Informe 2 Vista Alegre Canaima 2013

PROYECTO: DOCUMENTO SERVICIOS PROFESIONALES PARA LA ELABORACIÓN DEL PROYECTO DE INGENIERÍA DE DETALLE Y DE LOS PLIEGOS DE LAS CONDICIONES PARA EL PROCESO DE CONTRATACION DE LA AMPLIACION DE LA ESTACION DE BOMBEO VISTA ALEGRE, UBICADA EN URB VISTA ALEGRE, MUNICIPIO LIBERTADOR, DISTRITO CAPITAL

ESTACION VISTA ALEGRE

SUBPROYECTO: MEMORIA DESCRIPTIVA FECHA JULIO 2013

SERVICIOS PROFESIONALES PARA LA ELABORACIÓN DEL PROYECTO DE INGENIERÍA DE DETALLE Y DE LOS PLIEGOS DE LAS CONDICIONES PARA EL PROCESO DE CONTRATACION DE LA AMPLIACION DE LA ESTACION DE BOMBEO VISTA ALEGRE, UBICADA EN LA URBANIZACION VISTA ALEGRE, MUNICIPIO

LIBERTADOR, DISTRITO CAPITAL

MEMORIA DESCRIPTIVA

Pág. 1ARCHIVO : document.docx Rev 00 MEMORIA DESCRIPTIVA EST VISTA ALEGRE

SOLTEC, C.A

EDICIÓN REVISIÓN FECHA DETALLES

1 JULIO 2013INFORME 1




1 INTRODUCCIÓN....................................................................................................................................................... 4

2 JUSTIFICACIÓN......................................................................................................................................................... 4

3 DESCRIPCIÓN DE LA ESTACIÓN DE BOMBEO............................................................................................................. 4

4 CALCULO DE CAUDAL DE DISEÑO........................................................................................................................... 12

5 CONDICIONES HIDRAULICAS DEL SISTEMA............................................................................................................. 13

5.1 CARGA DINÁMICA........................................................................................................................................................135.2 POTENCIA DE LA BOMBA PARA EL PUNTO DE TRABAJO:.......................................................................................................145.3 CALCULO DE NPSH DISPONIBLE....................................................................................................................................14

6 PROPUESTA DE SOLUCION..................................................................................................................................... 14

6.1 INSTALACION INICIAL SIN DETENCION DEL SERVICIO ACTUAL........................................................14

7 MÚLTIPLE DE SUCCION Y ACCESORIOS................................................................................................................... 16

8 MÚLTIPLE DE SALIDA Y ACCESORIOS...................................................................................................................... 16

9 INSTALACIONES ELECTRICAS.................................................................................................................................. 18

10 DESCRIPCIÓN DE LA INSTALACIÓN.......................................................................................................................... 18

11 SISTEMA DE CONTROL........................................................................................................................................... 18

12 SISTEMA DE AUTOMATISMO:................................................................................................................................. 18

12.1 FUENTE DE ALIMENTACIÓN PARA LOS MÓDULOS:...............................................................................................................1912.2 MÓDULOS DE ENTRADA DIGITAL:....................................................................................................................................1912.3 MÓDULOS DE SALIDA DIGITAL:.......................................................................................................................................1912.4 SCANNER...................................................................................................................................................................19

13 PERIFERIA DESCENTRALIZADA EN LA CELDAS DE MEDIA TENSIÓN...........................................................................20

13.1 PERIFERIA DESCENTRALIZADA EN EL TABLERO DE MANDOS:..................................................................................................2013.2 ENTRADA ANALÓGICA PARA MEDICIÓN DE TEMPERATURA:..................................................................................................2013.3 ENTRADA ANALÓGICA PARA MEDICIÓN DE PRESIONES Y CAUDAL...........................................................................................21

14 CELDAS DE ALIMENTACIÓN DE LA ESTACION 12.47 KV............................................................................................21

15 TRANSFORMADOR DE POTENCIA 5 MVA................................................................................................................ 21

5 MVA........................................................................................................................................................................... 22

16 CELDAS DE MEDIA TENSIÓN................................................................................................................................... 22

16.1 CELDAS DE MEDIA TENSIÓN...........................................................................................................................................2216.2 CELDAS DE MEDIA TENSIÓN SALIDA MOTOR......................................................................................................................23





16.3 CELDAS DE MEDIA TENSIÓN INTERRUPTOR DE ENLACE.........................................................................................................2316.4 CELDA DE DESVÍO DE BARRAS.........................................................................................................................................2316.5 CELDA DE SERVICIO PROPIO...........................................................................................................................................2316.6 RELÉ DE PROTECCIÓN MULTIFUNCIONAL:.........................................................................................................................24

17 TABLERO DE MANDOS LOCAL................................................................................................................................. 25

18 LISTADO DE SEÑALES ANALÓGICAS Y BINARIAS PREVISTAS PARA EL MOTOR..........................................................25

19 LISTADO DE SEÑALES ANALÓGICAS Y BINARIAS PREVISTAS PARA LA BOMBA.........................................................26

20 LISTADO DE LA INSTRUMENTACIÓN HIDRÁULICA...................................................................................................26

21 ACCIONAMIENTOS DE LAS VÁLVULAS DE REPARACIÓN DE SUCCIÓN Y DESCARGA..................................................26

22 DETECCIÓN DE "MARCHA EN SECO"....................................................................................................................... 27

22.1 CANALIZACIONES ELÉCTRICAS........................................................................................................................................2822.2 INSTALACIONES ELÉCTRICAS A LA VISTA...........................................................................................................................2822.3 BANDEJAS PORTACABLES..............................................................................................................................................2822.4 TUBERÍA A LA VISTA.....................................................................................................................................................2822.5 SISTEMA DE PUESTA A TIERRA.......................................................................................................................................28





1 INTRODUCCIÓN

La estacón se encuentra ubicada se encuentra ubicada en la urbanización Vista Alegre, Municipio

Libertador Distrito Capital. El alcance del DOCUMENTO cubre la evaluación hidráulica del sistema

de bombeo, para ampliar la demanda actual estimada en 240 lps según las mediciones

efectuadas en campo conjuntamente con los el personal profesional de Hidrocapital acueducto

metropolitano y la gerencia de proyectos hasta el máximo permisible encaso de que la aducción

no este en capacidad de enviar los 720 lps estimados para la demanda proyectad para el año

2032. La ingeniería a desarrollar abarca las modificaciones de las obras civiles del patio de

bombas y del equipamiento electromecánico a ser instalado, incluyen los cálculos para la

selección de los equipos de bombeo necesarios.

