Estudio de los planes de ambientación en el control de emisiones con el uso de sellos mecánicos en bombas centrifugas

Abstract

Los sellos mecánicos son sistemas de sellado modernos muy empleados en nuestro medio como un sistema de sellado muy eficiente. Los sistemas convencionales de sellado por empaquetadura es el método preferido de sellado para muchas aplicaciones por su bajo costo inicial, disponibilidad inmediata y facilidad de instalación. Por otro lado, este sistema de sellado es costoso de mantener y permite escapes del producto al ambiente en cantidades que pueden exceder los límites permisibles; y, además, teniendo en cuenta las nuevas normas de control del medio ambiente, obliga a que los sistemas de sellado sean más eficientes. Los sellos mecánicos constan de dos partes: Parte rotativa, que gira solidaria con el eje, y la parte estacionaria que permanece estática. Debido a la fuerza hidráulica que actúa sobre la cara del elemento rotatorio y al empuje generado por el resorte o fuelle se da la fuerza de cierre. El calor que se genera por este efecto de fricción eleva la temperatura del fluido dentro de la caja de sellado, que podría exceder los límites de temperatura permisibles de los materiales del sello mecánico, lo que ocasiona la falla prematura de este, generándose la parada del equipo con las consecuentes perdidas de producción y el incremento de los costos de mantenimiento. Cuando se selecciona un sello mecánico con el diseño y el material apropiado para una aplicación, los controles para ambientar la caja de sellado (Planes de Ambientación) serán el siguiente factor prioritario que determina la operación adecuada y la vida de servicio del sello mecánico. Los controles ambientales, conocidos también como Planes API, ayudan a mantener la temperatura de la caja de sellado en niveles que no excedan los limite permisibles del sello mecánico; esto se logra mediante la inyección de un fluido, que puede ser el mismo producto bombeado o algún fluido externo, a la cámara de sellado. Esta cantidad de fluido debe ser el necesario como para asegurar que la temperatura dentro de la caja de sellado será optima, logrando con esto una mejor performance del sello mecánico. Se hace necesario por tanto una forma de calcular las cargas de calor que se generan debido a la fricción de las caras del sello mecánico, para estimar las temperaturas dentro de la cámara de sellado, y con ello evaluar la cantidad de fluido a introducir, ya sea el mismo producto bombeado o algún fluido externo, en la caja sellado para lograr controlar la temperatura dentro de esta y así asegurar la adecuada lubricación de las caras del sello mecánico. Capítulo 2; se da el concepto de sello mecánico y sus partes, los tipos de sellos mecánicos, materiales de construcción del sello mecánico. Capítulo 3; se muestra las consideraciones a tener para la selección del sello mecánico. Capítulo 4; se muestran los distintos planes de ambientación usados normalmente con los sellos mecánicos, las consideraciones a tener para lograr una temperatura optima dentro de la caja de sellado. Capítulo 5; se muestra la forma de evaluar las cargas de calor que se genera por la fricción de las caras del 3ello mecánico. y los flujos a requerir usando los Planes de Ambientación para lograr una temperatura optima dentro de la caja de sellado. Capítulo 6; evaluación de los costos de operación generados al usar sellos mecánicos con los planes de ambientación.