Como selecionar a bomba centrífuga certa para transporte de produtos petrolíferos

Na engenharia petroquímica, mistura de óleo lubrificante, carga/descarga de combustível e gerenciamento de depósitos de petróleo, a transferência de produtos petrolíferos é uma operação frequente e crítica. Escolher a bomba centrífuga errada pode resultar, na melhor das hipóteses, em vazão insuficiente e baixa eficiência, e, na pior das hipóteses, vazamento do selo mecânico, emperramento do eixo do equipamento ou até mesmo acidentes com incêndio e explosão.

Como pesquisador de máquinas de fluidos, este artigo, da perspectiva de um tomador de decisão de seleção, combina princípios de mecânica de fluidos e condições operacionais no local para detalhar as 6 etapas principais para a seleçãobombas centrífugaspara transferência de derivados de petróleo.

1. Esclareça as propriedades físicas e químicas dos produtos petrolíferos

Antes de abrir o manual de seleção, analise primeiro as características do meio transportado. Ao contrário da água, os produtos petrolíferos possuem parâmetros que afetam muito o desempenho da bomba.

Viscosidade

A viscosidade é o principal fator determinante para a seleção.

• Produtos petrolíferos de baixa viscosidade (por exemplo, gasolina, diesel, nafta leve):A viscosidade é próxima da da água e as bombas centrífugas convencionais são adequadas. Observe que tais meios têm alta pressão de vapor e são propensos à cavitação; portanto, atenção especial deve ser dada à altura de sucção líquida positiva disponível no sistema.
• Produtos petrolíferos de média e alta viscosidade (por exemplo, óleo lubrificante, diesel pesado, petróleo bruto):Quando a viscosidade cinemática excede 50 cSt, a eficiência das bombas centrífugas cai significativamente. Neste caso, se uma bomba centrífuga comum ainda for selecionada, fatores de correção de viscosidade (por exemplo, conversão de acordo com os padrões HSI) deverão ser considerados, ou uma bomba rotativa deverá ser selecionada diretamente; se for necessária uma bomba centrífuga, um modelo especial de canal de fluxo largo projetado para alta viscosidade deve ser escolhido.

Lubricidade e Corrosividade

Os produtos petrolíferos possuem certas propriedades autolubrificantes, que são benéficas para a vida útil dos selos mecânicos. No entanto, deve-se ter cautela:

• Meio contendo enxofre/ácido:Materiais resistentes à corrosão devem ser selecionados (304 para corrosão fraca, 316/316L para enxofre médio e alto e meios corrosivos fortes) para evitar a contaminação do óleo pela ferrugem da corrosão do aço carbono.
• Anidro/contendo água:Certos produtos petrolíferos (por exemplo, querosene de aviação) são extremamente sensíveis à água, portanto o material do corpo da bomba deve ser desidratado ou devem ser selecionados materiais à prova de ferrugem.

Ponto de inflamação e inflamabilidade

Para a transferência de meios com baixo ponto de fulgor, como gasolina e benzeno, a classificação à prova de explosão é um indicador obrigatório. Um motor totalmente à prova de explosão (Ex d II BT4 ou superior) deve ser selecionado, o impulsor pode ser feito de bronze para reduzir o risco de faíscas por fricção e toda a máquina deve ser devidamente aterrada para eletricidade estática.

2. Calcule com precisão os parâmetros operacionais para corresponder ao desempenho principal da bomba

O cálculo preciso dos parâmetros operacionais melhora a eficiência e reduz o consumo de energia.

Requisito de taxa de fluxo

Reserve uma margem de flutuação de 10% a 20% com base no volume real de transferência; selecione bombas centrífugas de sucção dupla para grandes vazões e pequenas bombas centrífugas de estágio único para pequenas vazões e equipe-as com um dispositivo de conversão de frequência para condições operacionais com grandes flutuações.

Cálculo da cabeça

Altura manométrica real necessária = altura de entrega + resistência da tubulação + resistência local. A cabeça nominal para seleção deverá ser 10% a 15% maior que a demanda real para reservar uma margem.

Temperatura operacional e condições de sucção

Selecione vedações e materiais resistentes a altas temperaturas para produtos petrolíferos de alta temperatura e considere a anticoagulação para produtos petrolíferos de baixa temperatura; calcule a cabeça de sucção positiva líquida e selecione bombas centrífugas autoescorvantes para condições de sucção ruins para evitar cavitação.

3. Cabeça líquida de sucção positiva (NPSH)

Os produtos petrolíferos geralmente têm alta pressão de vapor saturado e são mais propensos a vaporizar, especialmente em ambientes de alta temperatura.

