ESTAÇÕES
ELEVATÓRIAS
COMPONENTES E SUBCOMPONENTES DO
SISTEMA DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA
COMPONENTES E SUBCOMPONENTES DOCOMPONENTES E SUBCOMPONENTES DO
SISTEMA DE ABASTECIMENTO DESISTEMA DE ABASTECIMENTO DE ÁÁGUAGUA
COMPONENTES DE UMA ESTAÇÃO ELEVATÓRIACOMPONENTES DE UMA ESTACOMPONENTES DE UMA ESTAÇÇÃO ELEVATÃO ELEVATÓÓRIARIA
• Equipamento eletro-mecânico
– Bomba
– Motor
• Tubulações
– Sucção
– Barrilete
– Recalque
• Construção civil
– Poço de sucção
– Casa de bomba
CLASSIFICAÇÃO DAS BOMBASCLASSIFICACLASSIFICAÇÇÃO DAS BOMBASÃO DAS BOMBAS
Bombas cinéticas
Ar comprimido
Carneiro hidráulico
Centrífugas
Periféricas
Especiais
Bombas de
deslocamento
positivo
Pistão
Êmbolo
Diafragma
Alternativas
Rotativas
Palheta
Pistão
Elemento flexível
Parafuso
Fluxo radial
Fluxo misto
Fluxo axial
Estágio único
Estágios múltiplos
Ejetor
Engrenagem
Rotor lobular
Pistão oscilatório
Parafuso
Rotor
Simples
Rotor
múltiplo
PRINCIPAIS COMPONENTES DAS
BOMBAS CENTRÍFUGAS
PRINCIPAIS COMPONENTES DASPRINCIPAIS COMPONENTES DAS
BOMBAS CENTRBOMBAS CENTRÍÍFUGASFUGAS
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 CENTRÍFUGAS – CARCAÇABOMBAS CENTRBOMBAS CENTRÍÍFUGASFUGAS –– CARCACARCAÇÇAA
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 CENTRÍFUGAS – ROTORBOMBAS CENTRBOMBAS CENTRÍÍFUGASFUGAS –– ROTORROTOR
• Quanto à admissão de líquido
– Rotor de simples sucção
– Rotor de dupla sucção
• Quanto às paredes
– Rotor aberto
– Rotor semi-aberto
– Rotor fechado
• Quanto à direção de saída do líquido
– Rotor de fluxo axial
– Rotor de fluxo radial
– Rotor de fluxo misto
TIPOS DE ROTOR
Fechado
Semiaberto
Aberto
BOMBAS CENTRÍFUGAS – VEDAÇÃOBOMBAS CENTRBOMBAS CENTRÍÍFUGASFUGAS –– VEDAVEDAÇÇÃOÃO
Com gaxeta Com selo mecânico
BOMBAS CENTRÍFUGASBOMBAS CENTRBOMBAS CENTRÍÍFUGASFUGAS
Classificação segundo a trajetória do líquido no rotor
Bombas de fluxo radial Bomba de fluxo axial Bombas de fluxo misto
BOMBAS CENTRÍFUGASBOMBAS CENTRBOMBAS CENTRÍÍFUGASFUGAS
Classificação em função da rotação específica (Nq)
onde: N = rotação da bomba, rpm
Q = vazão, m3/s
H = altura manométrica, m
q 3
4
N Q
N
H
=
Formas do rotor e rendimento da bomba em função da
rotação específica
BOMBAS CENTRÍFUGASBOMBAS CENTRBOMBAS CENTRÍÍFUGASFUGAS
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
INSTALAÇÃO DAS BOMBAS CENTRÍFUGASINSTALAINSTALAÇÇÃO DAS BOMBAS CENTRÃO DAS BOMBAS CENTRÍÍFUGASFUGAS
Eixo horizontal de sucção simples
Bipartida com base única para bomba e motor
Vertical de eixo prolongado
MOTORES ELÉTRICOSMOTORES ELMOTORES ELÉÉTRICOSTRICOS
• 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
Motor de indução → rotação não coincide com a rotação síncrona
Monofásico
Trifásico
s
120f
N
p
=
onde: NS = rotação síncrona, rpm
f = freqüência, Hz
p = número de pólos
MOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICOMOTOR DE INDUMOTOR DE INDUÇÇÃO TRIFÃO TRIFÁÁSICOSICO
Tipos de motor de indução
• Rotor em gaiola
• Rotor bobinado
MÉTODOS DE COMANDO DE
MOTORES DE INDUÇÃO
MMÉÉTODOS DE COMANDO DETODOS DE COMANDO DE
