Mejora de la Disponibilidad en monitorización de vibraciones

Transcripción

1 Eliminando la Complejidad d 2013 Smart Connections

2 Mejora de la Disponibilidad en Bombas Centrífugas mediante la monitorización de vibraciones António Afonso Roque

3 Agenda 1 Introducción 2 Analisis de vibraciones en Bombas 3 Ejemplos Prácticos (case studies) 4 Ejemplo de mediciones alive con recurso al modelo didáctico 3 [File Name or Event] 27-Jun-01, Slide 3

4 1 - Introducción Fallos en las bombas 4 [File Name or Event] 27-Jun-01, Slide 4

5 1 - Introducción Tipo de Bombas 5 [File Name or Event] 27-Jun-01, Slide 5

6 1 - Introducción Bombas centrífugas principio de operación 6 [File Name or Event] 27-Jun-01, Slide 6

7 1 - Introducción Curva características de una bomba centrífuga 7 [File Name or Event] 27-Jun-01, Slide 7

8 1 - Introducción Curva característica (BEP) Pérdidas hidráulicas debido a choques y turbulencias; Pérdidas hidráulicas en el interior del impulsor por roce (fricción); Pérdidas hidráulicas por variaciones de área; Pérdidas hidráulicas por variaciones de dirección del flujo del fluido; Pérdidas hidráulicas por roce entre la superfície exterior del impulsor y el fluido; Pérdidas hidráulicas por recirculación interna entre el impulsor y el cuerpo; 8 [File Name or Event] 27-Jun-01, Slide 8

9 1 - Introducción Curva características de una bomba centrífuga 9 [File Name or Event] 27-Jun-01, Slide 9

10 1 - Introducción Cavitación 10[File Name or Event] 27-Jun-01, Slide 10

11 1 - Introducción Cavitación Nota: Cuando hay cavitación ió la bombab tiene un caudal menor. 11 [File Name or Event] 27-Jun-01, Slide 11

12 1 - Introducción Cavitación Pala del impulsor Cara frontal de la pala del impulsor a IMPULSOR b Liquido adyacente Cara de atrás de la pala del impulsor Fase 1 Fase 2 Aumento de presión Fase 3 Fase 4 Cara de atrás de la pala del impulsor Pala del impulsor Cara frontal de la pala del impulsor b a 12[File Name or Event] 27-Jun-01, Slide 12

13 1 - Introducción Controlo de la cavitación Instalación NPSH d NPSH r Bomba 13[File Name or Event] 27-Jun-01, Slide 13

14 2 Analisís de Vibraciones en bombas Cavitación Cavitación de bombas: genera vibraciones aleatorias, debido al colapso (implosión) de burbujas sobre los álabes. Puede destruir el rodete / rotor. Presenta un sonido característico 14[File Name or Event] 27-Jun-01, Slide 14

15 2 Análisis de Vibraciones en bombas Cavitación espectro típico 15[File Name or Event] 27-Jun-01, Slide 15

16 2 Análisis de Vibraciones en bombas Paso de álabes El impulsor de la bomba produce un impulso de presión en el fluido cuando cada alabe pasa por la salida de la bomba. Este impulso excita la frecuencia de paso de los álabes 16[File Name or Event] 27-Jun-01, Slide 16

17 2 Análisis de Vibraciones en bombas Paso de álabes espectro típico Feq. 17[File Name or Event] 27-Jun-01, Slide 17

18 2 Análisis de Vibraciones en bombas Flujo turbulento Cuando el flujo no es constante y se producirán perturbaciones aleatorias (flujo turbulento) causadas por variaciones de presión y de velocidad. 18[File Name or Event] 27-Jun-01, Slide 18

19 2 Análisis de Vibraciones en bombas Flujo turbulento espectro típico Amp plitude 1 X RPM FPA Feq. 19[File Name or Event] 27-Jun-01, Slide 19

20 3 - Ejemplo 1 - cavitación Bomba centrífuga sistema de refrigeración 20[File Name or Event] 27-Jun-01, Slide 20

21 3 - Ejemplo 1 - cavitación Bomba centrífuga sistema de refrigeración Bomba 21[File Name or Event] 27-Jun-01, Slide 21

22 3 - Ejemplo 1 - cavitación Bomba centrífuga sistema de refrigeración Características del Motor Manufacturer ABB Serial Number /1 Frame AMA500L8 Output 1300 kw Frequency 50 Hz Number of Poles 8 Poles Rated Speed 745 rpm Split 0,67 % Rated Voltage 6600 V Rated Current 149 A Ii/In Rated Torque Nm Design Insulation Class F Service Factor Duty Cycle S1 Enclosure IP55 Mounting Aprox. Weight 6100 kg 22[File Name or Event] 27-Jun-01, Slide 22