2 JUSTIFICACIÓN

Tomando en consideración la necesidad de mejorar la oferta de agua a los sectores que

comprende los sectores urbanísticos ubicados a lo largo de la carretera hacia el Junquito

incluyendo la misma población, del plan de abastecimiento del Tuy IV, se ha considerado ampliar

la estación de bombeo como una opción factible y económica, para cubrir la demanda de la zona

mencionada utilizando la infraestructura de aducción y estanques existentes. Ver perfil del

sistema. Ver documentos anexos con las demandas estimadas por la gerencia de proyectos de

Hidrocapital.

3 DESCRIPCIÓN DE LA ESTACIÓN DE BOMBEO.

La ESTACION VISTA ALEGRE fue concebida para alimentarse de la tubería de 24” del

Sistema TUY III, conectada al alimentador Antímano de 60” en la avenida principal de

Antímano. Sector la Yaguara.

La estación actual está concebida con cuatro bombas instaladas, un sitio de reserva para una

quinta bomba y un caudal medido con tres y cuatro equipos de 240 lps. Los motores están

alimentados en 2400 voltios. Los motores tienen una potencia de 800 hp- estas instalaciones





quedaran fuera de servicio al rehabilitarse la estación debido a que los puntos de operación no

cumplen con los nuevos parámetros de demanda de la zona.

INFORMACION RECOPILADA.

Con la finalidad de realizar los cálculos sobre una aducción de la cual no se encontró

información como contrapartida se realizaron diversas acciones entre las cuales mencionamos

las siguientes.

Determinación de las cotas reales de la estación de bombeo, del sitio de la válvula check, del

fondo del estanque Canaima y de patio de la estación de bombeo Canaima.

Medición de espesores aguas arriba y aguas debajo de la válvula check en la progresiva del

km 4 de la carretera del Junquito así como en los múltiples de descarga en la estación de vista

alegre.

Mediciones de presiones en la succión y en la s descarga de la estación de vista alegre.

Medición de la presión en el sitio donde está instalada la válvula check y en la succión de la

estación de Canaima

Mediciones de los puntos de trabajo. Presión y caudales unitarios y globales en la estación de

bombeo de vista alegre.

Tomando en consideración que en el ramo entre la válvula check y el estanque Canaima la

altura piezométrica corresponde a una tubería con un coeficiente de HW normal (110) y que la

realzar la comparaciones para las perdidas y las presiones desde la estación vista alegre no es

posible determinar un coeficiente adecuado dentro del los rangos admisibles y que las

medicines de caudal iniciales nos permitieron observar que las perdidas o extracciones en la

ruta de la tubería estaba en el orden entre un 26 y un 30% y no existiendo una apreciación

visible de alguna fuga en la aducción así como es conocida la extracción por los barrios en la

vía y los nuevos barrios en desarrollo por las nuevas invasiones, se procedió a realzar los

cálculos con la determinación de un coeficiente de HW 110 por tener la tubería más de veinte

años de instalada y en consenso con la dirección del acueducto metropolitano se establece que





es necesario la eliminación de la tomas directas sobre la aducción y la colocación de un tubo

paralelo que sirva como distribución para controlar mejor la red de abastecimiento de la zona.

La estación está ubicada en la vía que viene de la carretera hacia el Junquito y entra a la

urbanización Vista Alegre a nivel del final de la avenida ppal. de la Yaguara y contempla las

siguientes instalaciones

Edificación existente donde están instaladas las motobombas a ser reemplazadas

caseta de mando, techado y con grúa pórtico y sub estación eléctrica.

Alimentación a las unidades de bombeo desde el tubo de 30”.

La nueva estación tendrá el sistema de mando y control desde la instalación existente.

Grúa pórtico capacidad 10 Ton.

Estructura metálica con techo liviano en sofito metálico o similar y pantallas laterales.

Armario para CCM a utilizar. Se cambiaran los componentes

Bomba centrifuga horizontal. Se sustituirán las existentes por bombas HE 250 de mayor

capacidad,

Los ramales actuales con las válvulas existentes serán sustituidas por válvulas de

control de paso anular, válvulas de reparación, juntas de montaje y ramales de succión

y descarga. Diámetros 400 mm, presiones: 25 Bar a la succión y 63 Bar a la descarga.

Luminarias.

Armarios de mando a ser instalados en el patio de bombas y armarios de control a ser

instalados en la casa de mando.

Transformadores nuevos de 5 MVA con sus correspondientes accesorios

El sistema hidráulico tiene las siguientes características:

DIAMETRO DE LA TUBERIA 24” DESDE EL EMPALME CON EL 24”





ALIMENTADOR ANTIMANO 60” COTA 910DIAMETRO DE LA TUBERIA 24” DE LA ESTACION COTA 1004 AL NODO j-10 EN LA COTA 1200

24”2560 m

VALVULA DE RETENSION 20” 24” COTA 1200

DIAMETRO DE LA TUBERIA DESDE EL NODO EN LA PROGRESIVA 2+659 en LA 1200 A LA PROGRESIVA 4+ 159 EN LA COTA 1270

26”

DIAMETRO DE LA TUBERIA DESDE LA PROGRESIVA HASTA EL ESTANQUE CANAIMA WN LA PROGRESIVA 5+060 COTA 1357 m

24”

LONGITUD DE LA TUBERIA ENTRE LA ESTACION VA Y EL NODO EN LA COTA 1200 2659 mLONGITUD DEL TUBO DE 26” DESDE LA PROGRESIVA 1200 HASTA LA PROGRESIVA 4+159

1499m

LONGITUD DEL TUBO DE 24” DESDE LA PROGRESIVA 4+159 HASTA LA PROGRESIVA 5+050 EN EL ESTANQUE CANAIMA

891 m

LONGITUD DE LA TUBERIA DE SUCCION 24” DESDE EL ALIMENTADOR 60” ANTIMANO HASTA LA ESTACION VISA ALEGRE

1463m

COTA DE LA LOSA EN LA ESTACION VISTA ALEGRE 1004

m

COTA DE LA BASE DEL ESTANQUE CANAIMA 1357 m

COTA DE LA ESTACION CANAIMA 1350 m

Al evaluar la respuesta transitoria del sistema para el evento transitorio de detención

accidental de (2) grupos de bombeo, se protegerá el sistema con dos (2) válvulas de retención

ó anti-retorno en línea, colocadas en las progresivas mostradas en la tabla Nº 5.

