Centrífuga de alta velocidad en el buque: Construcción y funcionamiento

Una centrífuga de alta velocidad es un tipo de separador que se utiliza en un buque para eliminar la contaminación de líquidos como combustible y aceites lubricantes. Es imprescindible llevar a cabo este tratamiento para eliminar las impurezas sólidas y el agua antes de que se suministren al motor marino. Por lo tanto, la tarea de la centrifugadora es eliminar la contaminación sólida del líquido y eliminar el líquido indeseable (agua) de los líquidos útiles (combustible).

Principio de trabajo

El principio de separación de la centrífuga de alta velocidad depende de la diferencia en la gravedad específica de dos líquidos diferentes. Para entender, tomemos un tanque de sedimentación donde se almacena el combustible y debido a la diferencia en la gravedad del agua y el combustible (el agua es más pesada), el agua se recoge en la parte inferior del debido al efecto de la gravedad.

Matemáticamente este proceso puede ser representado por:

Fs = ∏ / 6x D3 (pw-po) g

Donde Fs es la fuerza de separación, pw es la densidad del agua, po es la densidad del aceite y “g” es la fuerza gravitacional.

Ahora, si convertimos el tanque en un objeto giratorio cónico, el factor gravitacional g será reemplazado por la fuerza centrífuga ω2 r, donde ω2 es la velocidad angular de rotación y r es el radio efectivo.

Fs = ∏ / 6x D3 (pw-po) ω2 r.

Ahora la fuerza de separación será mucho mayor en la centrífuga en comparación con un tanque de sedimentación.

Construcción de centrífugas de alta velocidad:

Los componentes básicos de la centrífuga son los siguientes:

Marco exterior:

El marco exterior normalmente está hecho de hierro fundido que soporta las piezas internas del recipiente y el disco y transporta conexiones de línea de agua, línea de alimentación y línea de salida.

Cuenco y disco:

Hay cuencos dentro del marco, que pueden ser un conjunto sólido que funciona de forma no continua y tiene espacio suficiente para retener el lodo separado. También puede haber una disposición en la que las partes superior e inferior se separen para descargar el lodo acumulado mediante una operación continua. Estas piezas se componen normalmente de acero inoxidable de alta tensión.

Eje vertical:

El eje vertical se utiliza para transformar la salida del motor eléctrico en movimiento de rotación para girar el recipiente a alta velocidad a través de engranajes rectos y eje horizontal o correa. El material utilizado para la construcción del eje vertical es una aleación de acero.

Bomba de engranajes conectada:

Una construcción general de centrífuga consiste en una bomba de engranajes de alimentación o descarga accionada por eje horizontal.

En algún sistema, se puede instalar una bomba de alimentación externa en lugar de la bomba conectada.

El eje horizontal o la transmisión por correa:

El motor eléctrico acciona el eje horizontal a través de almohadillas de embrague y se utiliza para transmitir el movimiento de rotación al conjunto de la cubeta.

En algunos modelos se utiliza una correa especial con carácter elástico en lugar del eje horizontal, eliminando así el uso del conjunto de engranajes. El material del eje horizontal es una aleación especial de acero.

Engranaje recto:

Se coloca un engranaje recto entre los ejes horizontales y verticales para la transferencia del movimiento de rotación. Estos engranajes están fabricados con el material especial de bronce de aluminio.

Almohadillas de embrague o fricción:

Un motor eléctrico se sobrecargará si está conectado directamente al conjunto de la cubeta para la rotación del mismo, ya que el conjunto completo es muy pesado. Para evitar esto, las almohadillas de embrague o fricción y el conjunto de tambor se instalan en el eje horizontal. Normalmente, el número de almohadillas varía de 2 a 4 dependiendo del suministro de frecuencia al motor
A medida que el motor arranca, las almohadillas dentro del tambor se mueven gradualmente debido a la fuerza centrífuga y causan fricción en la pared interna del tambor, lo que resulta en la rotación del eje y la taza gradualmente sin sobrecargar y dañar el motor y los engranajes.

Automatización:

Además de las piezas mecánicas, la última centrífuga viene con un circuito de automatización completo que incluye válvulas de tres vías, detectores, monitores, transductores, válvulas solenoides, válvulas neumáticas, etc., junto con un panel de control, que garantiza que la centrífuga cumpla con todos los criterios requeridos para operar en una sala de máquinas no tripulada.

Tipos de centrífuga:

Normalmente hay dos tipos basados en la aplicación:

1) Purificador: Cuando una centrífuga está dispuesta para separar dos líquidos de diferentes densidades, por ejemplo, agua del aceite, se conoce como purificador. El componente principal del purificador es el disco de gravedad o anillo de presa de tamaño correcto que es responsable de crear una interfaz entre el aceite y el agua.

2) Clarificador: Cuando un centrífugo está dispuesto para eliminar solo impurezas y una pequeña cantidad de agua, se llama clarificador. Dado que se utiliza principalmente para que se eliminen las impurezas sólidas en su mayoría, el disco de gravedad no se usa en el clarificador; en su lugar, se usa un anillo de sellado para mantener intactas las impurezas a menos que se desprendan.

Las operaciones básicas de clarificador y purificador son:

– Contiene una pila de numeración de discos de hasta 150 y está separada entre sí por un espacio muy pequeño. Una serie de orificios están alineados en cada disco cerca del borde exterior, lo que permite la entrada de aceite sucio.

– Debido a la diferencia de gravedad y fuerza centrífuga, el líquido impuro más pesado (agua) y las partículas se mueven hacia afuera y el aceite limpio más ligero fluye hacia adentro y se separa.

– Los lodos e impurezas recogidos se pueden descargar de forma continua o a intervalos de tiempo, dependiendo de la construcción, la automatización y el sistema incorporado

– En un purificador, antes de introducir el aceite, se establece un sellado de agua para que el llenado de aceite no fluya a través de la salida de líquido pesado

– En el clarificador, no hay una salida de líquido pesado para descargar agua separada, por lo que el sellado de agua es innecesario

– y la temperatura de la alimentación es extremadamente importante para la purificación. Para el aceite normal, la purificación de una etapa es suficiente, pero para el aceite que contiene lodo pesado o mezcla de catalizador, se utilizan varios purificadores en paralelo (preferido) o en serie para obtener mejores resultados

: Los purificadores/ clarificadores de la nueva era se desludan automáticamente en un intervalo regular (mediante el uso de temporizador y controladores. Un detector de descarga en el lado del lodo supervisa el lado del lodo y proporciona una señal de alarma si se detecta alguna anomalía