El transporte de lodos a gran altura puede plantear un difícil problema en la selección de bombas:

¿El caudal requerido debe ser gestionado por una sola bomba, o deben operar en serie dos o más bombas de lodos?

No existe una respuesta universal.

Una sola bomba adecuada puede simplificar el sistema y reducir el número de componentes que requieren mantenimiento. Sin embargo, cuando la carga total del sistema resulta demasiado elevada para una única bomba a caudal requerido, las bombas conectadas en serie pueden constituir una alternativa práctica.

La configuración adecuada depende de más que únicamente de la altura total. Los ingenieros también deben evaluar el caudal, las propiedades de la suspensión, los límites de presión, la potencia, el desgaste, la flexibilidad de operación y el rango de rendimiento de las bombas disponibles.

Comprender en qué se diferencian los dos arreglos es el primer paso.

¿Qué significa operar bombas de lodos en serie?

Cuando se utilizan bombas de lodos en serie, la descarga de la primera bomba alimenta la succión de la siguiente bomba.

En términos simplificados:

Bomba 1 → Bomba 2 → Tubería

Las bombas manejan aproximadamente el mismo caudal del sistema, mientras que sus alturas manométricas desarrolladas se suman.

Por ejemplo, si dos bombas aportan cada una aproximadamente 50 metros de altura manométrica al caudal de funcionamiento requerido, la configuración combinada puede proporcionar aproximadamente 100 metros de altura manométrica bajo condiciones adecuadas.

Esto es diferente de las bombas que funcionan en paralelo.

En una disposición en paralelo, las bombas se utilizan generalmente para aumentar la capacidad de caudal del sistema. En una disposición en serie, el objetivo principal es incrementar la altura manométrica disponible a un caudal determinado del sistema.

Para el transporte de lodos a altas cabezas, esta distinción es fundamental.

¿Cuándo puede utilizarse una sola bomba de lodos?

Una configuración de una sola bomba debe evaluarse en primer lugar cuando una bomba adecuada puede proporcionar el caudal y la altura manométrica requeridos dentro de un rango de operación apropiado.

Las ventajas potenciales incluyen:

• tubería más sencilla;
• menos bombas y accionamientos;
• menos componentes de desgaste;
• controles más sencillos;
• planificación de mantenimiento más sencilla;
• y menos puntos potenciales de falla.

Si uno Bomba de lodos de alta elevación Puede cumplir la tarea completa de manera eficiente y dentro de sus límites mecánicos y de presión; sin embargo, añadir otra bomba podría generar una complejidad innecesaria.

Sin embargo, la decisión no debe basarse únicamente en la altura manométrica máxima publicada por la bomba.

La bomba seleccionada debe proporcionar la altura manométrica requerida. al caudal requerido , al tiempo que también maneja la lechada en sí.

¿Cuándo deben considerarse las bombas en serie?

La operación en serie resulta pertinente cuando la altura total del sistema requerida es difícil o inadecuada de ser suministrada por una sola bomba.

Esto puede ocurrir en aplicaciones que involucren:

• elevación sustancial;
• oleoductos de larga distancia;
• alta fricción en la tubería;
• alta resistencia del sistema;
• o combinaciones de estas condiciones.

Por ejemplo, un oleoducto de relaves de larga distancia puede requerir un caudal de 500 m³/h con una altura total del sistema que supera el rango operativo práctico de una sola bomba disponible.

En lugar de obligar a una sola bomba a funcionar en condiciones no adecuadas, los ingenieros pueden evaluar el uso de dos bombas en serie, de modo que cada una aporte una parte de la altura manométrica requerida.

El punto clave es:

La bombeo en serie reparte la altura manométrica requerida entre las bombas; ello no implica que cada bomba maneje únicamente una parte del caudal.

Cada bomba debe seguir evaluándose aproximadamente con el caudal del sistema que atraviesa la configuración en serie.

Compare primero el punto de operación requerido

Antes de decidir entre una bomba y varias bombas, determine la carga real del sistema.

Como mínimo, establezca:

• flujo requerido;
• cabeza total del sistema;
• densidad de la lechada;
• concentración de sólidos;
• tamaño de partícula;
• diámetro de la tubería;
• longitud de la tubería;
• perfil de elevación;
• y rango de operación esperado.