Tabla Nº 5

Ubicación Recomendada para las Válvulas de Retención PN 40 ó ANSI 300

Válvul

a

V/R Nº

Progresiva

desde la E/B

Ubicación Cota

[msnm]

Diámetro

[mm]

Comentarios

1 2+660 a 2660 m de la E/B 1200 500 Ubicación Existente

2 3+650 a 990 m de la V/R 1 1244 600 Nueva





COMPORTAMIENTO DEL SISTEMA CON UNA BOMBA KSB HE 250 EN OPERACIÓN. DATOS Y

RESULTADOS DE LA SIMULACION

TUBERIA DE SUCCION DESDE ALIMENTADOR ANTIMANO HASTA ESTACION VISTA ALEGRE

TUBERIA LONGITUD (m)

DIAMETRO (mm)

CAUDAL(l/s)

PERDIDA DE CARGA POR TRAMO (m)

VELOCIDAD(m/s)

DESDE COTA(m)

DESDE NODO

HASTA NODO

Y-1 123 600 371.07 0.42 1.31 1,050.00 TUY III A-1Y-2 275.23 600 371.07 0.93 1.31 910.00 A-1 A-2Y-3 516.94 600 371.07 1.75 1.31 925.00 A-2 A-3Y-4 621.18 600 371.07 2.11 1.31 950.00 A-3 A-4TOTALES 1536.35 5.21

TRAMO ESTACION DE BOMBEO VISTA ALEGRE - ESTANQUE CANAIMA

TUBERIALONGITUD

(m)DIAMETRO

(mm)CAUDAL

(l/s)


VELOCIDAD(m/s)

DESDE COTA (m) DESDE NODO

HASTA NODO

P-1 100 600 371.07 0.34 1.31 1,004.00 J-1 J-2P-2 261 600 371.07 0.89 1.31 1,004.00 J-2 J-3P-3 268.83 600 371.07 0.91 1.31 1,004.00 J-3 J-4P-4 247.19 600 371.07 0.84 1.31 1,025.00 J-4 J-5P-5 285.9 600 371.07 0.97 1.31 1,050.00 J-5 J-6P-6 314.55 600 371.07 1.07 1.31 1,075.00 J-6 J-7P-7 280.11 600 371.07 0.95 1.31 1,100.00 J-7 J-8P-8 287.73 600 371.07 0.98 1.31 1,125.00 J-8 J-9P-9 614.17 600 371.07 2.08 1.31 1,150.00 J-9 J-10 CHECK 1P-10 609.9 660 371.07 1.3 1.08 1,200.00 J-10 CHECK 1 J-11P-11 497.74 660 371.07 1.06 1.08 1,225.00 J-11 J-12 CHECK 2P-12 391.97 660 371.07 0.84 1.08 1,244.00 J-12 CHECK 2 J-13P-13 108.51 600 371.07 0.37 1.31 1,275.00 J-13 J-14P-14 443.79 600 371.07 1.51 1.31 1,300.00 J-14 J-15P-15 238.66 600 371.07 0.81 1.31 1,350.00 J-15 J-16P-16 348 600 371.07 1.18 1.31 1,350.00 J-16 T-1

5298.05 16.1





COMPORTAMIENTO DEL SISTEMA CON DOS BOMBAS KSB HE 250 EN OPERACIÓN.

DATOS Y RESULTADOS DE LA SIMULACION

TUBERIA DE SUCCION DESDE ALIMENTADOR ANTIMANO HASTA ESTACION VISTA ALEGRE

TUBERIALONGITUD

(m)DIAMETRO

(mm)CAUDAL

(l/s)


VELOCIDAD(m/s)

DESDE COTA

(m)

DESDE NODO

HASTA NODO

Y-1 123 600 620.47 1.08 2.19 1,050.00 TUY III A-1

Y-2 275.23 600 620.47 2.42 2.19 910 A-1 A-2

Y-3 516.94 600 620.47 4.55 2.19 925 A-2 A-3

Y-4 621.18 600 620.47 5.46 2.19 950 A-3 A-4TOTALES 1536.35 13.51

TRAMO ESTACION DE BOMBEO VISTA ALEGRE - ESTANQUE CANAIMA

TUBERIALONGITUD

(m)DIAMETRO

(mm)CAUDAL

(l/s)


VELOCIDAD(m/s)

DESDE COTA(m)

DESDE NODO

HASTA NODO

P-1 100 600 620.47 0.88 2.19 1,004.00 J-1 J-2

P-2 261 600 620.47 2.29 2.19 1,004.00 J-2 J-3

P-3 268.83 600 620.47 2.36 2.19 1,004.00 J-3 J-4

P-4 247.19 600 620.47 2.17 2.19 1,025.00 J-4 J-5

P-5 285.9 600 620.47 2.51 2.19 1,050.00 J-5 J-6

P-6 314.55 600 620.47 2.77 2.19 1,075.00 J-6 J-7

P-7 280.11 600 620.47 2.46 2.19 1,100.00 J-7 J-8

P-8 287.73 600 620.47 2.53 2.19 1,125.00 J-8 J-9

P-9 614.17 600 620.47 5.4 2.19 1,150.00 J-9J-10 CHECK 1

P-10 609.9 660 620.47 3.37 1.81 1,200.00J-10 CHECK 1 J-11

P-11 497.74 660 620.47 2.75 1.81 1,225.00 J-11J-12 CHECK 2

P-12 391.97 660 620.47 2.17 1.81 1,244.00J-12 CHECK 2 J-13

P-13 108.51 600 620.47 0.95 2.19 1,275.00 J-13 J-14

P-14 443.79 600 620.47 3.9 2.19 1,300.00 J-14 J-15

P-15 238.66 600 620.47 2.1 2.19 1,350.00 J-15 J-16

P-16 348 600 620.47 3.06 2.19 1,350.00 J-16 T-1TOTALES 5298.05 41.67





PUNTO DE OPERACIÓN CON UNA BOMBA KSB HE 250.


