estações elevatórias

ESTAÇÕES
ELEVATÓRIAS
COMPONENTES E SUBCOMPONENTES DO
SISTEMA DE ABASTECIMENTO DE Á
GUA
ÁGUA
COMPONENTES DE UMA ESTA
ÇÃO ELEVAT
ÓRIA
ESTAÇÃO
ELEVATÓRIA
•
•
•
Equipamento eletro-mecânico
– Bomba
– Motor
Tubulações
– Sucção
– Barrilete
– Recalque
Construção civil
– Poço de sucção
– Casa de bomba
CLASSIFICA
ÇÃO DAS BOMBAS
CLASSIFICAÇÃO
Bombas cinéticas
Centrífugas
Fluxo radial
Fluxo misto
Fluxo axial
Periféricas
Estágio único
Estágios múltiplos
Ejetor
Especiais
Ar comprimido
Carneiro hidráulico
Alternativas
Pistão
Êmbolo
Diafragma
Bombas de
deslocamento
positivo
Rotor
Simples
Palheta
Pistão
Elemento flexível
Parafuso
Rotor
múltiplo
Engrenagem
Rotor lobular
Pistão oscilatório
Parafuso
Rotativas
PRINCIPAIS COMPONENTES DAS
BOMBAS CENTR
ÍFUGAS
CENTRÍFUGAS
•
•
•
•
Corte de uma bomba centrífuga
horizontal de simples estágio
Carcaça
Rotor
Vedação
Mancal
Corte de uma bomba centrífuga de simples
estágio com rotor de dupla sucção
BOMBAS CENTR
ÍFUGAS – CARCA
ÇA
CENTRÍFUGAS
CARCAÇA
Quanto ao formato
Bomba centrífuga com carcaça tipo voluta com rotor radial
fechado de sucção simples
Quanto a partição
Bomba centrífuga bipartida axialmente com rotor radial
de dupla sucção
BOMBAS CENTR
ÍFUGAS – ROTOR
CENTRÍFUGAS
•
•
•
TIPOS DE ROTOR
Quanto à admissão de líquido
–
–
Rotor de simples sucção
Rotor de dupla sucção
Aberto
Quanto às paredes
–
–
–
Rotor aberto
Rotor semi-aberto
Rotor fechado
Quanto à direção de saída do líquido
–
–
–
Semiaberto
Rotor de fluxo axial
Rotor de fluxo radial
Rotor de fluxo misto
Fechado
BOMBAS CENTR
ÍFUGAS – VEDA
ÇÃO
CENTRÍFUGAS
VEDAÇÃO
Com gaxeta
Com selo mecânico
BOMBAS CENTR
ÍFUGAS
CENTRÍFUGAS
Classificação segundo a trajetória do líquido no rotor
Bombas de fluxo radial
Bomba de fluxo axial
Bombas de fluxo misto
BOMBAS CENTR
ÍFUGAS
CENTRÍFUGAS
Classificação em função da rotação específica (Nq)
Formas do rotor e rendimento da bomba em função da
rotação específica
Nq =
N Q
3
H
4
onde: N = rotação da bomba, rpm
Q = vazão, m3/s
H = altura manométrica, m
BOMBAS CENTR
ÍFUGAS
CENTRÍFUGAS
Classificação de acordo com a disposição do
conjunto motor-bomba
•
Conjunto de eixo horizontal
•
Conjunto de eixo vertical (bombas não
submersas e bombas submersas)
•
Conjunto motor-bomba submerso
INSTALA
ÇÃO DAS BOMBAS CENTR
ÍFUGAS
INSTALAÇÃO
CENTRÍFUGAS
Eixo horizontal de sucção simples
Bipartida com base única para bomba e motor
Vertical de eixo prolongado
MOTORES EL
ÉTRICOS
ELÉTRICOS
•
•
Motor elétrico → equipamento destinada a transformar energia elétrica em
energia mecânica
Tipos de motores elétricos
–
–
Motor de corrente contínua
Motor de corrente alternada
„
Motor síncrono → rotação constante em função da freqüência e
número de pólos
120f
Ns =
p
onde:
NS = rotação síncrona, rpm
f = freqüência, Hz
p = número de pólos
„
Motor de indução → rotação não coincide com a rotação síncrona
¾ Monofásico
¾ Trifásico
MOTOR DE INDU
ÇÃO TRIF
ÁSICO
INDUÇÃO
TRIFÁSICO
Tipos de motor de indução
•
•
Rotor em gaiola
Rotor bobinado
M
ÉTODOS DE COMANDO DE
MÉTODOS
MOTORES DE INDU
ÇÃO
INDUÇÃO
•
•
•
Partida direta
Partida estrela-triângulo
Partida eletrônica (soft-starter)
Comparação entre métodos de partida de motores elétricos
FORMAS DE FRENAGEM DE MOTORES
EL
ÉTRICOS
ELÉTRICOS