23 3 - Ejemplo 1 - cavitación Bomba centrífuga sistema de refrigeración Características de la bomba Manufacturer Wilo Model 30/30 Alet D Serial Number /149 Operation Mode Continuous Fluid Pumped Water Operating Temperature (minimum) ºC Operating Temperature (normal) ºC Operating Temperature (maximum) ºC Vapour Pressure bara@ºc Specific Gravity Specific Heat kj/kgºc Viscosity (operating) cp Viscosity (at start up cold) cp Solids Content / Size mc Capacity (minimum) m3/h Capacity (design) 8000 m3/h Capacity (maximum) m3/h Suction Pressure (normal/design) bara Dicharge Pressure 4,71 bara Differential Pressure bar Differential Head m NPSHA m Pump Speed (normal) 745 rpm 23[File Name or Event] 27-Jun-01, Slide 23

24 3 - Ejemplo 1 - cavitación Bomba centrífuga sistema de refrigeración [File Name or Event] 27-Jun-01, Slide 24

25 3 - Ejemplo 1 - cavitación Bomba centrífuga sistema de refrigeración 5 x Rpm=5 x 795=3725= Fpa Harmónicas de Fpa 25[File Name or Event] 27-Jun-01, Slide 25

26 3 - Ejemplo 1 - cavitación Evolución de NGV en el punto 4 Vertical 10.2 Esta variación tiene origen en las diferentes condiciones de funcionamiento en términos de presión. Después de varias experiencias se llegó a la conclusión de que el grupo vibraba menos cuando la presión en el colector en la salida de la bomba era de +/- 4,6 bar. Sin embargo la bomba continuaba cavitando [File Name or Event] 27-Jun-01, Slide 26

27 3 - Ejemplo 1 - cavitación Bomba centrífuga sistema de refrigeración Video 1 Video 2 27[File Name or Event] 27-Jun-01, Slide 27

28 3 - Ejemplo 2 Bomba Combitube Bomba pitot 28[File Name or Event] 27-Jun-01, Slide 28

29 3 - Ejemplo 2 Bomba Combitube Bomba pitot [File Name or Event] 27-Jun-01, Slide 29

30 3 - Ejemplo 2 Bomba Combitube Bomba pitot 30[File Name or Event] 27-Jun-01, Slide 30

31 3 - Ejemplo 2 Bomba Combitube Bomba pitot 31[File Name or Event] 27-Jun-01, Slide 31

32 3 - Ejemplo 2 Bomba Combitube Bomba pitot 32[File Name or Event] 27-Jun-01, Slide 32

33 3 - Ejemplo 2 Bomba Combitube Evolución de NGV en el punto 8 dirección horizontal. La intervención originó una evolución de NGV en el punto 8H. La lectura de fase en las direcciones radiales del punto, indicaban una diferencia cerca de 180. En la inspección efectuada se detectó que el cierre mecánico que está solidário con el rotor comezaba a rozar en la estructura de salida de la bomba. La intervención consistió en la sustitución del eje, (el que estaba montado había sido recuperado), de los rodamientos, de contacto angular y al final se llevó el conjunto rotativo a equilibrar en banco. 33[File Name or Event] 27-Jun-01, Slide 33

34 3 - Ejemplo 2 Bomba Combitube Espectros antes de la reparación 4701 CPM 12 mm/s Rms 34[File Name or Event] 27-Jun-01, Slide 34

35 3 - Ejemplo 2 Bomba Combitube En la inspección realizada se detectó que el cierre mecánico que se quedaba solidario con el rotor empezó a rozar la estructura de la bomba. La Intervención consistía en sustituir el eje (el que estaba montando había sido recuperado), todos los cojinetes y el equilibrado del conjunto rotativo en banco. 35[File Name or Event] 27-Jun-01, Slide 35

36 3 - Ejemplo 2 Bomba Combitube Espectros después de la reparación 4705 CPM 3,1 mm/s Rms 36[File Name or Event] 27-Jun-01, Slide 36

37 3 - Ejemplo 2 Bomba Combitube Comparación de espectros antes y después 37[File Name or Event] 27-Jun-01, Slide 37

38 3 - Ejemplo 2 Bomba Combitube NGV - Confirmación de la reparación efectuada 38[File Name or Event] 27-Jun-01, Slide 38

39 3 - Ejemplo 3 Modelo didáctico Bomba centrífuga - modelo didáctico 39[File Name or Event] 27-Jun-01, Slide 39

40 3 - Ejemplo 3 Modelo didáctico Bomba centrífuga - modelo didáctico 40[File Name or Event] 27-Jun-01, Slide 40

41 3 - Ejemplo 3 Modelo didáctico En operación normal 41[File Name or Event] 27-Jun-01, Slide 41

42 3 - Ejemplo 3 Modelo didáctico En cavitación 1 x Rpm 6 x Rpm= Fpa 2x Fpa 3x Fpa 42[File Name or Event] 27-Jun-01, Slide 42

43 4 - Ejemplo alive Wireless 43[File Name or Event] 27-Jun-01, Slide 43

44 Headline Copy Q & R? 44[File Name or Event] 27-Jun-01, Slide 44