El punto de funcionamiento del sistema resulta más útil que limitarse a afirmar:

“Necesitamos una bomba de alta presión.”

Por ejemplo, un requisito de 100 metros de altura manométrica a 150 m³/h es muy diferente de 100 metros de altura manométrica a 1.000 m³/h.

Por lo tanto, la configuración de la bomba debe seleccionarse entre flujo y carga juntos .

Nuestra guía de cabeza de la bomba frente a caudal explica esta relación con mayor detalle.

¿Cómo se reparte la carga entre bombas en serie?

En una disposición en serie idealizada, las presiones desarrolladas por cada bomba a un mismo caudal se suman.

Por ejemplo:

Bomba 1: altura de carga de 45 m
Bomba 2: altura de carga de 45 m

Cabeza combinada aproximada:

45 + 45 = 90 m

Sin embargo, el diseño real de un sistema requiere más que simplemente sumar los valores máximos de carga de las curvas de dos bombas.

Cada bomba debe evaluarse a su caudal de operación real, y el rendimiento conjunto de las bombas debe compararse con los requisitos del sistema.

Las bombas no necesitan aportar necesariamente la misma altura manométrica, pero sus características de funcionamiento deben ser compatibles con la disposición en serie prevista.

La presión se vuelve cada vez más importante

Una altura total elevada también implica que la presión debe verificarse con cuidado.

La segunda bomba en una configuración en serie recibe una lechada que ya ha sido presurizada por la primera bomba. En consecuencia, la presión en distintos puntos del sistema puede ser significativamente superior a la de una instalación simple con una sola bomba.

Por lo tanto, los ingenieros deben verificar la presión admisible de:

• carcasas de bomba;
• conexiones de succión y descarga;
• bridas;
• oleoductos;
• válvulas;
• focas;
• y otros componentes que contienen presión.

La densidad de la lechada también es importante.

Para la misma cabeza, una lechada más densa corresponde a una presión más alta. Nuestro artículo sobre cómo la densidad de la lechada afecta la altura manométrica de la bomba y los requisitos de potencia explica esta relación con mayor detalle.

Esta es una de las razones por las que el diseño de bombas en serie debería tener en cuenta tanto… cabeza y presión , en lugar de sumar únicamente los valores de la altura de bombeo.

Comparar requisitos de potencia

Las bombas de serie no eliminan la energía necesaria para mover la pulpa.

La carga hidráulica total sigue estando determinada por el caudal requerido, la altura total y la densidad de la pulpa.

Con múltiples bombas, la carga de servicio requerida se distribuye entre unidades de bomba y de accionamiento independientes.

Esto puede ofrecer ventajas prácticas en algunos sistemas, pero los ingenieros deberían evaluar:

• tamaño del motor;
• eficiencia de la bomba;
• impulsar la eficiencia;
• infraestructura eléctrica;
• requisitos iniciales;
• y rango de operación esperado.

Una configuración de una sola bomba puede ser mecánicamente más sencilla, mientras que un sistema en serie reparte la altura manométrica y la potencia requeridas entre varias unidades.

La disposición más adecuada depende del sistema completo y no únicamente del número de bombas.

Considere el desgaste y el mantenimiento

Las aplicaciones de lodos añaden otro factor al que los sistemas de agua clara quizá no se enfrentan en la misma medida: el desgaste por abrasión.

Los impulsores, los revestimientos y otros componentes del extremo húmedo están expuestos de manera continua a sólidos.

Con una sola bomba, existe un conjunto principal de componentes del lado húmedo que debe inspeccionarse y mantenerse.

Con dos bombas en serie, hay dos conjuntos.

Esto significa que un sistema en serie puede aumentar:

• el número de componentes de desgaste;
• requisitos de inspección;
• requisitos de piezas de repuesto;
• y puntos de mantenimiento.

Sin embargo, obligar a una bomba individual a funcionar a una velocidad inadecuada o muy alejada de su rango de operación óptimo también puede aumentar el desgaste.