• Frenagem por contra-corrente
• Frenagem por injeção de corrente
contínua
CARACTER
ÍSTICAS ELETROMECÂNICAS DE
CARACTERÍSTICAS
MOTORES EL
ÉTRICOS
ELÉTRICOS
•
•
Potência do motor
–
–
–
–
Potência mecânica
Potência nominal
Potência admissível
Potência elétrica absorvida da rede
Fator de potência
Pativa
FP = cos ϕ =
Paparente
•
Rendimento
ηm =
Pm
Pe
CARACTER
ÍSTICAS ELETROMECÂNICAS DE
CARACTERÍSTICAS
MOTORES EL
ÉTRICOS
ELÉTRICOS
•
Conjugado
Curvas de torque versus rotação do motor e da bomba
•
Potência do motor
–
–
Motores de baixa tensão: 220 V, 380 V, 440 V
Motores de média tensão: 600V a 13.800 V
CARACTER
ÍSTICAS ELETROMECÂNICAS DE
CARACTERÍSTICAS
MOTORES EL
ÉTRICOS
ELÉTRICOS
•
Limitação da corrente de partida
soft-starter
•
Variação da rotação
Nr =
onde:
120f (1 − s)
= Ns (1 − s)
p
Nr = rotação do motor, rpm
Ns = rotação síncrona, rpm
f = freqüência, Hz
p = número de pólos
s = escorregamento
CARACTER
ÍSTICAS ELETROMECÂNICAS DE
CARACTERÍSTICAS
MOTORES EL
ÉTRICOS
ELÉTRICOS
Inversores de freqüência
–
–
–
Corrente nominal
Tensão nominal
Geração de harmônicas
LOCALIZA
ÇÃO DA BOMBA EM RELA
ÇÃO AO
LOCALIZAÇÃO
RELAÇÃO
N
ÍVEL DE Á
GUA
NÍVEL
ÁGUA
Bomba afogada
Bomba não afogada
BOMBAS CENTR
ÍFUGAS
CENTRÍFUGAS
– ESQUEMA HIDR
ÁULICO
HIDRÁULICO
Bomba horizontal não afogada
Bomba vertical afogada
Bomba horizontal afogada
CURVAS CARACTER
ÍSTICAS ESQUEM
ÁTICAS DE
CARACTERÍSTICAS
ESQUEMÁTICAS
UMA BOMBA CENTR
ÍFUGA
CENTRÍFUGA
Curvas características de uma
bomba centrífuga fornecida
pelo fabricante
CURVA CARACTER
ÍSTICA
CARACTERÍSTICA
DO SISTEMA ELEVAT
ÓRIO
ELEVATÓRIO
RELA
ÇÕES CARACTER
ÍSTICAS
RELAÇÕES
CARACTERÍSTICAS
NAS BOMBAS CENTR
ÍFUGAS
CENTRÍFUGAS
Variação da rotação da bomba
Q1 Dr1
=
Q 2 Dr2
Q1 N1
=
Q 2 N2
H1  N1 
= 
H2  N2 
P1  N1 
= 
P2  N2 
Variação do diâmetro do rotor
2
3
H1  Dr1 
=
H2  Dr2 
P1  Dr1 
=
P2  Dr2 
2
3
Variação nas características da
bomba pela variação da rotação
CAVITA
ÇÃO DE CONJUNTOS ELEVAT
ÓRIOS
CAVITAÇÃO
ELEVATÓRIOS
Erosão do rotor da bomba
causado pela cavitação
Detalhes da erosão do rotor de uma
bomba centrífuga
CAVITA
ÇÃO DE CONJUNTOS ELEVAT
ÓRIOS
CAVITAÇÃO
ELEVATÓRIOS
NPSHd
Patm Pvapor
= Hg,s − Hs +
−
γ
γ
Pressão de vapor da água em
função da temperatura
T (°C)
Pv/γ (m H2O)
0
2
4
6
8
10
15
20
25
30
40
50
60
80
100
0,062
0,072
0,083
0,095
0,109
0,125
0,174
0,238
0,323
0,433
0,752
1,258
2,031
4,827
10,332
Observações
T = temperatura
Pv/γ = altura
equivalentede
coluna de água
Pressão atmosférica em
função da altitude
h (m)
0
300
600
900
1200
1500
1800
2100
2400
2700
3000
Patm/γ
(m H2O)
10,33
9,96
9,59
9,22
8,88
8,54
8,20
7,89
7,58
7,31
7,03
Observações
h = altitude
Patm/γ = altura de
coluna de água
equivalente a
pressão
atmosférica
CAVITA
ÇÃO DE CONJUNTOS ELEVAT
ÓRIOS
CAVITAÇÃO
ELEVATÓRIOS
NPSH requerido (NPSHr)
Coeficiente de Thoma (σ)
NPSHr
σ=
H
σ = K(Nq)4/3
•
Bomba de fluxo radial,
sucção simples
σ = 12,2 x 10–4 (Nq)4/3
•
Bomba de fluxo misto,
sucção dupla
σ = 7,7 x 10–4 (Nq)4/3
CAVITA
ÇÃO DE CONJUNTOS ELEVAT
ÓRIOS
CAVITAÇÃO
ELEVATÓRIOS
Condições para o funcionamento da bomba sem cavitação
NPSHd > NPSHr
CAVITA
ÇÃO DE CONJUNTOS ELEVAT
ÓRIOS
CAVITAÇÃO
ELEVATÓRIOS
Efeitos da cavitação nas curvas características da bomba
OPERA
ÇÃO COM APENAS UMA BOMBA
OPERAÇÃO
OPERA
ÇÃO DE BOMBAS