TABLA DE DATOS TUBERIAS Y BOMBA CORRIDA CON UNA BOMBA

DESCRIPCION LONGITUD DIAMETROCOEFICIENTE

W-HCAUDAL VELOCIDAD

PERDIDA EN EL TRAMO

NOMBRE m mm LPS m/s m

TRAMO 24" 3550.39 600 110 371.07 1.31 3.2

TRAMO 26" 1499.61 660 110 371.07 1.08 12.9

BOMBAS PUNTO DE TRABAJO

COTA DEL EJE

POTENCIA NOMINAL HP

POTENCIA MOTOR KW

CAUDALLPS

ALTURA DE BOMBEO mca

ALTURA DE SUCCION m

ESTADO

Pump B1 1,004.00 2,014.87 1442 371.07 332.31 40.00 OPERANDO

Pump B2 1,004.00 APAGADA


PUNTO DE OPERACIÓN CON UNA BOMBA KSB HE 250.


TABLA DE DATOS TUBERIAS Y BOMBA CORRIDA CON DOS BOMBAS

DESCRIPCION LONGITUD DIAMETROCOEFICIENTE

W-HCAUDAL VELOCIDAD

PERDIDA EN EL TRAMO

NOMBRE m mm LPS m/s m

TRAMO 24" 3550.39 600 110 371.07 2.51 8.29

TRAMO 26" 1499.61 660 110 371.07 1.81 33.38

BOMBAS PUNTO DE TRABAJO

COTA DEL EJE

POTENCIA NOMINAL HP

POTENCIA NOMINAL KW

CAUDALLPS

ALTURA DE BOMBEO mca

ALTURA DE SUCCION m

ESTADO

Pump B1 1,004.00 1,986.51 1480 310.24 368.82 32.40 OPERANDO

Pump B2 1,004.00 1,986.51 1480 310.24 368.82 32.47 OPERANDO






La Estación de Bombeo será diseñada con tres (3) puestos de bombas, dos en funcionamiento

y una en reserva. Estarán conectadas a la tubería de succión de mediante un tubo de 400 mm

de diámetro, con una válvula de reparación de mariposa, una junta de montaje. La instalación

del motor se realizará en posición horizontal sobre un bastidor de perfiles de acero anclado a

bases de concreto y conectada a la bomba por medio de acoplamientos tipo volantes. En el

lado de impulsión, las bombas descargan por una tubería de 400 mm con los siguientes

componentes: válvula para control de cierre y protección de golpe de ariete, válvula de

reparación de compuerta, junta de desmontaje. El múltiple general de descarga es de 30” y

tendrá una válvula de reparación que aísla la estación para efectos de mantenimiento y

reparaciones.

DEMANDA A FUTURO

La demanda considerada y suministrada por la Gerencia de Proyectos de HIDROCAPITAL es la

siguiente:

Una demanda total de 650 lps para una proyección de 25 años.

Se anexa informe de Hidrocapital.





Figura Nº 1: Esquema de Línea de Tubería Estación de Bombeo vista alegre

Hest= 1357 +6 – 1004 - 50 = 309 m

Presión Promedio de Succión = 50 mca de acuerdo con la información sobre el nivel promedio en el

alimentador Antímano.

Nota: Las cotas referidas al nivel del mar (m.s.n.m).

4 CALCULO DE CAUDAL DE DISEÑO

Este dato forma parte de la información recibida de la Gerencia de Proyectos de

HIDROCAPITAL y se fija en 501 lps. Hay que acotar que la demanda futura a 25 años

estimada es mayor (670 LPS) pero estamos considerando este caudal estimado para el año

2013, como el más adecuado para la aducción existente.


EJE DE BOMBA 1004.5

E-B VISTA ALEGRE

LOSA DE ESTACION 1004

PRESION A LA SUCCION 50 mca

Estanque CANAIMA. 1357 msnm

VALVULA CHECK 24” 1200 MSNM

DIAMETRO 24”

DIAMETRO 26”

DIAMETRO 24”

DIAMETRO 24”




5 CONDICIONES HIDRAULICAS DEL SISTEMA

5.1 Carga dinámica

H DINAMICA = HESTATICA + Pérdidas por fricción en los diferentes ramales de la tubería alimentación a

las zonas a ser servidas. Se considera en el cálculo valores de pérdidas en la válvula de línea

como un máximo de 5% de longitud equivalente por perdidas por cambios de dirección en el

recorrido. Su tomará como coeficiente de pérdidas para el cálculo utilizando la formula de

Hazen William C = 110.

Hsuccion = presión promedio a la succión 50 mca

ZEJE DE LA BOMBA = 1005 msnm

Z Canaima = cota en la altura media estanque Canaima 1363 msnm

Perdidas por fricción se obtiene mediante la fórmula de Hazen William:

Donde

Q = Caudal en m3/seg

L= Longitud en Km. La longitud esta mayorada en 5 % para incluir los factores de pérdidas por

cambios de dirección de la tubería.

C= Coeficiente de Hazen William

D= Diámetro de las tuberías en metros

En Anexo No 2, se muestran los resultados de los cálculos hidráulicos.


J=Q1 ,85(m3 /s )∗1 .05L(m)

0 ,09414∗C1,85∗D4 ,87(m)




5.2 Potencia de la Bomba para el punto de trabajo:

P (Hp) = Q (l/s) *H (m) / (eficiencia (%)*75), LA EFICIENCIA TEORICA DE LA CURVA DE

LA BOMBA ES DE 85%

5.3 Calculo de NPSH Disponible.

NPSH REQUERIDO: 10 m para el punto de trabajo actual

NPSH DISPONIBLE: 58.9 m para el punto de trabajo con una sola bomba en funcionamiento.

