 x P0] Bomba Principal Diesel -2 Arranca 5,46 bar [0,6 x P0] Qn = 3.500 Qsobrecarga = 4.900 Q [l/min.] REV. 1.0 ® GRUPO EIVAR 2009www.eivar.com
  • 70. EJEMPLO DE DIMENSIONAMIENTO DE SALA DE BOMBAS DATOS DE PARTIDA. Se tiene un abastecimiento de agua combinado, para suministrar agua a los diferentes sistemas de protección contra incendios: Sistema de rociadores: Q = 3.750 l/min. @ P = 6,35 bar. (Suponer una dispersión hidráulica del 11% ); (Suponer un equilibrio perfecto entre áreas de operación desfavorable y favorable). Sistema de BIES: Q = 210 l/min. @ P = 7,85 bar El grupo de presión dos bombas JED al 100% (en carga), (Suponer que la presión a válvula cerrada es el 130% de la nominal),(suponer que el circuito de refrigeración de la bomba diesel consume menos de 2% del caudal máximo de demanda calculado para el abastecimiento.) El nivel mínimo del agua se encuentra a 0,1 m., por encima del eje de las bombas (en su capacidad mínima). Datos: Colector de aspiración general: L =4,5 m.; accesorios (soldados) 3 codo 90º, 1 válvula de compuerta, 1 Te igual. Tubería aspiración individual: L =1,5 m.; accesorios (soldados) 1 reducción excéntrica, 1 válvula de compuerta. Temperatura: 35 ºC, Altitud: 800 m, Estimar el caudal nominal y la presión nominal del grupo de presión necesario para la instalación, estimar el NPSH disponible en la instalación, NPSH requerido al fabricante de la bomba al 140%, el diámetro de la tubería de aspiración, el diámetro de la tubería de impulsión, el diámetro de la tubería del colector de pruebas, el rango de medida del caudalímetro, y por último la secuencia de arranque de las bombas. REV. 1.0 ® GRUPO EIVAR 2009www.eivar.com
  • 71. EJEMPLO DE DIMENSIONAMIENTO DE SALA DE BOMBAS SOLUCIÓN: Los abastecimientos de agua combinados deben cumplir una serie de condiciones entre ellas: a) El suministro debe ser capaz de dar la suma de caudales simultáneos máximos calculados para cada sistema. Los caudales deben ajustarse a la presión requerida por el sistema más exigente. Por lo que el sistema más exigente en nuestro caso serán las BIES, con una presión necesaria de 7,85 bar, que será nuestra presión nominal. El caudal suministrado será la suma de caudales máximos calculados para cada sistema, es decir: 210,00 l/min. + (3.750 l/min * 1,11 Dispersión) = 4.372,50 l/min. (caudal nominal). b) El diámetro de la tubería de aspiración será = 248,70 mm <> 260,40 mm DN-250 10” DIN 2448 c) El diámetro de la tubería de impulsión será = 192,64 mm <> 207,3 mm DN-200 8” DIN 2448 d) El diámetro de la tubería de pruebas será = 152,30 mm <> 159,30 mm DN-150 6” DIN 2448 e) El rango de medida del caudalímetro será = 874,5 l/min <> 6.996 l/min. f) NPSH disponible = [10 m - 1,0 m + 0,1 m - 0,57m - 0,2351 m] = 8,29 m ≥ 5 m g) NPSH disponible al 140% = [10 m - 1,0 m + 0,1 m - 0,57m - 0,4382 m] = 8,09 m h) NPSH requerido a la bomba en el pumto de sobrecarga = 8,09 m - 1,00 m ≤ 7,09 m i) Secuencia de arranque de las bombas = Arranque Jockey = 9,18 bar. Parada Jockey = 9,98 bar - 10,68 bar. Arranque Bomba Principal - 1 = 8,16 bar. Arranque Bomba Principal - 2 = 6,12 bar. REV. 1.0 ® GRUPO EIVAR 2009www.eivar.com
  • 72. MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCIÓN REV. 1.0 ® GRUPO EIVAR 2009www.eivar.com

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