26 junio 2011

Optimizando bombas centrífugas en paralelo


Cuando múltiples bombas operan continuamente como parte de un sistema de bombeo en paralelo, puede haber oportunidades para conseguir un ahorro de energía significativo. Por ejemplo, las bombas principales y de reserva pueden operar juntas cuando una bomba simple cumple los requerimientos de caudal del proceso. Esto puede llevar al error común de que la operación de dos bombas idénticas en paralelo dobla el caudal. En efecto, aunque la operación en paralelo incrementa el caudal, también origina mayores pérdidas por fricción, lo cual origina una mayor presión de descarga, se reduce el caudal proporcionado por cada bomba, y se altera la eficiencia de cada bomba. Adicionalmente, se requiere más energía para transferir un volumen de fluido dado.



Lo básico sobre el bombeo en paralelo

Los diseñadores pueden expandir el rango de operación de un sistema de bombeo espeficando una configuración en paralelo (ver figura anterior). Se consigue un mayor incremento en el caudal cuando se añade una bomba en paralelo a un sistema dominado por altura estática. Las bombas en paralelo pueden ponerse en marcha por etapas y controlarse para operar el número de bombas necesarias para cumplir eficientemente con los requerimientos de caudal variable.

El flujo del sistema total es igual a la suma del caudal o las contribuciones de cada bomba a la altura del sistema o presión de descarga. Las bombas en paralelo proporcionan tasas de caudales iguales cuando se usan los mismos modelos y sus diámetros de impulsor y velocidades rotacionales son idénticas. Cuando sea posible, una práctica de diseño recomendada es mover las bombas en paralelo más allá del punto de mejor eficiencia (Best Efficiency Point o BEP) a caudales del sistema bajos (menor operación de las bombas) a la izquierda de BEP a un caudal más alto. Un escenario ideal permitiría a las bombas tener la más alta eficiencia de operación promedio posible para todos los perfiles caudal vs. tiempo.

Bombas disimilares pueden instalarse en paralelo, también, las bombas tienen características de altura de cierre similares y/o no son operadas continuamente a menos que se hagan previsiones para prevenir
la succión.

Aplicaciones

En general, las bombas en paralelo proporciona buena flexibilidad de operación en sistemas dominados por la altura, pero no son tan efectivos en sistemas dominados por la fricción. Es aconsejable evitar la operación de dos bombas en paralelo cuando una bomba simple pueda cumplir con los requerimientos del sistema. Una excepción son ciertas aplicaciones de almacenaje con tasas de energía durante el día o cargos de demanda de periodos altos. También, debemos tomar en consideración la cantiad de energía consumida por bombas múltiples en contraste con la cantidad consumida por una bomba simple con control por variador de velocidad ajustable. Se seleccionarán bombas múltiples con rendimiento de capacidad vs.  altura que eleven a velocidad constante cuando estas bombas trabajan sin caudal o altura de cierre.
Bibliografía: Optimize pumping systems. Energy Tips - Pumping Systems. Pumping Systems Tip Sheer 8 . October 2006

http://www1.eere.energy.gov/industry/bestpractices/pdfs/38945.pdf
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