NPSH DISPONIBLE = Hs + PATM - Pv – Hfsucción

HP = PRESION MINIMA DEL AGUA EN LA SUCCION 50 m

PATM = Presión Atmosférica en Caracas 911 m corregido a 1000 msnm 9.9 m

Pv = Presión de Vapor a 25 Grados: 0.32 m 0.32 m Hfsucción = pérdidas en el tramo de succión = hf válvula + hf tramo tubo 0.68 m· NPSH DISPONIBLE 58.9 m

6 PROPUESTA DE SOLUCION

De acuerdo con los datos obtenidos, en la estación de bombeo Vista Alegre se

instalarán (3) unidades centrífugas horizontales (dos operativas y otra de

reserva), similares al modelo HE 250-620 de la marca KSB (ver anexo 1). Estas

unidades son del tipo de admisión simple, con dos etapas, y con una velocidad

sincrónica de rotación de 1800 rpm.

6.1 INSTALACION INICIAL SIN DETENCION DEL SERVICIO ACTUAL

El sistema actual funciona con tres y cuatro unidades de bombeo, por lo cual la rehabilitación

deberá realizarse sin la detención total de estas unidades. La propuesta es mantener tres

unidades con una de las alimentaciones de 2600 KVA e instalar una unidad KSB HE 250

alimentada por la otra, para luego de su puesta en servicio proceder al desmantelamiento de

las unidades existentes y terminar la rehabilitación.

Las unidades a ser instaladas necesitan una altura mínima de 1,80 metros para lo cual se ha

considerado realizar la construcción de una fosa confinada entre dos muros que también





servirán de soporte a la grúa pórtico existente. En los croquis siguientes se aprecia la filosofía

de la reconstrucción de la estación para la instalación de las nuevas unidades.

El procedimiento será realizar una excavación para mantener una profundidad de 1,80 m más

el espesor de la losa de fondo.

Las bombas estarán instaladas sobre un elemento de concreto aislado sobre la losa de fondo.

La bomba de acuerdo al estudio de golpe de ariete, tendrá un diámetro de succión y descarga

de 400 mm, los cuales se instalarán según el diseño a una nueva tubería de succión y

descarga de 30” ancladas dentro de la fosa a construir. Ver los croquis.

Los muros de la fosa se alinearán con la grúa existente y en la primera etapa se realizará un

sistema de contención sea con tablestaca o un muro de bloques rellenos entre la estación

nueva y la estación existente hasta que sea puesta en servicio la primera unidad la cual tiene

capacidad para sustituir las tres existentes. Los detalles de la estructura se entregaran en el

segundo informe actualmente en preparación.





7 MÚLTIPLE DE SUCCION Y ACCESORIOS.

Cada ramal de succión consistirá de:

(1) Válvula de succión, tipo mariposa, con accionamiento eléctrico PN 25 DN 400 mm

(2) Junta de desmontaje a la succión PN 25 DN 400 mm

(3) Tubería de succión de la bomba diámetro 400 mm

(4) Soportes para el múltiple general de succión

(5) Tubería del múltiple de succión

(6) Cono reductor de 400 mm a 350 mm según diseño

8 MÚLTIPLE DE SALIDA Y ACCESORIOS.

Se realizaron los cálculos y dimensionamientos de los ramales de salida de acuerdo con los

resultados del cálculo del golpe de ariete.

Cada descarga consistirá de:

(7) Válvula de descarga, tipo compuerta, con accionamiento eléctrico PN 63 DN 400 mm

(8) Válvula de paso anular , con accionamiento eléctrico y amortiguador oleo hidráulico DN 400

mm, PN 63

(9) Junta de desmontaje a la descarga, DN 400 mm , PN 63

(10) Tubería de descarga de la bomba Diámetro 400 mm ESPESOR 12 mm

(11) Soportes para el múltiple general de salida.

(12) Tubería del múltiple de descarga DN 30”

(13) Válvulas de admisión y escape de aire a la succión y a la descarga diámetro 8" PN 25 y

PN 63 respectivamente con sus válvulas de compuertas.

COMPONENTES TUBERIAS Y VALVULAS PARA LA ESTACION DE BOMBEO

ELEMENTO CANTIDAD UNIDAD DIAMETRO CLASE LADO TRABAJO

TUBERIA 120 m 600 mm PN 25 LADO SUCCION

TUBERIA 18 m 400 mm PN 25 LADO SUCCION

COLLAR 3 Pieza PN 25 LADO SUCCION





BRIDAS 12 Pieza 400 mm PN 25 LADO SUCCION

VALVULA DE MARIPOSA 3 Pieza 400 mm PN 25 LADO SUCCION

JUNTA DE DESMONTAJE 3 Pieza 400 mm PN 25 LADO SUCCION

REDUCCION 3 Pieza 400 a 350 mm PN 25 LADO SUCCION

BRIDAS 3 Pieza 350 mm PN 25 LADO SUCCION

VALVULA DE ADMISION DE AIRE 1 Pieza 200 PN 25 LADO SUCCION

TUBERIA 48 m 600 mm PN 64 LADO DESCARGA


ELEMENTO CANTIDAD UNIDAD DIAMETRO CLASE LADO TRABAJO



REDUCCION 600 mm 400 mm 3 Pieza PN 64 LADO DESCARGA

WYE BRANCH 3 Pieza PN 64 LADO DESCARGA

BRIDAS 12 Pieza 400 mm PN 64 LADO DESCARGA

VALVULA DE PASO ANULAR 3 Pieza 400 mm PN 64 LADO DESCARGA

VALVULA DE COMPUERTA 3 Pieza 400 mm PN 64 LADO DESCARGA

JUNTA DE DESMONTAJE 3 Pieza 400 mm PN 64 LADO DESCARGA

EXPANSION 3 Pieza 250 a 400 mm PN 64 LADO DESCARGA

BRIDAS 12 Pieza 250 mm PN 64 LADO DESCARGA

VALVULA DE ADMISION DE AIRE 1 Pieza 200 PN64 LADO DESCARGA

VÁLVULAS DE RETENCIÓN PN 40 Ó ANSI 300

2 PIEZA 600 PN 40 EN LA ADUCCION





9 INSTALACIONES ELECTRICAS.

10 DESCRIPCIÓN DE LA INSTALACIÓN

La estación de bombeo VISTA ALEGRE, está alimentada actualmente desde la red de Corpoelec,

mediante una línea en 12.47 Kv. Esta línea alimentación deberá ser negociada con la empresa

eléctrica para aumentar la capacidad requerida por las nuevas unidades de bombeo. La capacidad

instalada estará comprendida por 3 unidades de bombeo de 1590 Kw, de las cuales solo estarán

operativas dos unidades. La tensión de funcionamiento de los motores será 2.400 V. La alimentación

actual en 12,47 Kv. suministrada por Corpoelec, llega a una caseta donde está equipos seccionadores

los cuales se considera sustituir por interruptores de 12,47 Kv. que estarán protegiendo a los

transformadores de potencia de 5 MVA, 12.47/2.4 KV instalados en un área cercana. Se realizarán las

interconexiones por cables hasta la sala de mando donde estarán instalados los interruptores de

alimentación 2,4 Kv, la cual está ubicada aproximadamente a una distancia de 50 m.

