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Jun 01, 2023

Projetando e construindo um campo de teste de desempenho para bombas centrífugas horizontais

As bombas centrífugas são uma tecnologia essencial usada para movimentar fluidos para inúmeras aplicações em todos os setores. A capacidade de validar o desempenho, a eficiência e a confiabilidade da bomba é um requisito

As bombas centrífugas são uma tecnologia essencial usada para movimentar fluidos para inúmeras aplicações em todos os setores. A capacidade de validar o desempenho, a eficiência e a confiabilidade da bomba é um requisito de muitos padrões publicados, como o American Petroleum Institute (API) 610 e especificações de aquisição para novos equipamentos. A necessidade de campos de teste de desempenho (PTF) para apoiar o mercado de reposição aumentou nos últimos anos, à medida que os operadores de unidades procuram prolongar a vida útil ou atualizar a produção dos equipamentos existentes. A disponibilidade destas instalações para apoiar estas melhorias de processo é limitada. Recentemente, um novo centro de serviços estava sendo construído no Texas e uma PTF foi incorporada ao seu projeto. Esta PTF foi essencial neste centro de serviços para apoiar o fornecimento de engenharia reversa, retrofits, atualizações hidráulicas e substituições imediatas que eles projetam e fabricam.

O primeiro passo no projeto de uma PTF para bombas centrífugas é determinar as especificações exigidas, como as especificações do Instituto Hidráulico, e o estilo da bomba, como horizontal ou vertical. As especificações adicionais incluem a faixa de vazão, a faixa de pressão e os requisitos de potência (hp) associados. Estas especificações incluirão o tamanho e o tipo de bomba que pode ser testada. Uma vez determinadas as especificações, o processo de design começa.

A PTF deve ser projetada para simular as condições do sistema operacional o mais fielmente possível. Embora o layout do PTF seja um tanto simplista, conforme ilustrado na Imagem 1, o projeto requer muitas disciplinas de engenharia diferentes, desde mecânica, elétrica e civil até instrumentação e lógica de controle. Os sistemas de tubulação devem considerar não apenas válvulas de controle de fluxo, mas também válvulas de isolamento, trechos retos para medidores de vazão, suportes de coletores, respiros de ponto alto, drenos de ponto baixo, etc. dos cabos de dados para a sala de controle central e registrador de dados devem estar limpos e livres de qualquer ruído de sinal.

O sistema de fundação precisa ser projetado para medir com precisão a vibração da bomba, e uma fundação rígida colocada em um local com aterro adequado e isolada do ambiente circundante é crítica. A capacidade do guindaste e/ou o acesso da empilhadeira são essenciais para mover os acionamentos e as bombas para seus locais adequados.

O projeto do sistema elétrico deve ter a tensão e a carga de amperagem apropriadas para acionar os motores necessários. As PTFs mais antigas normalmente usavam uma frota de motores e caixas de engrenagens para facilitar a cobertura da vasta gama de velocidades de operação da bomba. As PTFs modernas utilizam inversores de frequência variável (VFDs) para reduzir o número de motores, eliminando a necessidade de caixas de engrenagens e reduzindo o tempo de ciclo necessário para trocar as bombas em teste. Projetar uma PTF moderna do zero facilita a capacidade de dimensionar o sistema de acionamento elétrico para uma capacidade maior, enquanto as instalações mais antigas são forçadas a realizar um teste de velocidade reduzida ou simplesmente não podem testar. Embora alguns padrões da indústria aceitem testes de velocidade reduzida, a capacidade de testar a bomba no verdadeiro ponto de serviço e rotações por minuto (rpm) é o método preferido.

Todos estes elementos de design devem ser reunidos para estabelecer o layout físico da instalação da PTF. Embora o ciclo de PTF em si seja simplista, os usuários verão que a verificação cruzada do projeto com todas as disciplinas técnicas é uma tarefa importante e imperativa. Um passo em falso ou um descuido no projeto pode produzir grandes atrasos na construção e estouros orçamentários.

Construindo o Campo de Teste de Desempenho

Assim que o projeto estiver concluído, a PTF poderá ser construída. Para ter uma PTF moderna, deve-se dar atenção especial à fundação do local para garantir a qualidade dos resultados dos testes. O centro de serviços acima mencionado foi preparado primeiro através da limpeza do local de vegetação e solo superficial. Em seguida, o local foi laminado com um rolo pneumático para detectar quaisquer áreas fracas remanescentes. Depois que as áreas fracas foram removidas, o local foi preenchido de acordo com a especificação do projeto, com compressão e nivelamento adequadamente projetados.