OPERAÇÃO
Operação com bombas em paralelo
Operação com bombas
em série
Associação da curva da bomba com a curva característica do sistema
para vários tipos de recalque
SELE
ÇÃO DE MOTORES
SELEÇÃO
Curva característica do motor de indução em
função da carga acionada
•
•
Aspectos técnicos
Aspectos econômicos
N
ÚMERO DE CONJUNTOS ELEVAT
ÓRIOS
NÚMERO
ELEVATÓRIOS
• Pequena elevatória: 2 bombas (1 + 1 reserva)
• Média elevatória: 3 bombas (2 + 1 reserva)
• Grande elevatória: várias bombas
SISTEMA DE CONTROLE DE OPERA
ÇÃO DAS BOMBAS
OPERAÇÃO
• Bóia
• Pneumáticos
• Elétricos
• Ultrassônicos
PAINEL DE COMANDO EL
ÉTRICO
ELÉTRICO
•
•
Painel de comando elétrico → opera e supervisiona todo o sistema
de bombeamento
Vista frontal de um painel
Partes constituintes
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
Comando liga-desliga das bombas
Chave seletora automático-manual
Chave seletora de bombas
Alarme e sinalização de defeitos
Sinalização de operação
Indicador de corrente (amperímetro)
Indicador de tensão (voltímetro)
Relês auxiliares
Controle de rotação do motor
Supervisão do sistema
PAINEL DE COMANDO EL
ÉTRICO
ELÉTRICO
Vista interna de um painel
Sala de painéis
PROJETO DE ESTA
ÇÕES ELEVAT
ÓRIAS DE Á
GUA
ESTAÇÕES
ELEVATÓRIAS
ÁGUA
Localização das estações elevatórias
•
•
•
•
Próxima ao manancial
•
Para reforço na adução ou na rede de distribuição de
água
No meio do manancial
Junto ou próximas às estações de tratamento de água
Junto ou próximas aos reservatórios de distribuição
de água
PROJETO DE ESTA
ÇÕES ELEVAT
ÓRIAS DE Á
GUA
ESTAÇÕES
ELEVATÓRIAS
ÁGUA
Condições físicas para a escolha do local
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
As dimensões do terreno deverão satisfazer às
necessidades presentes e à expansão futura
Baixo custo e facilidades de desapropriação do terreno
Disponibilidade de energia elétrica
Topografia da área
Sondagens do terreno
Facilidades de acesso
Estabilidade contra erosão
Menor desnível geométrico
Trajeto mais curto da tubulação de recalque
Mínimo remanejamento de interferências
Menor movimento de terra
Segurança contra assoreamento
Harmonização da obra com o ambiente circunvizinho
Alternativas de bombeamento para a rede de abastecimento de água
PROJETO DE ESTA
ÇÕES ELEVAT
ÓRIAS DE Á
GUA
ESTAÇÕES
ELEVATÓRIAS
ÁGUA
Vazões de projeto
• Concepção do sistema
• Período de projeto
• Etapas de implantação
• Regime de operação
PROJETO DE ESTA
ÇÕES ELEVAT
ÓRIAS DE Á
GUA
ESTAÇÕES
ELEVATÓRIAS
ÁGUA
Tipos de estações elevatórias
• Estação elevatória de água bruta
• Estação elevatória de água tratada
PROJETO DE ESTA
ÇÕES ELEVAT
ÓRIAS DE Á
GUA
ESTAÇÕES
ELEVATÓRIAS
ÁGUA
Instalação dos conjuntos motor-bomba
•
•
•
Poço seco
– Conjunto motor-bomba de eixo horizontal
– Conjunto vertical de eixo prolongado, bomba não
submersa
– Conjunto motor-bomba de eixo vertical, bomba não
submersa
– Conjunto motor-bomba auto escorvante.
Poço úmido
– Conjunto vertical de eixo prolongado, bomba
submersa
– Conjunto motor-bomba submerso.
Estação pressurizadora ou “booster”
– Podem ser utilizados vários tipos de conjuntos
motor-bomba.
PROJETO DE ESTA
ÇÕES ELEVAT
ÓRIAS DE Á
GUA
ESTAÇÕES
ELEVATÓRIAS
ÁGUA
Estação elevatória de poço seco com conjunto
motor-bomba de eixo horizontal.