Se mantiene el uso de la sala de mando existente. En la sala de mando están instalados los tableros de

media tensión 2.4 Kv., el tablero de control, los cuales serán modificados con los componentes

nuevos. Existen ya las celdas para dos alimentaciones cinco salida de motor, celda de enlace y celda

de desvió de barra. Así como las celdas del servicio propio de la estación. En el patio de bombas

estarán instalados los tableros de mando local.

11 SISTEMA DE CONTROL

El sistema de control constará de un PLC de fabricación SIEMENS o similar con módulos de

entradas y salidas analógicas, y entradas y salidas digitales que conforman la periferia descentralizada

para mantener la uniformidad con los equipos utilizados por Hidrocapital.

12 SISTEMA DE AUTOMATISMO:

El sistema de automatismo está compuesto principalmente por:





12.1 Fuente de alimentación para los módulos:

Una fuente de alimentación DC/DC para el suministro de energía para los módulos: CPU, Scanner, y

entradas y salidas digitales.

La fuente tiene un rango de tensión de alimentación entre 90 VDC y 146 VDC y recibe su

alimentación de la batería de la estación con un valor de tensión de 110 VDC.

12.2 Módulos de entrada digital:

Los módulos de entrada están diseñados para una tensión de entrada entre 90 VDC y 146 VDC.

El diseño es tal que permite su operación en una temperatura ambiente de 60°C con las 16 entradas

conectadas a una tensión de 125 VDC. La tensión que reciben las entradas proviene de la batería de la

estación de 110 VDC.

12.3 Módulos de salida digital:

Los módulos seleccionados tienen como elemento de conexión un triac.

Según los datos del fabricante, cada salida puede alimentar en forma permanente una carga

permanente de 0,5 A, 60 Hz. La corriente momentánea de cada salida es de 10 A, 60 Hz con una

temperatura ambiente de 60°C. Las bobinas de los contactores utilizados en la obra necesitan una

corriente a la conexión que está muy por debajo de los valores de corriente a la conexión y menor aún la

corriente de sostenimiento.

La utilización de salidas con triac, permite desistir de los relés de acople que trabajan con una tensión de

24 VDC. La eliminación de los relés de acople, permite reducir los puntos de falla y la eliminación de

dichos relés que normalmente trabajan con 24 VDC, cosa que es más difícil encontrar en el mercado.

12.4 Scanner

El módulo scanner, se encarga de recopilar la información del estado mando de las salidas de

entradas y salidas analógicas y digitales de la periferia descentralizada y transmitirla al CPU.





La periferia descentralizada, permita un ahorro significativo del cableado de señales en lo que se

refiere a al tendido, bandejas y longitud de los cables de control.

El scanner se conecta por medio de un bus con los diferentes "adapter" para recibir desde la

periferia las señales y entregar a las unidades periféricas los mandos que controlan los elementos

periféricos como relés y contactores.

13 PERIFERIA DESCENTRALIZADA EN LA CELDAS DE MEDIA TENSIÓN

En el cubículo de baja tensión de las celdas de alimentación, salidas del motor y servicio propio,

se encuentra la unidad periférica que entrega y recoge los mandos y señales del interruptor. Está

compuesta por una fuente de alimentación, módulos de entradas y salidas digitales y el módulo

"Adapter".

El módulo adapter recibe las señales provenientes de los módulos de entrada analógica y digital

y entrega a las salidas analógicas y digitales los mandos y señales.

13.1 Periferia descentralizada en el tablero de mandos:

La unidad periférica que se encuentra en este tablero, recoge las señales de posición de las

válvulas de reparación y trabajo, así como las diferentes señales de temperatura de las bobinas del

motor y de los cojinetes del motor y de la bomba.

La unidad periférica está compuesta por una fuente de alimentación, un módulo adapter,

módulos de entrada y salida digital ya descritos y módulos analógicos de entrada.





13.2 Entrada analógica para medición de temperatura:

Esta entrada entrega a una termo-resistencia (RTD Pt100) una corriente y mide la tensión

necesaria para hacer circular una corriente constante. La tensión se evalúa y la convierte en una señal

digital para su elaboración CPU. La forma de conexión de la termo-resistencia es de tres hilos para

compensar la temperatura ambiente sobre el cableado de conexión entre la termo – resistencia y el

módulo de entrada.

La termo – resistencia se conecta directamente al módulo de entrada analógica sin pasar por

bornes.

13.3 Entrada analógica para medición de presiones y caudal.

Esta entrada analógica recibe una señal de corriente (4-20mA) proporcional a la presión del

punto de medición o al caudal que está enviando la bomba.

14 CELDAS DE ALIMENTACIÓN DE LA ESTACION 12.47 Kv

La instalación de 12.47 Kv consta de dos celdas, alimentación No. 1 y alimentación No.2.

Cada celda de la alimentación contiene un interruptor de alto vacío montado sobre un carro

para la ejecución extraíble, transformadores de corriente para medición de la corriente de alimentación,

corriente de protección para el relé respectivo, un juego de pararrayos que limitan eventuales sobre

tensiones derivadas de la desconexión por medio de un interruptor de alto vacío.

Se instalaran tres celdas adicionales para la recepción del las señales y el automatismo.

15 TRANSFORMADOR DE POTENCIA 5 MVA.

Los transformadores de potencia deberán ser diseñados para servicio a la intemperie y apropiados

para operar continuamente en zonas tropicales bajo las condiciones ambientales de una temperatura

máxima de 29°, una media de 23.1 ° y una mínima de 20.2°, una humedad relativa de 82% una

intensidad de lluvia entre 900 y 1300 mm anuales.





