Retrofit de bombas de refinaria aumenta a produção

Jul 15, 2023

Seção transversal do corpo da bomba e partes internas, mostrando redução de 10/9 estágios (Fonte da imagem: Sulzer)

Matt Kinney, especialista em retrofit hidráulico da Sulzer, examina um exemplo no Texas, onde um projeto de retrofit permitiu que novos objetivos fossem alcançados.

As mudanças nas regulamentações nacionais nos últimos anos fizeram com que a demanda por diesel com enxofre ultrabaixo (ULSD) aumentasse significativamente. Consequentemente, as refinarias tiveram que adaptar seus processos e encontrar soluções inovadoras para fornecer maior capacidade. No Texas, a situação levou uma refinaria a procurar o Centro de Serviços da Sulzer em Odessa para buscar possíveis soluções.

O projeto girava em torno de duas bombas de carga a diesel BB5 de 10 estágios, que precisavam aumentar as taxas de entrega em mais de 47%. O American Petroleum Institute (API) BB5 é uma bomba de barril que inclui um pacote interno dividido axialmente em vários estágios com uma configuração de impulsor oposto.

Como o limite de pressão é dividido radialmente, essas bombas são normalmente projetadas para aplicações de alta temperatura e/ou alta pressão. Com capacidade para lidar com pressões e temperaturas de até 6'250 psi (431 bar) e 800 °F (427 °C), respectivamente, a API BB5 é uma excelente opção de bomba para aplicações como injeção de água, exportação de óleo, alimentação de caldeiras, e serviço de cobrança.

Estabelecendo novas metas Originalmente instaladas em 2006, as bombas tinham um ponto nominal de 1'110 gpm (252 m3/h) a 4'014 pés (1'223 m). No entanto, com a mudança na demanda de ULSD, os engenheiros de confiabilidade da refinaria estavam interessados ​​em aumentar a capacidade para 1'628 gpm (370 m3/h) a 3'450 pés (1'052 m). O objetivo da Sulzer era encontrar a solução mais econômica e oportuna para atender às necessidades do cliente.

Nessas circunstâncias, havia três opções possíveis. Em primeiro lugar, adquira uma nova bomba que atenda aos novos requisitos de capacidade; alternativamente, modifique ou reclassifique as bombas originais ou opere ambas as bombas existentes em paralelo a 100% da capacidade nominal (dependendo da curva do sistema do cliente).

Cada uma dessas opções tem suas próprias vantagens e desvantagens. Por exemplo, a operação paralela seria claramente a menos dispendiosa para alcançar o aumento do fluxo. No entanto, a falta de redundância do sistema em caso de falha é arriscada e muitas vezes pode ser muito cara em termos de perda de produção.

Uma nova seleção de bomba para atender à aplicação pode ser vantajosa em relação à eficiência, mas os longos tempos de entrega, o custo para redirecionar a tubulação e as modificações da placa de base/fundação podem tornar essa opção menos atraente. Realmente não havia nenhuma desvantagem em reclassificar as bombas, exceto que o desempenho desejado nem sempre pode ser alcançado no tamanho de estrutura fornecido. No entanto, se viável, a reclassificação costuma ser mais rápida e econômica.

Simplicidade de design De acordo com a criticidade deste serviço para o sucesso global da refinaria, a possibilidade de reclassificação era de grande interesse. Para dar suporte ao cliente, os engenheiros da Sulzer realizaram um estudo de viabilidade completo, tanto hidraulicamente quanto mecanicamente, para determinar se o objetivo era possível.

Uma pesquisa baseada em velocidade específica (Ns) no vasto banco de dados hidráulico da Sulzer revelou um projeto existente e comprovado que atenderia às necessidades do cliente - desde que os impulsores pudessem se encaixar fisicamente e as áreas dos bocais voluta da caixa interna pudessem ser aumentadas o suficiente para permitir que o impulsor atenda ao desempenho projetado. Uma revisão dos desenhos de desenvolvimento da voluta forneceu confiança de que ambos os itens poderiam ser atendidos.

A Sulzer optou por manter a abordagem o mais simples possível para minimizar o tempo total do projeto. Isso foi alcançado selecionando um projeto hidráulico de impulsor padrão existente que era adequado para o desempenho desejado e havia sido comprovado por pelo menos dois testes de fábrica. Além disso, a empresa garantiu que as modificações do invólucro pudessem ser feitas para caber no novo impulsor e confirmou que a área do bocal poderia ser aumentada o suficiente para imitar o desempenho da bomba de referência.