PROJETO DE ESTA
ÇÕES ELEVAT
ÓRIAS DE Á
GUA
ESTAÇÕES
ELEVATÓRIAS
ÁGUA
Estação elevatória de poço seco
com conjunto motor-bomba de eixo horizontal.
Corte
Planta
PROJETO DE ESTA
ÇÕES ELEVAT
ÓRIAS DE Á
GUA
ESTAÇÕES
ELEVATÓRIAS
ÁGUA
Estação elevatória de poço úmido com conjunto vertical de eixo prolongado com bomba submersa.
PROJETO DE
ESTA
ÇÕES
ESTAÇÕES
ELEVAT
ÓRIAS DE
ELEVATÓRIAS
Á
GUA
ÁGUA
Estação elevatória de poço úmido com
conjunto vertical de eixo prolongado com
bomba submersa.
PROJETO DE
ESTA
ÇÕES
ESTAÇÕES
ELEVAT
ÓRIAS
ELEVATÓRIAS
DE Á
GUA
ÁGUA
Estação elevatória de poço úmido circular
com conjunto motor-bomba submerso
PROJETO DE ESTA
ÇÕES ELEVAT
ÓRIAS DE Á
GUA
ESTAÇÕES
ELEVATÓRIAS
ÁGUA
Estação elevatória de poço úmido circular
com conjunto motor-bomba submerso
PROJETO DE ESTA
ÇÕES ELEVAT
ÓRIAS DE Á
GUA
ESTAÇÕES
ELEVATÓRIAS
ÁGUA
Estação elevatória de poço úmido retangular com conjunto motor-bomba submerso
PROJETO DE ESTA
ÇÕES ELEVAT
ÓRIAS DE Á
GUA
ESTAÇÕES
ELEVATÓRIAS
ÁGUA
PROJETO DE ESTA
ÇÕES ELEVAT
ÓRIAS DE Á
GUA
ESTAÇÕES
ELEVATÓRIAS
ÁGUA
PROJETO DE ESTA
ÇÕES ELEVAT
ÓRIAS DE Á
GUA
ESTAÇÕES
ELEVATÓRIAS
ÁGUA
ESTA
ÇÕES ELEVAT
ÓRIAS – BOOSTER
ESTAÇÕES
ELEVATÓRIAS
Booster para recalque da água proveniente de um reservatório
Booster para reforço no bombeamento de água
ESTA
ÇÕES ELEVAT
ÓRIAS – BOOSTER
ESTAÇÕES
ELEVATÓRIAS
Booster utilizado para aumentar a vazão de adução
Booster com tanque hidropneumático para o bombeamento na rede de distribuição de água
ESTA
ÇÕES ELEVAT
ÓRIAS – BOOSTER
ESTAÇÕES
ELEVATÓRIAS
BOOSTER OU
ESTA
ÇÃO
ESTAÇÃO
PRESSURIZADORA
COM BOMBA DE
EIXO HORIZONTAL
BOOSTER OU ESTA
ÇÃO PRESSURIZADORA COM
ESTAÇÃO
BOMBA DE EIXO HORIZONTAL
BOOSTER OU ESTA
ÇÃO
ESTAÇÃO
PRESSURIZADORA
COM BOMBA
SUBMERSA, TIPO ““Q”
Q”
BOOSTER OU ESTA
ÇÃO PRESSURIZADORA COM
ESTAÇÃO
BOMBA SUBMERSA, TIPO ““Q”
Q”
BOOSTER
BOOSTER OU
OU
ESTA
ÇÃO
ESTAÇÃO
PRESSURIZADOR
PRESSURIZADOR
A
A COM
COM BOMBA
BOMBA
SUBMERSA,
SUBMERSA, TIPO
TIPO
““Q1”
Q1”
BOOSTER OU ESTA
ÇÃO PRESSURIZADORA COM BOMBA
ESTAÇÃO
SUBMERSA, TIPO ““Q1”
Q1”
BOOSTER OU
ESTA
ÇÃO
ESTAÇÃO
PRESSURIZADORA
COM BOMBA
SUBMERSA, TIPO
““Q2”
Q2”
BOOSTER OU
ESTA
ÇÃO
ESTAÇÃO
PRESSURIZADORA
COM BOMBA
SUBMERSA, TIPO
““Q2”
Q2”
ESTA
ÇÕES ELEVAT
ÓRIAS – BOOSTER
ESTAÇÕES
ELEVATÓRIAS
Componentes de um booster com variador de
rotação hidrocinético
Componentes de um booster com inversor de
freqüência
(1) Bomba centrífuga
(1) Bomba centrífuga
(2) Motor elétrico
(2) Motor elétrico
(3) Variador hidrocinético
(3) Base metálica para o conjunto
(4) Base metálico para o conjunto
(5) Painel de comando
(4) Painel de comando, incluindo inversor de
freqüência
(6) Pressostatos para operação automática
(5) Painel de controle automático de pressão
(7) Registros
(6) Registros
(8) Proteção metálica, com tratamento
especial anticorrosivo, resistente para
trabalhar ao tempo
(7) Proteção metálica, com tratamento
especial anticorrosivo, resistente para
trabalhar ao tempo
BOOSTER M
ÓVEL COM VARIADOR HIDROCIN
ÉTICO
MÓVEL
HIDROCINÉTICO
Detalhes da instalação da estação elevatória com duas bombas utilizando
o variador hidrocinético
ESTA
ÇÕES ELEVAT
ÓRIAS – BOOSTER
ESTAÇÕES
ELEVATÓRIAS
Booster com variador hidrocinético.