Los transformadores de potencia serán trifásicos, deberán cumplir con los valores indicados en

el Cuadro de Características Técnicas generales, sumergidos en aceite y enfriados con

disponibilidad de ventilación de aire natural o forzada.

CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS GENERALES DE LOS TRANSFORMADORES

Característica Requerido en 12.47/2.4 Kv

Tipo Transformador de

Potencia

Fases Trifásico

Potencia Nominal ONAN / ONAF (MVA)5 MVA

16 CELDAS DE MEDIA TENSIÓN

16.1 Celdas de media tensión.

La instalación de media tensión existente consta de ocho (10) celdas, dos(2) celdas de alimentación,

cinco(5) celdas para salida de motor, una(1) celda para el interruptor de enlace, una(1) celda de desvío

de barras y una (1)celda para servicio propio.

Cada celda de la alimentación contiene un interruptor de alto vacío montado sobre un carro

para la ejecución extraíble, transformadores de corriente para medición de la corriente de alimentación,

y corriente de protección para el relé respectivo, un juego de pararrayos que limitan eventuales sobre-

tensiones derivadas de la desconexión por medio de un interruptor de alto vacío.

En cada cubículo de baja tensión de cada celda de alimentación se encuentra también, descrito

anteriormente, una unidad periférica descentralizada que recoge las señales del interruptor y del relé de

protección también actúa sobre los relés auxiliares de mandos de apertura y cierre del interruptor.





En la puerta frontal del compartimiento de baja tensión se encuentran dos pulsantes a saber: Uno tipo

hongo con encastre para la desconexión del interruptor en caso de emergencia y un pulsante para

reponer los avisos generados por el relé de protección.

Se desiste de una reposición de los avisos del relé de protección en forma remota para evitar que las

señales sean borradas en forma involuntaria antes de conocer la causa del aviso o disparo.

16.2 Celdas de media tensión salida motor

Cada celda de la salida del motor contiene un interruptor de alto vacío montado sobre

un carro para la ejecución extraíble, transformadores de corriente para medición de la corriente del

motor y corriente de protección para el relé respectivo, un juego de pararrayos que limitan eventuales

sobretensiones derivadas de la desconexión por medio de un interruptor de alto vacío.

En los nuevos tableros a instalar se encuentra un relé multifuncional para la protección del

motor. Una unidad periférica descentralizada que recoge las señales del interruptor y del relé de

protección también actúa sobre los relés auxiliares de mandos de apertura y cierre del interruptor.

16.3 Celdas de media tensión interruptor de enlace

La celda de interruptor de enlace contiene un interruptor de alto vacío montado sobre un carro

para la ejecución extraíble,

16.4 Celda de desvío de barras

La celda de desvío de barras como su nombre lo indica está destinada a contener las barras que

interconectan el interruptor de enlace con los grupo barras.

16.5 Celda de servicio propio

La celda de servicio propio contiene un interruptor de alto vacío montado sobre un carro para la

ejecución extraíble, transformadores de corriente para medición del consumo de la corriente del





transformador de servicios auxiliares y corriente de protección para el relé respectivo, un juego de

pararrayos que limitan eventuales sobretensiones derivadas de la desconexión por medio de un

interruptor de alto vacío.

En el cubículo de baja tensión de la celda de servicio propio se encuentra un relé multifuncional

para la protección del transformador de servicios auxiliares.

En el cubículo de baja tensión de la celda servicio propio se encuentra también, descrito

anteriormente, una unidad periférica descentralizada que recoge las señales del interruptor y del relé de

protección, también actúa sobre los relés auxiliares de mandos de apertura y cierre del interruptor.

En la puerta frontal del compartimiento de baja tensión se encuentran dos pulsantes a saber: Uno tipo

hongo con encastre para la desconexión del interruptor en caso de emergencia y un pulsante para

reponer los avisos generados por el relé de protección.

Se desiste de una reposición de los avisos del relé de protección en forma remota para evitar que las

señales sean borradas en forma involuntaria antes de conocer la causa del aviso o disparo.

16.6 Relé de protección multifuncional:

Las funciones principales son las de protección diferencial y de sobrecarga y/o cortocircuito.

La protección de falla a tierra está conectada, pero el disparo dependerá de la magnitud de

corriente de falla a tierra, corriente que es función de la capacitancia de la red de 2.4 KV (La

capacitancia de la red de 2.4 Kv es la sumatoria de las capacidades parciales de los cables de fuerza de

los motores, en la red de 2.4 Kv, que estén en funcionamiento).

Cabe destacar que los disparos y bloqueos de conexión (lock out), al interruptor, provenientes

del relé de protección actúan directamente sobre el interruptor, paralelamente la señal de disparo se

elabora en el PLC, el disparo proveniente del PLC al interruptor tiene un retardo indeseado que tiene

como máximo el equivalente al tiempo de ciclo del PLC más el tiempo requerido por el relé auxiliar de

disparo por protección.





17 TABLERO DE MANDOS LOCAL

El tablero de mandos local estará instalado en el patio de bombas y cada uno contiene los

siguientes componentes:

Los elementos de maniobra para las válvulas de reparación, válvula de trabajo, aceite de

lubricación, agua de enfriamiento, mando para llenado de tubería y desconexión de emergencia.

La unidad periférica descentralizada que recibe las señales binarias provenientes de las válvulas

de reparación y trabajo, así como las señales de vigilancia de presión de aceite de lubricación

tanto para el motor como para la bomba, flujo de agua de enfriamiento para el aceite de

lubricación de los cojinetes del motor y de la bomba, también recibe las señales provenientes de

los termómetros de contacto de los cojinetes del motor y de la bomba, así como del aire de

entrada y salida de motor.

A los módulos de entrada analógica se conectan las señales de temperatura de las

bobinas del motor, de los cojinetes del motor y de la bomba; también se conectan a las entradas

analógicas de corriente las señales de presión y succión de la bomba así como el caudal de la

bomba.

Los contactores para maniobrar las válvulas de reparación y trabajo, calefacción de parada del

motor, acople magnético, las electro válvulas para el cierre normal y cierre rápido de la válvula

de trabajo tipo paso anular.

