llamadas VALVULAS DE CONTROL DE BOMBEO.

Transcripción

1 VALVULA DE CONTROL DE BOMBEO INTRODUCCION A partir de apuntes tomados en capacitaciones dictadas por Giora Heimann Technical Consultant giorah@dorot.org.il Bajo el nombre de transitorio, se conoce y estudia a los fenómenos relacionados con la variación en la presión, ocurridos dentro de una conducción presurizada. Las variaciones en la presión están relacionadas con variaciones en la velocidad del fluido. El golpe de ariete podría ser entendido como un transitorio de gran magnitud. El Golpe de Ariete, Golpe de Presión, u Onda de Presión (Water Hammer), puede ser definido como la variación en la presión, (valores muy superiores y muy inferiores a los esperables en condiciones normales de operación), producto de un cambio brusco en la velocidad del agua. Demás esta decir que esos valores extremos de presión (por muy altos o por muy bajos), generan daños en la tubería y sus componentes y que deben ser evitados. Existen varios y diversos motivos por los cuales puede generarse un golpe de ariete. Uno de ellos esta relacionado con el arranque y parada de los sistemas de bombeo o impulsión. En el fondo, el problema no es que el agua circule a 1, 2 ó 3 m/seg. de velocidad dentro de una tubería, sino como se pasa de 0 m/seg., a dicha velocidad (inicio del bombeo) y luego como se regresa a los 0 m/seg. (detención del bombeo). Actualmente existen varios dispositivos para entrar y salir de régimen; uno de ellos, son las llamadas VALVULAS DE CONTROL DE BOMBEO.

2 QUE ES UNA VALVULA DE CONTROL DE BOMBEO - BC La válvula BC, es una válvula hidráulica, automática, la cual es instalada en la descarga de la bomba. Técnicamente es una VALVULA SOLENOIDE. La misma será capaz de abrir lentamente durante el encendido de la bomba y cerrar lentamente durante la salida de bombeo, previniendo así los indeseables golpes de presión producto del muy rápido cambio en la velocidad del fluido. Tanto la velocidad de entrada en régimen como la salida del mismo, pueden ser reguladas. Una vez alcanzado el régimen de bombeo, la válvula permanece totalmente abierta, generando así una mínima pérdida de carga. DONDE SE LA UTILIZA La válvula de control de bombeo es utiliza en impulsiones cuesta arriba. Además, la válvula de control de bombeo BC, trabaja como válvula de retención (CV = check valve), por lo que en caso que exista un fallo en el suministro eléctrico y el fluido regrese en sentido inverso, la válvula se cerrará rápidamente. En muchos casos, la válvula ANTICIPADORA DE ONDA - ANTIARIETE es el complemento ideal de la válvula de control de bombeo BC. CONTROL DE BOMBEO ANTICIPADORA DE ONDA

3 QUE PARTES CONFORMAN UNA VÁLVULA BC La válvula BC es una válvula solenoide, provista de válvulas aguja para controlar la velocidad de apertura y cierre. Dispone de un indicador de carrera, el cual participa durante el cierre de la válvula-detención del bombeo. Un relé hidráulico participa en el sistema de retención, garantizando el cierre de la válvula en caso que la presión de aguas abajo sea mayor que la de aguas arriba.

4 TABLERO DE CONTROL DE LA VÁLVULA BC Para coordinar la operación entre la válvula de control de bombeo y el sistema de bombeo, debe existir un TABLERO DE CONTROL, el cual podrá ser provisto localmente o mediante el modelo DVC 1.5 de Dorot. DVC 1.5 S1 = Control remoto (opcional) S2 = Limit Switch de la válvula SOL = Solenoide de la válvula M = Contactor del motor CR = Relé del contactor El DVC 1.5 es un muy completo TABLERO DE CONTROL, que opera con baja tensión, el cual provee de todas las funciones de control relacionadas con la válvula y con los sistemas de bombeo standard. Es posible programa la secuencia y los tiempos, relacionados con el arranque y detención del bombeo. Además, el DVC 1.5 admite la entrada de alarmas y protecciones, tales como: Corte por bajo nivel del tanque o reservorio de succión. Corte por falta de una fase eléctrica. Corte por alta temperatura en motor eléctrico. Corte por alto consumo eléctrico. Etc En todos los caso, el display del DVC 1.5 indica la presencia de una anormalidad y el origen de la misma.

5 COMO TRABAJA LA VALVULA DE CONTROL DE BOMBEO Bombeo detenido Válvula BC cerrada, operando como válvula de retención El tablero de control energiza simultáneamente la bomba y el solenoide de la válvula BC. Mientras la bomba llega rápidamente a régimen pleno, la válvula BC (que estaba cerrada), se abre lentamente.