Booster com inversor de freqüência.
Instalações de booster
Instalações de booster
PO
ÇO DE SUC
ÇÃO
POÇO
SUCÇÃO
Determinação do volume do poço de sucção
Sistema com duas bombas (1 bomba + 1 reserva)
QT
V=
4
PO
ÇO DE SUC
ÇÃO
POÇO
SUCÇÃO
Vórtices em poço de
sucção
Configurações do poço de sucção
não recomendadas e
recomendadas
PO
ÇO DE SUC
ÇÃO
POÇO
SUCÇÃO
Configurações do poço de sucção
não recomendadas e
recomendadas
PO
ÇO DE SUC
ÇÃO
POÇO
SUCÇÃO
Recomendações para poço
com várias bombas
PO
ÇO DE SUC
ÇÃO
POÇO
SUCÇÃO
Aparelhos típicos para supressão de vórtice superficial
Grade horizontal
Placas flutuantes
Cortinas
PO
ÇO DE SUC
ÇÃO
POÇO
SUCÇÃO
Métodos para supressão do vórtice subsuperficial
Alteração do espaço
livre junto à parede
Parede separatória
Cone
PO
ÇO DE SUC
ÇÃO
POÇO
SUCÇÃO
Métodos para supressão do vórtice subsuperficial
Detalhes da instalação do cone
Detalhes da instalação da placa
PO
ÇO DE SUC
ÇÃO
POÇO
SUCÇÃO
Detalhes da instalação do cone para conjuntos motor-bomba submersíveis
•
•
HC = 0,45 H
BC = 1,15 HC
PROJETO DO PO
ÇO DE SUC
ÇÃO
POÇO
SUCÇÃO
Entrada na tubulação de sucção
Submergência mínima
PROJETO DO PO
ÇO DE SUC
ÇÃO
POÇO
SUCÇÃO
Poço com uma bomba
Dimensões do poço
para uma bomba de
sucção vertical
PROJETO DO PO
ÇO DE SUC
ÇÃO
POÇO
SUCÇÃO
Dimensões do poço para uma tubulação de sucção horizontal
PROJETO DO PO
ÇO DE SUC
ÇÃO
POÇO
SUCÇÃO
Poço com várias bombas
Dimensões do poço
PROJETO DO PO
ÇO DE SUC
ÇÃO
POÇO
SUCÇÃO
Poço com várias bombas, incluindo o canal de aproximação
do poço de sucção
PROJETO DO PO
ÇO DE SUC
ÇÃO
POÇO
SUCÇÃO
Formas e dimensões do
poço de sucção
PROJETO DO PO
ÇO DE SUC
ÇÃO
POÇO
SUCÇÃO
Exemplos de arranjos e dimensões para o poço de sucção
PROJETO DO PO
ÇO DE SUC
ÇÃO
POÇO
SUCÇÃO
Dimensões do poço de sucção (planta e corte)
PROJETO DO PO
ÇO DE SUC
ÇÃO
POÇO
SUCÇÃO
Dimensões do poço de sucção em função da vazão
PROJETO DO PO
ÇO DE SUC
ÇÃO
POÇO
SUCÇÃO
Poço de sucção para bomba em linha, com rotação constante ou rotação variável
PROJETO DO PO
ÇO DE SUC
ÇÃO
POÇO
SUCÇÃO
Detalhes do poço de sucção para bombas em linha
Dimensões recomendadas para poço
de sucção com bombas em linha
Tipo de
líquido
Qualquer
água
Esgoto
Parâmetro
Dimensão
A
A ≥ 2,5 D. Usualmente
cerca de 4,5 D para
possibilitar a instalação de
bombas e motores
B
B ≥ 2D
S
(1+ 2,3F) D, onde
F = v(gD)-0,5
W
O menor possível, mas
com V ≤ 0,3 m/s para
qualquer vazão e nível de
água
C
0,5 D. Para a última bomba
C ≥ 0,25D
R1
2,33 h, onde h é a altura de
água na comporta
R2
0,67 R1
α
α ≥ 45° para revestimento
de plástico; α ≥ 60° para
superfície de concreto
C
0,25 D ≤ C ≤ 0,5 D.
