GRUPO XII

GRUPO DE ESTUDO DE ASPECTOS TÉCNICOS E GERENCIAIS DE MANUTENÇÃO EM INSTALAÇÕESELÉTRICAS

LABORATÓRIO DE ENSAIOS DE BOMBAS DA UNIDADE DE PRODUÇÃOILHA SOLTEIRA / TRÊS IRMÃOS

Roberto Toyofumi Kagesawa*

CESP

Marcelo Bine Moni

CESP

RESUMO

Devido a grande quantidade e variedade de bombashidráulicas existentes nas UHEs Ilha Solteira e TrêsIrmãos e da responsabilidade destas com o sistemainterligado, houve a necessidade de otimizar oprocesso de manutenção dos conjuntos moto-bombas.

O objetivo deste trabalho é apresentar a construção eutilização do laboratório de ensaio de bombashidráulicas da Unidade de Produção Ilha Solteira / TrêsIrmãos.

PALAVRAS-CHAVE: Bombas hidráulicas, ensaios,válvulas, calibração.

1.0 INTRODUÇÃO

A Unidade de Produção Ilha Solteira / Três Irmãos écomposta pela UHE Ilha Solteira, localizada no RioParaná, na divisa entre São Paulo e Mato Grosso doSul, possuindo 20 Unidades Geradoras (UGs), e pelaUHE Três Irmãos no rio Tietê, com 5 UGs emoperação, perfazendo uma potência total instalada de4.251,5 MW.

As bombas hidráulicas representam papel fundamentalno funcionamento das UGs, existindo em nosso caso,em média, 14 conjuntos moto bombas para cada UG;dos mais variados tipos e capacidades.

Nas intervenções para manutenção, tantoprogramadas como em substituições por emergência(falha), as bombas eram “testadas” diretamente no seucircuito de trabalho (reguladores de velocidade,

mancais, comportas de emergência, entre outros). Estacondição colocava em risco o sistema hidráulico, umavez que se instalavam bombas reservas estocadas porlongos períodos e nunca testadas ou bombasrecuperadas (mancais, vedações), não havendoportanto garantia de um perfeito funcionamento.

Tais fatos justificavam a construção de uma estruturapara ensaios de bombas, onde pudessem serverificados todos os parâmetros que garantissem suasperfeitas condições de funcionamento, antes que estasfossem instaladas em seu circuito de trabalho.

2.0 CARACTERÍSTICAS CONSTRUTIVAS

O laboratório foi construído na UHE Ilha Solteira econsiste em um reservatório com capacidade para7.500 litros de óleo, dividido em 3 câmaras iguais.(verFIGURA 1-ANEXO 1)

Estas câmaras são interligadas por um circuitocomposto por bomba reversível, registros de esfera efiltro absoluto (5µm), destinados exclusivamente àmovimentação e tratamento do óleo.

O equipamento possui dois circuitos hidráulicosdistintos, sendo um para ensaios de bombas verticaisde alta vazão e sucção direta (encontradas nosreguladores de velocidade das UGs) e outro circuitopara ensaios de bombas horizontais de baixa vazão ealta pressão (bombas de injeção, circulação, dascentrais hidráulicas das comportas, etc.). Cada circuitopossui válvula de segurança, válvula para ajuste depressão, medidor digital de vazão, pressostato emanômetro digitais.

(*) Passeio Batalha,406 – Ilha Solteira - SP – CEP 15385-000 – Fone: (018) 762 3101Fax: (018) 762 2494 - e-mail: roberto.kagesawa@cec.cesp.com.br

GMI/03021 a 26 de Outubro de 2001

Campinas - São Paulo - Brasil

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Os circuitos descarregam o óleo em uma das câmaras,dotada de um trocador de calor tipo serpentina,alimentado através de uma válvula solenóidecomandada por um termostato digital. Com isso épossível realizar os ensaios dentro de uma faixa prédeterminada de temperatura do óleo.

O circuito de testes de bombas verticais parareguladores de velocidade é dotado ainda de umaválvula de esfera com acionamento pneumático,comandada por um relê cíclico temporizadoajustável, ligada a uma linha de pressão da bomba.

Esta válvula quando operada, alivia a pressão dabomba até um valor pré ajustado, sendo possíveldesta maneira a simulação do ciclo de trabalhoexecutado no equipamento de origem (intermitênciado regulador de velocidade).

