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Compresor Centrifugo

Trabajo de Investigacion Oleohidraulica y Neumatica
by

Santiago Ulloa Camacho

on 25 February 2013

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Transcript of Compresor Centrifugo

photo credit Nasa / Goddard Space Flight Center / Reto Stöckli Oleohidraulica y Neumatica Cojinetes
 
Son elementos de máquina que tienen como función soportar y posicionar los componentes rotatorios del compresor centrífugo (radial y axialmente).  

Proporcionan una fuente de información de diagnostico útil para monitorear la condición de la máquina y la operación del sistema.

Ayuda a detectar las tendencias negativas ya tomar acciones preventivas. La asignación de puntos establecidos de alarma y parada para estas señales incrementan aún más la seguridad de operación y disminuye el riesgo de daños a la máquina.

La aplicación de los cojinetes magnéticos, debe dársele una consideración importante a las reducciones significativas en peso y espacio.

Desventajas 

Los compresores centrífugos son sensibles al peso molecular del gas que se comprime. Los cambios imprevistos en el peso molecular pueden hacer que las presiones de descarga sean muy altas o muy bajas.
Se necesitan velocidades muy altas en las puntas para producir la presión. Con la tendencia a reducir el tamaño y a aumentar el flujo, hay que tener mucho más cuidado al balancear los motores y con los materiales empleados en componentes sometidos a grandes esfuerzos.
Un aumento pequeño en la caída de presión en el sistema de proceso puede ocasionar reducciones muy grandes en el volumen del compresor
Se requiere un complicado sistema para aceite lubricante y aceite para sellos.
Funcionamiento 

Un compresor centrífugo eleva la presión de una gas, acelerando primero las moléculas de gas y luego convirtiendo la velocidad de las mismas (energía cinética), en presión (energía potencial). El gas entra al ojo (centro) del impulsor y es acelerado hacia la periferia del mismo, a medida que este gira. Inmediatamente después, el gas entra a un difusor donde su dirección es cambiada, causando desaceleración, lo cual convierte la energía cinética del gas en energía potencial (presión). Si se quiere conseguir una presión mayor, la cámara de retorno dirige el gas hacia el ojo del siguiente impulsor. El gas entra posteriormente en un colector o voluta al terminar una etapa de compresión y el descargado al proceso o pasa a un intercambiador de calor antes de ir a otras etapas de compresión. Pistón de balanceo (tambor)

Los tambores de balanceo, se emplean para modificar o ajustar el impulso axial producido en los rotores del compresor. Es común que estos tambores se necesiten cuando todos los impulsores se encuentran alineados en la misma dirección.   Rotor

Es el elemento rotativo principal del compresor centrífugo; está constituido por el eje, camisa, impulsor, tambor de balance, disco de empuje y acoplamiento.
 
La figura muestra un rotor completo en el momento en que se instala en un compresor centrífugo dividido en forma horizontal. Todos los componentes del rotor se conectaron al eje y el rotor debe balancearse antes de su instalación. Venas Guías
 
Dirigen el gas hacia la succión del impulsor para distribuir correctamente el flujo. También se usan para modificar la capacidad de un impulsor, dependiendo del grado de inclinación de las paletas. Para evitar fugas de gas entre etapas cada juego de aletas guías está ajustada al ojo del impulsor con sellos tipo laberinto.   Diafragma
 
Es un elemento estacionario entre las etapas de un grosor centrífugo. Dirige el gas desde el difusor de una etapa hacia el impulsor de la siguiente etapa. 
Ventajas 

En el intervalo de 2.000 a 200.000 ft3/min., y según sea la relación de presión, este compresor es económico porque se puede instalar en una sola unidad.  
Ofrece una variación bastante amplia en el flujo con un cambio pequeño en la carga.
La ausencia de piezas rozantes en la corriente de compresión permite trabajar un largo tiempo entre intervalos de mantenimiento, siempre y cuando los sistemas auxiliares de aceites lubricantes y aceites de sellos estén correctos.
Se pueden obtener grandes volúmenes en un lugar de tamaño pequeño. Esto puede ser una ventaja cuando el terreno es muy costoso.
 Su característica es un flujo suave y libre de pulsaciones.
Compresor Centrifugo

Es una máquina de flujo continuo en la cual uno o más impulsores en rotación agregan energía al gas. El flujo del gas entra en el centro del impulsor y es descargado por la periferia del mismo a mayor velocidad y presión. 

Los compresores centrífugos impulsan y comprimen los gases mediante ruedas de paletas. Detección Analítica de Fallas 

A continuación se describen las fallas más comunes en los compresores centrífugos, las posibles causas, sus acciones correctivas y recomendaciones.   

Recomendaciones en la operación de compresores centrífugos:  Cojinetes Sellos

Son los componentes y elementos que tienen como función evitar las fugas de gas a través del eje hacia la atmósfera o interetapas.   Eje
 
Es el elemento base de rotor y para su construcción se maquina con precisión a partir de una pieza forjada de aleación de acero. Este diseño del eje de rotor asegura un paralelismo máximo entre los componentes del rotor. Es normal que los impulsores y los pistones de balance sean de un acero forjado que cumpla con las normas SAE 4330, los de acero inoxidable están disponibles para las aplicaciones que manejan gases corrosivos. Es común que los espaciadores del impulsor se maquinen en acero inoxidable de la serie 400. Difusor
 
Es el componente estacionario, a continuación del impulsor, cuya función principal es la de reducir la alta velocidad del flujo que sale del impulsor, con el mínimo de pérdidas, para convertir el mayor porcentaje posible de presión dinámica en más presión estática.
 
COMPONENTES DE UN COMPRESOR CENTRÍFUGO

1- Carcasa
2- Difusor
3- Cojinete de empuje (axial)
4- Sello Mecánico de contacto
5- Vena Guía 
6- Sello laberíntico
7- Impulsor
8- Rotor ensamblado
9- Eje
10- Pistón de balance
11- Acoplamientos COMPRESOR
CENTRÍFUGO Acoplamientos
 
Son elementos que se utilizan para conectar (acoplar) mecánicamente (dos maquinas una conductora y una conducida).  
Los principales requisitos para los acoplamientos de alto rendimiento son una elevada capacidad de par de torsión y alta velocidad, bajo peso y tamaño pequeño, bajo momento flector y poco desbalanceo residual. El acoplamiento debe ser capaz de transmitir el par de torsión de diseño del sistema a la velocidad máxima continua por periodos extensos. Debe ser capaz de manejar transitorios de velocidad y de carga en condiciones definidas de desalineación con reacciones mínimas sobre el sistema de transmisión.   Impulsor
 
Es el elemento rotativo de la máquina que imparte la velocidad al gas.  
La figura muestra los tres componentes del impulsor: el álabe, el disco y la cubierta. Al girar el álabe incrementa la velocidad del gas y provoca que éste se mueva desde el ojo de admisión del impulsor hasta la parte superior o diámetro externo.
 
Impulsor del Compresor Etapas del Compresor











Compresor centrífugo de multietapa para gas Tipo de compresores centrífugos 

Maquinas de una o varias etapas tanto de impulsión directa o como de reducción de engranes las cuales fabrican con configuraciones diferentes. 
Tanto las maquinas de una sola etapa como las etapas múltiples se hacen, por lo general de componentes estandarizados. Existen dos tipos principales de carcasa
 
Carcasa Partida en forma horizontal

 

Carcasa partida en forma vertical
(compresor tipo barril) VIDEOS
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