18 LISTADO DE SEÑALES ANALÓGICAS Y BINARIAS PREVISTAS PARA EL MOTOR

Seis termo-resistencias PT100 para medir la temperatura de las bobinas del motor.

Dos termo-resistencias Pt100, una para cada cojinete del motor.

Dos termómetros de contacto con dos contactos cada uno y un ajuste propio para cada contacto

para cada cojinete y emitir las señales de aviso y disparo.





Dos termómetros de contacto con dos contactos cada uno con un ajuste propio para cada

contacto para medición de temperatura del aire de entrada y emitir las señales de aviso y

disparo.

Un termómetro de contacto con dos contactos con un ajuste propio para cada contacto para

medición de temperatura del aire de salida y emitir las señales de aviso y disparo.

19 LISTADO DE SEÑALES ANALÓGICAS Y BINARIAS PREVISTAS PARA LA BOMBA

Cuatro termo-resistencias Pt100 para los cojinetes lado AS, BS, axial interno y axial externo.

Dos termómetros de contacto con dos contactos cada uno con un ajuste propio para cada contacto

para detectar los umbrales de las presiones de succión y descarga.

20 LISTADO DE LA INSTRUMENTACIÓN HIDRÁULICA

Dos convertidores de presión a corriente para indicar la presión de succión y descarga de la bomba.

Dos presostatos de contacto de umbral ajustable para generar aviso de la presión de succión y

descarga de la bomba.

Dos presostatos de contacto ajustables para detectar el umbral de presión de aviso de la presión de

aceite de lubricación del motor y la bomba principal.

Un indicador con contactos ajustables de flujo de agua de enfriamiento por el intercambiador de

calor del motor.

21 ACCIONAMIENTOS DE LAS VÁLVULAS DE REPARACIÓN DE SUCCIÓN Y DESCARGA

Los accionamientos eléctricos de las válvulas de reparación deben tener previsto fines de carrera

ajustables para los límites del recorrido, o sea, válvula totalmente cerrada y válvula totalmente abierta.

Para protección del sistema mecánico de apertura y cierre el accionamiento debe disponer de fines de

carrera para detectar el umbral del torque al cierre y el torque a la apertura. El ajuste de los umbrales de

torque y apertura debe venir pre ajustado en fábrica y sellado para evitar un cambio en el ajuste.





El motor de accionamiento debe tener incorporado en las bobinas de estator un termostato

(bimetálico) de protección. En caso que en vez de un termostato se suministre una protección basada en

un semiconductor PTC (Thermistor) el suministro del accionamiento debe incluir el aparato disparador

apropiado al thermistor.

22 DETECCIÓN DE "MARCHA EN SECO"

Para evitar daños en la bomba, el sistema debe disponer de un presostato que desconecte las

bombas que estén en funcionamiento en caso que la presión de succión de las bombas se reduzca por

debajo del valor permitido por el fabricante de la bomba.

La alimentación eléctrica

Normas y Códigos aplicables

El diseño, fabricación, materiales, labores de instalación, mantenimiento y procedimientos de

inspección y puesta en marcha de los equipos del sistema eléctrico; estarán cubiertos, sin limitarse a

ellas, por la más reciente versión de las normas, estándares y prácticas que se indican a continuación:

Fondonormas 200 – Código Eléctrico Nacional 2004

COVENIN 532 Materiales aislantes. Clases de Aislamiento, cálculo de conductores.

CADAFE- sección 72-87 tanquillas, sección 64-87 bancadas en PVC.

IEEE 141 STD- “Recommended practice for electric power distribution for industrial Plants (IEEE Red

Book)”. 1993.

ANSI C84 1/1989

22.1 Canalizaciones Eléctricas

Para el diseño de las canalizaciones se deberá cumplir con lo estipulado en el código eléctrico nacional

(C.E.N.) para tal fin, además de considerarse entre otros aspectos lo siguiente:





La profundidad mínima del tope superior de la bancada será de 45 cm para baja tensión (menos de 600

V) y de 90 cm para media tensión (más de 600 V y menos de 13,8 KV.).

22.2 Instalaciones Eléctricas a la Vista

22.3 Bandejas Portacables

Se realizará un diseño de cableado sobre bandejas las cuales serán de acero galvanizado en caliente,

tipo escalera con travesaños a una distancia de 30 cm.

Las bandejas estarán conectadas unas a otras para garantizar la continuidad de la conexión a tierra.

22.4 Tubería a la Vista

La tubería a la vista será de acero rígido galvanizado en caliente, en cumplimiento con COVENIN 200,

Artículo 346 y el estándar ANSI C80. El diámetro mínimo a utilizar será de ¾ pulgadas. La tubería deberá

instalarse a una distancia mínima de 30 cm de cualquier tubería de procesos o superficie caliente.

El sistema de tuberías deberá diseñarse para prevenir la acumulación de condensación instalando

drenajes.

Para la instalación de cajas y conexiones se deben considerar las mejores prácticas de ingeniería

considerando las facilidades para el mantenimiento y accesibilidad de los equipos.

Tubería Acero Rígido Galvanizado (ARG), se podrá utilizar en instalaciones interiores superficiales.

22.5 Sistema de Puesta a Tierra

El sistema de puesta a tierra estará compuesto por los siguientes sistemas:

Puesta a tierra del sistema eléctrico.

Puesta a tierra de instrumentación.





Puesta a tierra de equipos metálicos.

Las partes metálicas expuestas de los equipos eléctricos deben ser puestas a tierra según el Código

Eléctrico Nacional Artículo 250.

Se deberá instalar una malla de tierra y electrodos para poner a tierra todos los equipos eléctricos,

carcasas de motores, estructuras metálicas, equipos paquete, válvulas, tanques, etc.

La malla principal deberá ser de cobre y el cable no tendrá un calibre menor a 2/0 AWG. Los

conductores que tengan aislamiento, serán del tipo THW o THWN, de color verde.

La malla principal deberá estar a una profundidad mínima de 45 cm bajo el nivel del suelo.

Las conexiones en cualquier punto de la malla enterrada, deberán estar bajo el nivel del suelo y deberán

ser realizadas mediante soldaduras exotérmicas.

Las conexiones de Puesta a Tierra de los equipos serán mediante conectores apernados.


Informe 2 Vista Alegre Canaima 2013

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