Aplicaciones
Estaciones de bombeo e impulsiones
Protección contra golpe de ariete, control de bombas y válvulas de retención para impulsiones.
Las impulsiones presentan algunas de las condiciones hidráulicas más exigentes en la infraestructura hídrica. Los disparos de bombas, los cierres rápidos de válvulas y la separación de columna pueden generar transitorias de presión que son muchas veces la presión de trabajo en estado estacionario. Diseñar correctamente la estrategia de protección desde el principio es mucho menos costoso que hacer frente a las consecuencias de un fallo por sobrepresión.
Visión general
Una impulsión se define por el hecho de que debe trabajar contra la gravedad. Cuando una bomba se dispara, la columna de agua decelera y luego se invierte. La velocidad a la que la columna se invierte y la respuesta de la válvula de retención a esa inversión determinan si el sistema experimenta una transitoria de presión manejable o un golpe dañino. En conducciones largas e instalaciones de alta presión, la diferencia entre un sistema bien protegido y uno mal protegido puede significar la diferencia entre décadas de operación fiable y repetidos fallos en tuberías.
El problema de la sobrepresión
La presión de sobrepresión en una impulsión puede superar la presión de trabajo nominal de la tubería en un factor de dos o más en casos graves. Las causas principales son el disparo de la bomba sin protección adecuada en el lado de descarga, el cierre rápido de válvulas de aislamiento y la separación de columna en puntos altos donde se forma vacío durante la deceleración de la bomba. Un análisis hidráulico transitorio identificará las presiones pico en cada punto a lo largo del perfil de la conducción y determinará qué combinación de medidas protectoras es necesaria para llevarlas dentro de los límites aceptables.
Válvulas de retención sin golpe
Una válvula de retención sin golpe de resorte cierra antes de que se haya desarrollado un flujo inverso significativo, eliminando el golpe que ocurre cuando un disco de clapeta convencional es recogido por el flujo inverso y luego cae sobre el asiento. Para conducciones de hasta DN350, los diseños axiales compactos de resorte caben en un carrete con bridas estándar y no requieren tuberías externas ni controles. Para conducciones más grandes de DN400 a DN1200, las válvulas de retención de boquilla de flujo axial proporcionan el mismo rendimiento sin golpe con la menor pérdida de presión de cualquier geometría de válvula de retención, lo que es una consideración importante en conducciones largas donde los costes de bombeo son significativos.
Válvulas de control de bomba
Una válvula hidráulica de control de bomba en la descarga de la bomba proporciona un cierre en dos etapas: rápido a través del primer 80 a 90 por ciento del recorrido para detener el flujo inverso rápidamente, luego lento a través de la porción final para llevar la columna a una parada controlada y limitar el aumento de presión a niveles manejables. La velocidad de cierre lento se establece ajustando una válvula de aguja en el circuito piloto y puede reajustarse durante la puesta en marcha o a medida que cambian las condiciones operativas. En estaciones de refuerzo donde la bomba arranca contra una conducción aguas abajo presurizada, la misma válvula proporciona una secuencia de apertura controlada para prevenir la sobrepresión de arranque.
Liberación de aire en impulsiones
Las bolsas de aire en los puntos altos de las impulsiones son una causa directa de separación de columna durante la deceleración de la bomba. El aire que entra en la tubería durante la puesta en marcha o a través de juntas con fugas se acumula en los puntos altos y reduce el área de sección transversal efectiva disponible para el flujo. Las ventosas de combinación antichoque deben instalarse en cada punto alto del perfil. Su mecanismo de aguja ajustable controla la velocidad de reentrada cuando el agua llega a la válvula, previniendo el pico de presión que de otra manera ocurriría cuando el flotador cierra contra un frente de agua a pleno caudal.
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