Estacion de bombas para amoniaco

La seguinte figura ilustra el esquema de montaje de una estación de bombas para alimentar los evaporadores en amoníaco líquido.

Vemos dos bombas. Es lo mínimo necesario para asegurar la continuidad de servicio.

Si una bomba tiene una avería, la segunda se pone en marcha para garantizar la totalidad del caudal. Esto significa que cada bomba debe ser dimensionada para asegurar la totalidad del caudal.

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Las bombas son instaladas en carga, es decir por debajo del líquido en el depósito separador. La diferencia de nivel entre el eje de la bomba y el nivel de líquido no es nunca inferior a 1,5 m, para una velocidad en la tubería de aspiración de la bomba inferior a 0,5 m/s. Esto limita la pérdida de carga y, en principio, garantiza una presión suficiente en la aspiración de la bomba para evitar la cavitación.

Como ya hemos precisado, en otras entradas deste blog, la cavitación es el fenómeno de evaporación del fluido por la caída de presión en la entrada del rodete de la bomba. Esto vacia la bomba y provoca su deterioro. Es pues fundamental detectar el defecto de la cavitación y parar la bomba. Esa es la misión del presostato diferencial que vigila la diferencia de presión entre la impulsión y la aspiración de la bomba, dando por entendido que la cavitación conlleva una disminución importante de la diferencia de presión.

La válvula situada en la aspiración de la bomba es de tipo esférico de paso recto, sin pérdida de carga, con el fin de limitar los riesgos de cavitación.

Cada bomba es montada con una válvula en la impulsión con el fin de impedir el reciclado del fluido durante la parada de la bomba.

Diafragma caudal máximo: se trata de un orificio calibrado situado en la impulsión de la bomba para limitar el caudal y obtener un AP suficiente para el mantenimiento del empuje axial y la lubrificación.

Diafragma caudal mínimo: este orificio de pequeño diámetro se pone en una tubería de derivación del caudal impulsado hacia el depósito separador. Su misión consiste en garantizar un caudal mínimo para enfriar el motor (y por tanto evitar la cavitación), cuando las válvulas de los evaporadores están cerradas.

Una válvula de descarga: tarada en principio a 5 o 6 bares, evita la ruptura de la tubería. En este caso, ésta última estaría llena de líquido y las válvulas cerradas. Es lo que pasa cuando se cierran las electroválvulas en la entrada de los evaporadores. Sabemos que, en esta situación, el menor calentamiento del líquido ( como no hay sitio para el vapor) conlleva importantes y rápidas subidas de la presión que sobrepasan ampliamente la resistencia de las tuberías.

La válvula de descarga se abre pues si la presión ante ella sobrepasa el valor de ajuste y envía el líquido en la tubería de derivación para retomar al depósito separador a través de una válvula de aislamiento que siempre está abierta. Para impedir el cierre de esta válvula por descuido, bloqueamos su tapa y la precintamos con alambre y polmo.

Tubo de purga de gas: permite evacuar, hacia el separador, el vapor que pueda formarse en la bomba durante la parada, lo que permite el arranque con una bomba llena de líquido( condición ideal).

Gases calientes AP: para el mantenimiento de las bombas, es necesario evacuar el líquido que contienen antes de desmontarlas. Una solución práctica consiste en empujar el líquido con gases calientes. El caudal del gas, durante un tiempo variable, va a desescarchar la bomba y evaporar la totalidad del líquido. El desmontaje podrá hacerse entonces con un mínimo de riesgos.

Válvulas de seguridad: en determinadas circunstancias, la presión en el depósito separador puede subir más allá de la PS (presión máxima admisible), lo que aumenta el riesgo de ruptura de la pared del depósito. Para evitar todo accidente que podría acarrear graves consecuencias de intoxicación en las personas y riesgos de incendio, equipamos estos depósitos con válvulas de seguridad.

La norma EN 378 exige el montaje de dos válvulas en cada depósito ( o capacidad) de la instalación. Cada válvula es dimensionada para la totalidad del caudal a evacuar y son montadas sobre una válvula de inversión que aísla la válvula de reserva. Esta última es puesta en servicio manualmente si la otra válvula necesita una revisión.