FIGURA 1 – Vista do Laboratório de Teste deBombas

3.0 PARÂMETROS DE UTILIZAÇÃO

3.1 Características eletro mecânicas

! Pressão de trabalho

- Ajustável de 0 à 50 kg/cm² (altavazão)

- Ajustável de 0 à 350 kg/cm² (altapressão)

! Vazão nominal

- Até 3.000 l/min (alta vazão)

- Até 300 l/min (alta pressão)

! Temperatura do óleo

- Ajustável, da temperatura ambienteaté 100º C

! Tensão de alimentação

- Trifásica até 440 Vac

! Corrente de alimentação

Até 350 A

3.2 Instrumentação

! Manômetros digitais

Precisão 0,25% f.e (fundo de escala)

! Amperímetros digitais

Precisão 0,2% f.e

! Voltímetro digital

Precisão 0,2% f.e

! Medidor vazão digital

Precisão 0,5% f.e

! Termômetro digital

precisão 0,25% f.e

4.0 APLICAÇÕES

Após a construção e montagem do laboratório, afilosofia de manutenção de Bombas da Unidade deProdução Ilha Solteira / Três Irmãos, estabelece quetodas as bombas hidráulicas revisadas pelamanutenção devem ser ensaiadas no laboratório antesde sua utilização.

Nestes ensaios são avaliadas:

! a eficiência volumétrica (que indica o estadointerno de ajustagem dos elementos debombeamento);

! a eficiência do sistema de vedação (gaxetas,selos mecânicos ou retentores);

! ocorrência de sobreaquecimento dos mancais;! avaliação dos níveis de vibração do conjunto

(referencia para a Manutenção Preditiva);! presença de ruídos anormais;! medição de tensão e corrente dos motores de

acionamento.

As bombas novas recém adquiridas são tambémcomissionadas no laboratório, para comprovação dosvalores garantidos pelo fabricante.

O laboratório de bombas é utilizado para análise defalhas crônicas em bombas, pois permite que oproblema seja exaustivamente analisado sem o riscode danos aos demais componentes do sistema(contaminação do circuito hidráulico dos equipamentos,bloqueio da UG, etc.).

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Além dos ensaios envolvendo moto-bombas, tambémsão executados ensaios e calibrações em todos oscomponentes auxiliares aos circuitos hidráulicos, taiscomo: válvulas de segurança, válvulas de intermitênciados reguladores de velocidade e pressostatos.

Citando um exemplo prático, o laboratório foi utilizadopara diagnóstico e detecção dos fatores que causaramo desgaste prematuro do anel de escora axial domancal principal de uma bomba de fusos vertical. Estabomba, de marca SCAN IMO modelo VNP 80-4-L,acionada por motor de 75cv, é utilizada no sistemahidráulico dos reguladores de velocidade (RV) das UGsda UHE Três Irmãos, num total de duas unidades porUG.

Tal desgaste provocou a contaminação de todo o óleodo RV (5800 litros), fato que provocou a parada da UG,gerando indisponibilidade de geração, além do custode Hxh na substituição da bomba e limpeza de todo osistema e tratamento do óleo.

O conjunto moto-bomba foi montado no laboratórioonde foi simulado o regime de operação da bomba, ouseja, num tempo de 30s em recalque a 40 Kg/cm2 e1:30h em alívio a 6 Kg/cm2. Após 48 horas deoperação o conjunto foi desmontado, sendocomprovado o inicio do desgaste no anel de escora.

Ficou concluído que, durante o período defuncionamento em alívio, o sistema de equilíbriohidráulico dos fusos não apresentava a eficiênciadesejada aumentando a carga axial sobre o anel deescora do mancal.

Após essa conclusão foi substituído o anel por umrolamento axial de esferas com modificações simplesna carcaça da bomba, obtendo-se assim um aumentosignificativo da capacidade de carga do mancal.

Novamente, após a modificação, foi realizado ensaiode durabilidade do novo mancal, em regime detrabalho forçado (160h), constatando-se a perfeitacondição do rolamento, ficando assim aprovada amodificação.

5.0 CONCLUSÃO

O laboratório de bombas é uma excelente ferramentapara ensaio, análise de falhas, controle de qualidadeda manutenção e principalmente para melhoria deprojeto. Com sua utilização obtivemos aumentossignificativos da confiabilidade bem como diminuiçãode custos com homens/horas e tempo perdido degeração.

6.0 REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA

SOUZA, H.R. – “Hidráulica” – Centro de Comunicaçãoda Escola “PRO TEC”, 1985.

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ANEXO 1

Figura 1 – Esquema hidráulico do laboratório de bombas