6 La válvula esta totalmente abierta generando una muy baja pérdida de carga. Se des-energiza el solenoide y la válvula BC comienza a cerrarse. La bomba continúa energizada y funcionando a pleno.

7 (5) FINAL DEL BOMBEO PRESION ESTATICA TC S LS M La válvula se cierra completamente. El Limit Switch, cierra el circuito eléctrico y envía una señal al tablero de control para que apague la bomba. Ahora la válvula funciona como Válvula de Retención C.V.

8 VALVULA DE CONTROL DE BOMBEO Y SOSTENEDORA DE PRESION BC/PS En determinadas conducciones o en determinadas circunstancias, no es suficiente lograr que la entrada y salida de servicio del bombeo, sea hecha en forma controlada. Tal es el caso de la conducción que se encuentra vacía, sin agua. Si se desea llenar dicha conducción en forma no controlada, es muy probable que la bomba trabaje en un punto no adecuado de su curva (alto caudal / baja presión), generando problemas de cavitación en la bomba, sobre-giro del conjunto impulsor (con la eventual detención del bombeo) y posiblemente golpes de presión. La válvula BC/PS (control de bombeo - sostenedora de operación), además de realizar la entrada y salida de régimen en forma controlada, mantiene a la bomba operando en un punto adecuado de su curva durante las etapas de llenado de la tubería. Ver Boletín técnico #5 - Algo sobre la función Sostenedora. BC/PS Acción durante el llenado de la tubería... TC (A) Punto de diseño de operación de la bomba. (B) Punto de inadecuado de operación (alto Q / baja P). (C) Punto de calibración del piloto sostenedor de la válvula BC/PS. Solo durante la etapa del llenado de la tubería, el piloto sostenedor mantiene la presión aguas arriba de la válvula (y la bomba trabaja correctamente). M PRESION DE CALIBRACION LIGERAMENTE INFERIOR A LA MAXIMA PRESION DINAMICA

9 El piloto sostenedor solo trabaja durante el llenado de la conducción, manteniendo la presión a la entrada de la válvula (que se corresponde con la descarga de la bomba) en un valor adecuado. Luego que la conducción se ha llenado y la presión aumenta, el piloto manda abrir completamente la válvula, generando una mínima pérdida de carga (por ser un piloto de 3 vías). PILOTO SOSTENEDOR Estación de bombeo con 20 bombas. 2 de ellas equipadas con válvulas BC/PS. La función BC/PS solo es utilizada para el llenado controlado del acueducto.

10 VALVULA DE CONTROL DE BOMBEO DE CIERRE PROLONGADO BC/CD En caso de existir conducciones cuesta arriba, muy largas (p. ej. 10 Km o más), es posible que la operación de cierre de la válvula BC sea muy rápida. Si así fuera, aguas abajo de la válvula BC, se generaría una caída en la presión, que tiempo después, se traduciría en una onda de alta presión. La válvula BC/CD está provista de un piloto el cual sensa la presión aguas abajo. Si la misma cae por debajo de la presión de seto, el piloto detiene el proceso de cierre. BC/CD Acción durante el cierre de la válvula... TC Solo durante la etapa del cierre de la válvula, el piloto sensa la presión aguas abajo de la válvula, impidiendo la caída de la presión por un cierre muy rápido. M PRESION DE CALIBRACION LIGERAMENTE INFERIOR A LA PRESION ESTATICA Nota: la apertura lenta y controlada, el apagado del bombeo solo cuando la válvula está totalmente cerrada y la función válvula de retención C.V. de la válvula BC/CD, son iguales a la de la válvula BC.

11 VALVULA DE CONTROL DE BOMBEO DIFERENCIAL BC/DI En caso de disponer una bomba centrífuga de re-bombeo (booster), donde la presión de entrada pueda ser muy variable ó donde el consumo o demanda sufra variaciones importante, pero donde se desea mantener un caudal de bombeo constante, la alternativa es mantener la bomba funcionando en un punto estable de su curva. Esto se logra mediante la válvula BC/DI, la cual mantiene el diferencial de presión entre estrada y salida de la bomba (dh). BC/DI Acción durante el pleno bombeo... TC Durante el pleno bombeo, la válvula mantiene en diferencia de presión entre la entrada y la salida de la bomba PRESION VARIABLE CONSUMO VARIABLE M PRESION DIFERENCIAL En caso que la demanda de la red se incremente o que la presión de entrada aumente, el diferencial de presión (dh) aumentará. El piloto detectará el aumento y mandará cerrar parcialmente la válvula. En el caso inverso (disminución del dh, el piloto mandará a abrir parcialmente la válvula. Nota: la apertura lenta y controlada, el apagado del bombeo solo cuando la válvula está totalmente cerrada y la función válvula de retención C.V. de la válvula BC/DI, son iguales a la de la válvula BC.

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