Utilizar sempre o cone com
C < 0,5 D
α
α ≥ 0° , sendo
recomendado por alguns
consultores
α = 45°
Água
limpa
PROJETO DO PO
ÇO
POÇO
DE SUC
ÇÃO
SUCÇÃO
Autolimpeza do
poço de sucção
Antes do ressalto
Ressalto inicial
Ressalto na última bomba
TUBULA
ÇÕES DA ELEVAT
ÓRIA
TUBULAÇÕES
ELEVATÓRIA
TUBULA
ÇÃO DE SUC
ÇÃO
TUBULAÇÃO
SUCÇÃO
POSI
ÇÕES RECOMENDADAS E NÃO RECOMENDADAS
POSIÇÕES
PARA A SUC
ÇÃO DE BOMBAS
SUCÇÃO
BARRILETE
Alternativas de traçado das tubulações do barrilete
DISPOSI
ÇÕES DAS TUBULA
ÇÕES DO BARRILETE
DISPOSIÇÕES
TUBULAÇÕES
PARA BOMBAS CENTR
ÍFUGAS
CENTRÍFUGAS
Bombas centrífugas de eixo horizontal
Bombas verticai
Bombas do tipo misto
Ó
RGÃOS ACESS
ÓRIOS
ÓRGÃOS
ACESSÓRIOS
•
Válvulas de bloqueio
•
Válvulas de retenção
•
Válvula de pé
•
Manômetros e vacuômetros
•
Sistemas de escorva de bomba
V
ÁLVULAS DE BLOQUEIO
VÁLVULAS
Válvula de gaveta
Válvula borboleta
V
ÁLVULA DE RETEN
ÇÃO
VÁLVULA
RETENÇÃO
Válvula de retenção tipo
portinhola única
Válvula de retenção tipo
portinhola dupla
Válvula de retenção de fechamento rápido
MANÔMETROS
Detalhes da instalação de manômetro
V
ÁLVULA DE P
É
VÁLVULA
PÉ
Localização da válvula de pé na
tubulação de sucção
Válvula de pé com crivo
SISTEMAS DE ESCORVA DE BOMBAS
Bomba afogada
Bomba não afogada
•
•
•
Válvula de pé
Ejetor
Bomba a vácuo
ESCORVA DE BOMBAS
Instalação com ejetor para
escorva de bomba
Sistema de escorva com bomba
de vácuo
SISTEMAS DE AUTOMA
ÇÃO DE ESTA
ÇÕES
AUTOMAÇÃO
ESTAÇÕES
ELEVAT
ÓRIAS DE Á
GUA
ELEVATÓRIAS
ÁGUA
Sistema SCADA para o controle das estações elevatórias
PROJETO DE SISTEMAS DE AUTOMA
ÇÃO DE
AUTOMAÇÃO
ESTA
ÇÕES ELEVAT
ÓRIAS
ESTAÇÕES
ELEVATÓRIAS
Diagrama de blocos de uma EEA
AUTOMA
ÇÃO DE ESTA
ÇÕES ELEVAT
ÓRIAS
AUTOMAÇÃO
ESTAÇÕES
ELEVATÓRIAS
Sistema de gradeamento
AUTOMA
ÇÃO DE ESTA
ÇÕES ELEVAT
ÓRIAS
AUTOMAÇÃO
ESTAÇÕES
ELEVATÓRIAS
Sistema de selagem
Sistema de drenagem
AUTOMA
ÇÃO DE ESTA
ÇÕES ELEVAT
ÓRIAS
AUTOMAÇÃO
ESTAÇÕES
ELEVATÓRIAS
Painéis
Painel de comando de
motores
Painel de comando da
estação
Painel de entrada de
energia
AUTOMA
ÇÃO DE ESTA
ÇÕES ELEVAT
ÓRIAS
AUTOMAÇÃO
ESTAÇÕES
ELEVATÓRIAS
Interfaces do CCO
AUTOMA
ÇÃO DE ESTA
ÇÕES ELEVAT
ÓRIAS
AUTOMAÇÃO
ESTAÇÕES
ELEVATÓRIAS
Interface homem-máquina de supervisão
Tela do sistema geral
Tela do sistema elétrico
AVALIA
ÇÃO DO CUSTO DE SISTEMAS DE
AVALIAÇÃO
BOMBEAMENTO
Custo de Ciclo de Vida (CCV)
Distribuição típica de custos
TRANSIT
ÓRIOS
TRANSITÓRIOS
HIDR
ÁULICOS
HIDRÁULICOS
EM ESTA
ÇÕES
ESTAÇÕES
ELEVAT
ÓRIAS
ELEVATÓRIAS
Esquema
ilustrativo do
fenômeno
TRANSIT
ÓRIOS HIDR
ÁULICOS EM ESTA
ÇÕES ELEVAT
ÓRIAS
TRANSITÓRIOS
HIDRÁULICOS
ESTAÇÕES
ELEVATÓRIAS
Esquema ilustrativo do fenômeno
TRANSIT
ÓRIOS HIDR
ÁULICOS EM
TRANSITÓRIOS
HIDRÁULICOS
ESTA
ÇÕES ELEVAT
ÓRIAS
ESTAÇÕES
ELEVATÓRIAS
Fechamento gradual da válvula
TRANSIT
ÓRIOS HIDR
ÁULICOS
TRANSITÓRIOS
HIDRÁULICOS
Equações básicas
TRANSIT
ÓRIOS HIDR
ÁULICOS
TRANSITÓRIOS
HIDRÁULICOS
Velocidade de propagação das ondas de pressão (a)
Tipos de ancoragens de uma tubulação
TRANSIT
ÓRIOS HIDR
ÁULICOS
TRANSITÓRIOS
HIDRÁULICOS
Análise das equações
x
x


Interpretação física das funções F t −  e f  t + 
 a
 a
TRANSIT
ÓRIOS HIDR
ÁULICOS
TRANSITÓRIOS
HIDRÁULICOS
Método das características
•
Equações da quantidade de movimento
•
g dH 1 dQ f Q Q
+
+
=0