La evacuación de las válvulas se efectúa en el exterior en la atmósfera y a un nivel superior al edificio.

Purga de aceite: el depósito separador recibe un poco de aceite mezclado con el fluido refrigerante y, al contrario que este último que se transforma en vapor, el aceite se queda en el depósito. Es pues necesario evacuarlo regularmente para evitar la pérdida de rendimiento de la instalación. Como el aceite es más pesado que el amoníaco, la acumulación se hace en la parte baja del depósito separador. Bastará con poner un purgador aquí para recuperarlo periódicamente.

Purgar el aceite es una tarea peligrosa que debe ser ejecutada por un frigorista confirmado y habilitado para intervenir en las instalaciones con amoniaco. Este técnico va equipado con una protección individual: máscara completa con filtro K especial NH3, guantes largos impermeables, delantal y botas de goma. Pone en marcha la extracción de la sala de máquinas. La instalación permanece en servicio para limitar la presión en el separador (pero quedando por encima de la presión atmosférica).

Si se trata de una instalación cuya presión de evaporación es inferior a la presión atmosférica, se puede usar un recipiente de purga mire la seguinte image

El purgador es prolongado por un tubo flexible empalmado sólidamente y que se sumerge en un cubo que contiene algunos litros de agua. El agua absorberá el vapor de amoniaco durante la purga. El grifo de contrapeso es cerrado y ajustado como se indica en la image

Procedimientos del frigorista:

• Abre el grifo R
• Mantiene el tubo en el agua con la mano (y guantes),
• Con la otra mano, abre lentamente el grifo de contrapeso y vigila atentamente el flujo de aceite,
• La llegada del amoniaco provoca chasquidos,
• Para en cuanto los chasquidos son frecuentes (peligro, riesgo de ser rociado, utilidad del delantal, las botas y la máscara),
• Cierra los grifos y no olvida volver a poner la tapa de fin de línea.
• Almacena el aceite en el exterior del edificio en un recipiente con miras a regenerarlo .

Las instalaciones actuales suelen estar equipadas de un recipiente de purga de aceite que permite minimizar los riesgos cuando se hace una purga manual.

El recipiente de purga puede ser diseñado para reintegrar el aceite directamente en el compresor. En este caso, el aceite debe estar limpio, lo que se produce cuando la temperatura de descarga es moderada, sobretodo con los compresores de tomillo.

La figura anterior pone en evidencia un separador equipado con un recipiente de purga. En funcionamiento normal, los grifos 1 y 3 estan abiertos y el aceite, mezclado al amoniaco líquido, va a circular por gravedad hacia el recipiente. Como éste último no está aislado, el amoniaco va a evaporarse lentamente y el vapor subirá a través del grifo 3 hacia la parte superior del separador. Comprendemos que la mezcla aceite amoniaco contenida en el recipiente será cada vez más rica en aceite.

Cuando decidimos purgar el aceite, para restablecer el nivel en el cárter del compresor por ejemplo, cerramos el grifo 1 y ponemos la resistencia en funcionamiento. El calor desprendido por la resistencia evapora el amoniaco cuyo vapor sigue circulando hacia el separador, y, al final, el aceite llega a ser puro. Un termostato limita la temperatura del aceite a 20 o 30 oC.

Para la reintegración en el cárter, cerramos el grifo 3 y después, (sólo tras haber cerrado el 3), abrimos ligeramente el grifo 2 de los gases calientes. La presión aumenta en el recipiente para obtener una presión superior, a la que reina en el cárter del compresor, de un bar, con el fin de empujar al aceite. La válvula de descarga 4 limita la presión en el recipiente. Ahora podemos cortar la alimentación de la resistencia, abrir el grifo 5 y vigilar el nivel en el cárter. Si el aceite está lo bastante caliente fluirá sin dificultad.

Cuando termine la operación, cerrar los grifos 2 y 5 y después abrir el 1 y 3.