Velocidad de funcionamiento inversa de la bomba de turbina vertical para pozos profundos
La velocidad de marcha atrás se refiere a la velocidad (también llamada velocidad de retorno, velocidad de marcha atrás) de unbomba de turbina vertical para pozo profundocuando el fluido fluye a través de la bomba en dirección inversa bajo una determinada altura (es decir, la diferencia de altura total entre el tubo de salida de la bomba y el tubo de succión).
Esta situación puede ocurrir en sistemas con una curva característica del sistema con una altura estática alta (Hsys, 0), pero también en bombas de turbina verticales de pozos profundos que funcionan en paralelo.
Cuando la unidad de bomba se apaga inesperadamente, la válvula de retención de salida falla y la tubería de salida está abierta, la dirección del fluido a través de la bomba se invertirá y el rotor de la bomba girará a la velocidad de operación inversa después de que cambie la dirección del flujo.
La velocidad de funcionamiento inverso suele ser significativamente mayor que la velocidad de funcionamiento normal y depende de las condiciones del sistema (especialmente la presión actual) y la velocidad específica de la bomba (ns). La velocidad máxima de funcionamiento inverso de la bomba de flujo radial (ns ≈ 40 r/min) es aproximadamente un 25% mayor que la velocidad de funcionamiento normal de la bomba, mientras que la velocidad máxima de funcionamiento inverso de la bomba de flujo axial (ns ≥ 100 r/min ) es mayor que la velocidad de funcionamiento normal de la bomba. Corre 100% más rápido.
Estas condiciones de funcionamiento también pueden producirse si el elemento de cierre utilizado para proteger contra el golpe de ariete no es una válvula antirretorno sino un elemento de cierre lento. La mayor parte del fluido devuelto puede fluir a través de la bomba de turbina vertical de pozo profundo.
Si el aumento de presión es causado por un corte de energía en la unidad de accionamiento y no hay una válvula de retención instalada, el eje de la bomba también girará en la dirección opuesta. Durante este proceso también se debe prestar mucha atención a los riesgos que implican los cojinetes y sellos mecánicos que solo funcionan en un sentido de rotación, así como el posible aflojamiento de las fijaciones roscadas en los ejes giratorios.
Si el medio de retorno se encuentra en un estado cercano al punto de ebullición, el medio puede vaporizarse cuando la bomba o el dispositivo regulador del lado de presión se despresurizan.
La velocidad de funcionamiento inversa del flujo (de retorno) que contiene vapor versus el flujo de retorno de líquido, como función de la raíz cuadrada de la relación de densidad líquido/vapor, puede aumentar a valores peligrosamente altos.
Si en una bomba de turbina vertical para pozos profundos, que gira en sentido contrario al normal, se conecta el motor de accionamiento, el tiempo de arranque del grupo motobomba será considerablemente mayor. En esta condición de funcionamiento, para motores asíncronos, también se debe tener en cuenta el aumento adicional de temperatura del motor.
Sólo se pueden tomar medidas apropiadas para evitar daños al grupo motobomba causados por una velocidad de marcha atrás excesiva.
Las contramedidas para evitar que la velocidad de marcha atrás sea demasiado alta incluyen:
1) Instale un dispositivo mecánico antirretroceso (como un dispositivo de bloqueo de contraflujo) en el eje de la bomba;
2) Instale una válvula de retención unidireccional de cierre automático confiable (como una válvula de retención oscilante) en el tubo de salida de la bomba.
Nota: El dispositivo antirretroceso se utiliza para evitar que la bomba retroceda. Entre ellos, el dispositivo de bloqueo de reflujo funciona según el principio de rotación hacia adelante sin obstáculos. Una vez que se invierte la dirección de rotación del eje, la rotación del rotor se detendrá inmediatamente.