2
a dt A dt 2DA
∂ H Q ∂ Q 1 ∂Q f ⋅ Q Q
g
+ 2
+
+
=0
2
∂x A ∂x A ∂t 2gDA
•
Características positivas (C+)
Equações da quantidade de
conservação de massa
∂H Q ∂Q a 2 ∂Q
+
+
=0
∂t A ∂x gA ∂x
Esquema do método das características
dx
= +a
dt
•
Características negativas (C–)
−
g dH 1 dQ f Q Q
+
+
=0
2
a dt A dt 2DA
dx
= −a
dt
∆x
∆t =
a
TRANSIT
ÓRIOS HIDR
ÁULICOS
TRANSITÓRIOS
HIDRÁULICOS
Separação de coluna
Separação de colunas por desligamento de uma bomba
TRANSIT
ÓRIOS HIDR
ÁULICOS
TRANSITÓRIOS
HIDRÁULICOS
Separação de colunas por operação de fechamento de uma válvula
Separação e rejuntamento de uma coluna num ponto de cota elevada numa tubulação
TRANSIT
ÓRIOS HIDR
ÁULICOS
TRANSITÓRIOS
HIDRÁULICOS
Métodos e dispositivos para controle dos efeitos de golpe de aríete
TRANSIT
ÓRIOS HIDR
ÁULICOS
TRANSITÓRIOS
HIDRÁULICOS
Funcionamento de uma estação elevatória com bombas centrífugas
TRANSIT
ÓRIOS HIDR
ÁULICOS
TRANSITÓRIOS
HIDRÁULICOS
Esquema de propagação das ondas de pressão por ocasião de queda no
funcionamento de um conjunto motor-bomba
TRANSIT
ÓRIOS HIDR
ÁULICOS
TRANSITÓRIOS
HIDRÁULICOS
Frente de onda refletida no reservatório de jusante após o desligamento da bomba
TRANSIT
ÓRIOS HIDR
ÁULICOS
TRANSITÓRIOS
HIDRÁULICOS
Esquema de ondas de pressão após o desligamento de um
conjunto motor-bomba, com e sem volante de inércia
TRANSIT
ÓRIOS HIDR
ÁULICOS
TRANSITÓRIOS
HIDRÁULICOS
Envoltórias de pressões máximas e mínimas após desligamento
acidental de uma bomba, com e sem volante de inércia
TRANSIT
ÓRIOS HIDR
ÁULICOS
TRANSITÓRIOS
HIDRÁULICOS
Corte esquemático de um conjunto motor-bomba com volante de inércia
TRANSIT
ÓRIOS HIDR
ÁULICOS
TRANSITÓRIOS
HIDRÁULICOS
Tanque Alimentador
Unidirecional (TAU)
Envoltórias das pressões máximas e
mínimas após o desligamento acidental
de um conjunto motor-bomba, com e
sem TAU
TRANSIT
ÓRIOS HIDR
ÁULICOS
TRANSITÓRIOS
HIDRÁULICOS
Detalhes da instalação do TAU
TRANSIT
ÓRIOS HIDR
ÁULICOS
TRANSITÓRIOS
HIDRÁULICOS
Chaminé de Equilíbrio
Envoltórias das pressões máximas e mínimas após o desligamento acidental de
um conjunto motor-bomba, com e sem chaminé de equilíbrio
TRANSIT
ÓRIOS
TRANSITÓRIOS
HIDR
ÁULICOS
HIDRÁULICOS
Detalhes do Chaminé de Equilíbrio
TRANSIT
ÓRIOS HIDR
ÁULICOS
TRANSITÓRIOS
HIDRÁULICOS
Reservatório de Ar Comprimido ou Hidropneumático (RHO)
Envoltórias das pressões máximas e mínimas após o desligamento acidental de
um conjunto motor-bomba, com e sem RHO
TRANSIT
ÓRIOS
TRANSITÓRIOS
HIDR
ÁULICOS
HIDRÁULICOS
Esquema do RHO
TRANSIT
ÓRIOS HIDR
ÁULICOS
TRANSITÓRIOS
HIDRÁULICOS
Válvula de Admissão e de Saída de Ar
REDU
ÇÃO DO CUSTO DE ENERGIA
REDUÇÃO
EL
ÉTRICA: A
ÇÕES ADMINISTRATIVAS
ELÉTRICA:
AÇÕES
E OPERACIONAIS
Ações Administrativas e
Operacionais
CUSTO DE
ENERGIA
EL
ÉTRICA EM
ELÉTRICA
SISTEMAS DE
ABASTECIMENTO
DE Á
GUA
ÁGUA
CONSUMO DE ENERGIA EL
ÉTRICA NA SABESP
ELÉTRICA
• Distribuição no consumo de energia elétrica
Motores elétricos ..................... 90%
Utilidades .................................. 7%
Iluminação ................................ 3%
• Indicador do uso de energia: 0,6 kWh/m3 de
água produzida
• Consumo de energia na Sabesp: 3% da energia
consumida no Estado de São Paulo
ALTERNATIVAS PARA REDU
ÇÃO DO
REDUÇÃO
CUSTO DE ENERGIA EL
ÉTRICA
ELÉTRICA