• Cabeça de sucção líquida positiva disponível (NPSHa):Determinado pelo sistema de tubulação no local (altura do nível do líquido do tanque de armazenamento, perda na tubulação de sucção, pressão atmosférica, pressão de vapor do produto petrolífero).
• Cabeça de sucção líquida positiva necessária (NPSHr):Determinado pela própria bomba.

Regra de seleção:NPSHa > NPSHr + 1,0 m (margem de segurança)

Para a transferência de produtos petrolíferos, o projeto do lado de sucção é muitas vezes mais importante do que a própria bomba. Recomendações:

• Adote a instalação inundável tanto quanto possível.
• Se a autoescorvação for obrigatória, selecione uma bomba centrífuga autoescorvante, instale uma válvula de pé no tubo de sucção e controle a altura de sucção dentro de 2 m.

4. Sistema de vedação: a principal linha de defesa contra vazamentos

O vazamento de produtos petrolíferos não é apenas uma perda econômica, mas também um risco potencial à segurança. Para a transferência de produtos petrolíferos, a seleção de selos mecânicos é crucial. De acordo com as propriedades do produto petrolífero, recomenda-se a seguinte seleção em níveis:

1.Selo mecânico único + Plano de lavagem 01/02

Adequado para produtos petrolíferos não perigosos e não voláteis (por exemplo, óleo lubrificante comum, diesel). Autolavagem com o meio bombeado para remover o calor da superfície de vedação.

2.Selo mecânico único + Plano de lavagem Plano 11

Configuração padrão, conduzindo o meio de alta pressão da saída da bomba para lavar a câmara de vedação, adequado para a maioria dos produtos petrolíferos limpos.

3.Selo mecânico tandem (API 682 Plano Plano 52/53)

Altamente recomendado para meios altamente voláteis e tóxicos, como gasolina, benzeno e tolueno. Esta estrutura adota vedações de dois estágios com fluido de isolamento (óleo branco ou etilenoglicol) injetado entre eles. Mesmo que a vedação primária vaze, os produtos petrolíferos não escaparão para a atmosfera, mas fluirão para um tanque de segurança, melhorando significativamente a segurança.

5. Seleção de materiais: de ferro fundido a aço inoxidável

Para transferência de derivados de petróleo, a seleção do material segue a lógica abaixo:

• Ferro fundido/aço fundido:Adequado para produtos de óleo leve não corrosivos e em temperatura normal (por exemplo, diesel, óleo lubrificante), com o mais alto desempenho de custo.
• Aço inoxidável 304 (CF8):Adequado para meios fracamente corrosivos, óleo branco de qualidade alimentar e produtos químicos finos de óleo sensíveis a íons de ferro.
• Aço inoxidável 316 (CF8M):Adequado para petróleo bruto ou intermediários químicos com alto íon cloreto e acidez.

Além disso, para hidrocarbonetos de baixa temperatura, gases liquefeitos (por exemplo, propano de baixa temperatura) ou óleo de transferência de calor de alta temperatura, materiais especiais resistentes a baixas temperaturas/altas temperaturas e estruturas de resfriamento/aquecimento de rolamentos correspondentes devem ser selecionados.

6. Considerações sobre eficiência motora e energética

A transferência de produtos petrolíferos requer frequentemente uma operação contínua a longo prazo e os custos de consumo de energia não podem ser ignorados.

• Classificação à prova de explosão: Determine a classificação à prova de explosão do motor de acordo com a classificação da área no local (Zona 1 ou Zona 2). O padrão comum é Ex d II BT4 (tipo à prova de chamas, adequado para a maioria dos cenários petroquímicos).
• Padrões de eficiência energética (IE3/IE4): São recomendados motores com grau de eficiência energética IE3 ou superior. Embora o custo inicial de aquisição seja ligeiramente mais elevado, a diferença de preço pode normalmente ser recuperada dentro de 1 a 2 anos, num contexto de aumento dos preços da electricidade.
• Controle de frequência variável: Se a vazão de transferência de produtos petrolíferos precisar de ajuste frequente, um inversor de frequência variável (VFD) é recomendado. Ajustar a velocidade por meio da conversão de frequência em vez do estrangulamento da válvula pode economizar de 20% a 40% de energia elétrica.

Conclusão

Selecionar a bomba centrífuga certa para transferência de produtos petrolíferos não precisa ser complicado. Com uma compreensão clara das características de seus produtos petrolíferos, parâmetros operacionais e requisitos de aplicação, combinados com o suporte técnico profissional e soluções de produtos da Teffiko, você pode encontrar um equipamento que oferece desempenho confiável por muitos anos.

Junte-se a nós para explorar as infinitas possibilidades da tecnologia de fluidos.Visite o site oficial:http://www.teffiko.com