Por lo tanto, la comparación correcta no es simplemente:

una bomba = menos desgaste

versus

dos bombas = mayor desgaste

En cambio, compare cómo cada configuración permite que las bombas funcionen bajo la carga de servicio requerida.

Considere la flexibilidad operativa

Las configuraciones en serie pueden ofrecer opciones útiles para el diseño del sistema, pero la flexibilidad operativa requiere una planificación cuidadosa.

Si el deber del proceso cambia, el sistema aún debe mantener condiciones adecuadas:

• flujo;
• cabeza;
• velocidad en la tubería;
• y las condiciones de operación de la bomba.

Los ingenieros también deben considerar qué ocurre si una de las bombas queda fuera de servicio por mantenimiento.

Dependiendo del diseño del sistema, la retirada de una bomba de servicio puede modificar sustancialmente la altura manométrica disponible y, en consecuencia, el punto de funcionamiento del sistema.

Por lo tanto, en aplicaciones de minería continua o de relaves, la estrategia de mantenimiento debe tenerse en cuenta durante la configuración de la bomba, y no después de la puesta en servicio.

Bomba individual frente a bombas en serie: comparación rápida

Esta tabla es un punto de partida más que una regla de selección.

La configuración final debe basarse en las curvas de bomba reales y en las condiciones del sistema.

¿Qué información es necesaria antes de elegir?

Antes de decidir entre una sola bomba y bombas de lodos en serie , prepare los datos operativos principales.

Un perfil de tuberías resulta especialmente útil en sistemas de larga distancia o de gran altitud.

Si algunos datos no están disponibles, nuestro Información sobre la selección de bombas de lodos La guía explica la información principal que debe prepararse antes de solicitar una recomendación sobre una bomba.

Preguntas frecuentes

¿Dos bombas de lodos en serie duplican el caudal?

👉No. Las bombas en serie combinan principalmente los alturas manométricas. Aproximadamente el mismo caudal del sistema atraviesa cada una de las bombas.

¿Dos bombas en serie duplican la altura manométrica?

👉Sus cabezales pueden sumarse en el mismo caudal, pero el rendimiento real del sistema debe determinarse a partir de las curvas de bomba combinadas y de la curva del sistema. No debe inferirse únicamente a partir de los valores de altura máxima.

¿Son mejores las bombas en serie que una sola bomba de alta presión?

👉No necesariamente. Si una sola bomba puede satisfacer adecuadamente la capacidad de servicio requerida, un sistema de una sola bomba puede resultar más sencillo. La operación en serie resulta útil cuando la altura manométrica requerida u otras restricciones del sistema hacen que una configuración de una sola bomba sea inadecuada.

¿Se pueden utilizar diferentes bombas de lodos en serie?

👉Potencialmente, pero la compatibilidad hidráulica y mecánica de las bombas debe evaluarse a la tasa de flujo de operación real. También es necesario verificar los límites de presión y los rangos de operación.

¿Importa la densidad de la lechada en el bombeo en serie?

👉Sí. La densidad afecta la presión y la potencia asociadas a la altura manométrica requerida y debe incluirse en la evaluación del sistema.

Seleccione la configuración desde la tarea del sistema completo

La elección entre una sola bomba de lodos y varias bombas funcionando en serie debe partir del requisito real del sistema.

Una secuencia útil es:

Caudal requerido → Carga total del sistema → Propiedades de la lechada → Presión → Rango de operación de la bomba → Potencia → Configuración

Si una sola bomba adecuada puede proporcionar el caudal y la altura manométrica requeridos dentro de un rango de operación apropiado, un sistema con una única bomba puede mantener la instalación relativamente sencilla.

Cuando la altura total requerida supera la capacidad de servicio práctica de una sola bomba, Bombas de lodos en serie puede ofrecer una alternativa al distribuir la carga requerida entre varias bombas.

Para aplicaciones abrasivas que requieren una carga hidráulica considerable, Longteng's Bomba de lodos de alta carga – SHH Puede evaluarse como parte de un servicio adecuado con una sola bomba o bien de una instalación de bombeo de alta elevación debidamente diseñada.

La selección final debe basarse siempre en las condiciones completas de la suspensión y del sistema, y no únicamente en la altura total.