Ações Administrativas – 1ª fase
• Correção da classe de faturamento
• Regularização da demanda contratada
• Alteração da estrutura tarifária
• Desativação das instalações sem utilização
• Conferência de leitura da conta de energia elétrica
• Entendimentos com as companhias energéticas para redução de tarifas
Ações Operacionais – 2ª fase
(A) Ajuste dos equipamentos
• Correção do fator de potência
• Alteração da tensão de alimentação
(B) Diminuição da potência
dos equipamentos
•
•
•
•
•
(C) Controle operacional
• Alteração no sistema de bombeamento-reservação
• Utilização do inversor de freqüência
• Alteração nos procedimentos operacionais de ETAs
Melhoria no rendimento do conjunto motor-bomba
Redução das perdas de carga nas tubulações
Melhoria do fator de carga nas instalações
Redução do índice de perdas de água
Uso racional da água
(D) Automação do sistema
deabastecimento de água
(E) Alternativas para geração
de energia elétrica
• Aproveitamento de potenciais energéticos
• Uso de geradores nos horários de ponta
A
ÇÕES ADMINISTRATIVAS PARA REDU
ÇÃO
AÇÕES
REDUÇÃO
DO CUSTO DE ENERGIA EL
ÉTRICA
ELÉTRICA
•
•
•
•
•
•
Classificação
Regularização da demanda contratada
Alteração da estrutura tarifária
Desativação
Erro de leitura
Negociação com as companhias energéticas para
a redução de tarifas e operações emergenciais
- Redução do custo sem
Ações administrativas
investimento
- Redução do custo sem
diminuição do consumo
de energia
A
ÇÕES OPERACIONAIS PARA REDU
ÇÃO
AÇÕES
REDUÇÃO
DO CUSTO DE ENERGIA EL
ÉTRICA
ELÉTRICA
Redução do custo sem diminuição do
consumo de energia elétrica
• Correção do fator de potência
• Alteração da tensão de alimentação
• Melhoria do fator de carga
Redução do custo pela diminuição do
consumo de energia elétrica
• Diminuição da potência dos equipamentos
• Controle operacional
• Automação
• Alternativas para geração de energia elétrica
REDU
ÇÃO DO CUSTO PELA DIMINUI
ÇÃO DO
REDUÇÃO
DIMINUIÇÃO
CONSUMO DE ENERGIA EL
ÉTRICA
ELÉTRICA
E = 0,00273
Redução do
custo pela
diminuição
do consumo
energia
elétrica
HV
η
onde:
E
H
V
h
=
=
=
=
energia consumida, kWh
altura manométrica de bombeamento, m
volume de água bombeada, m3
rendimento dos conjuntos motor-bomba
Redução da altura
manométrica
• Redução da altura geométrica
• Redução das perdas de carga
- Escolha adequada do diâmetro
- Limpeza ou revestimento da tubulação
- Eliminação de ar em conduto forçado
- Disposição da tubulação na elevatória
e na entrada do reservatório
- Vórtice no poço de sucção de elevatória
- Vórtice em reservatório de distribuição
de água
Redução no
volume de água
• Controle de perdas de água
• Uso racional da água
Aumento no rendimento
dos conjuntos motor-bomba
• Rendimento do motor
• Rendimento da bomba
REDU
ÇÃO DO CUSTO PELA ALTERA
ÇÃO DO
REDUÇÃO
ALTERAÇÃO
SISTEMA OPERACIONAL
• Alteração do sistema bombeamentoreservação
• Utilização de variadores de rotação
nos conjuntos motor-bomba
• Alteração nos procedimentos
operacionais de estações de
tratamento de água
ALTERNATIVAS PARA GERA
ÇÃO DE
GERAÇÃO
ENERGIA EL
ÉTRICA
ELÉTRICA
• Aproveitamento de potenciais
energéticos
– Auto produção de energia
elétrica por fonte hidráulica
– Auto produção de energia
elétrica utilizando gás de esgoto
• Uso de geradores nos horários
de ponta