MOTORES DE INDUMOTORES DE INDUÇÇÃOÃO
• Partida direta
• Partida estrela-triângulo
• Partida eletrônica (soft-starter)
Comparação entre métodos de partida de motores elétricos
FORMAS DE FRENAGEM DE MOTORES
ELÉTRICOS
FORMAS DE FRENAGEM DE MOTORESFORMAS DE FRENAGEM DE MOTORES
ELELÉÉTRICOSTRICOS
• Frenagem por contra-corrente
• Frenagem por injeção de corrente
contínua
CARACTERÍSTICAS ELETROMECÂNICAS DE
MOTORES ELÉTRICOS
CARACTERCARACTERÍÍSTICAS ELETROMECÂNICAS DESTICAS ELETROMECÂNICAS DE
MOTORES ELMOTORES ELÉÉTRICOSTRICOS
• Potência do motor
– Potência mecânica
– Potência nominal
– Potência admissível
– Potência elétrica absorvida da rede
• Rendimento
m
m
e
P
P
η =
• Fator de potência
ativa
aparente
P
FP cos
P
= ϕ =
CARACTERÍSTICAS ELETROMECÂNICAS DE
MOTORES ELÉTRICOS
CARACTERCARACTERÍÍSTICAS ELETROMECÂNICAS DESTICAS ELETROMECÂNICAS DE
MOTORES ELMOTORES ELÉÉTRICOSTRICOS
• Potência do motor
– Motores de baixa tensão: 220 V, 380 V, 440 V
– Motores de média tensão: 600V a 13.800 V
• Conjugado
Curvas de torque versus rotação do motor e da bomba
CARACTERÍSTICAS ELETROMECÂNICAS DE
MOTORES ELÉTRICOS
CARACTERCARACTERÍÍSTICAS ELETROMECÂNICAS DESTICAS ELETROMECÂNICAS DE
MOTORES ELMOTORES ELÉÉTRICOSTRICOS
• Variação da rotação
• Limitação da corrente de partida
r s
120f (1 s)
N N (1 s)
p
−
= = −
onde: Nr = rotação do motor, rpm
Ns = rotação síncrona, rpm
f = freqüência, Hz
p = número de pólos
s = escorregamento
soft-starter
CARACTERÍSTICAS ELETROMECÂNICAS DE
MOTORES ELÉTRICOS
CARACTERCARACTERÍÍSTICAS ELETROMECÂNICAS DESTICAS ELETROMECÂNICAS DE
MOTORES ELMOTORES ELÉÉTRICOSTRICOS
Inversores de freqüência
– Corrente nominal
– Tensão nominal
– Geração de harmônicas
LOCALIZAÇÃO DA BOMBA EM RELAÇÃO AO
NÍVEL DE ÁGUA
LOCALIZALOCALIZAÇÇÃO DA BOMBA EM RELAÃO DA BOMBA EM RELAÇÇÃO AOÃO AO
NNÍÍVEL DEVEL DE ÁÁGUAGUA
Bomba afogada
Bomba não afogada
BOMBAS CENTRÍFUGAS
– ESQUEMA HIDRÁULICO
BOMBAS CENTRBOMBAS CENTRÍÍFUGASFUGAS
–– ESQUEMA HIDRESQUEMA HIDRÁÁULICOULICO
Bomba horizontal não afogada Bomba vertical afogada
Bomba horizontal afogada
CURVAS CARACTERÍSTICAS ESQUEMÁTICAS DE
UMA BOMBA CENTRÍFUGA
CURVAS CARACTERCURVAS CARACTERÍÍSTICAS ESQUEMSTICAS ESQUEMÁÁTICAS DETICAS DE
UMA BOMBA CENTRUMA BOMBA CENTRÍÍFUGAFUGA
Curvas características de uma
bomba centrífuga fornecida
pelo fabricante
CURVA CARACTERÍSTICA
DO SISTEMA ELEVATÓRIO
CURVA CARACTERCURVA CARACTERÍÍSTICASTICA
DO SISTEMA ELEVATDO SISTEMA ELEVATÓÓRIORIO
RELAÇÕES CARACTERÍSTICAS
NAS BOMBAS CENTRÍFUGAS
RELARELAÇÇÕES CARACTERÕES CARACTERÍÍSTICASSTICAS
NAS BOMBAS CENTRNAS BOMBAS CENTRÍÍFUGASFUGAS
Variação da rotação da bomba
1 1
2 2
Q N
Q N
=
2
1 1
2 2
H N
H N
 
=  
 
3
1 1
2 2
P N
P N
 
=  
 
Variação do diâmetro do rotor
1 1
2 2
Q Dr
Q Dr
=
2
1 1
2 2
H Dr
H Dr
 
=  
 
3
1 1
2 2
P Dr
P Dr
 
=  
 
Variação nas características da
bomba pela variação da rotação
CAVITAÇÃO DE CONJUNTOS ELEVATÓRIOSCAVITACAVITAÇÇÃO DE CONJUNTOS ELEVATÃO DE CONJUNTOS ELEVATÓÓRIOSRIOS
Detalhes da erosão do rotor de uma
bomba centrífuga
Erosão do rotor da bomba
causado pela cavitação
CAVITAÇÃO DE CONJUNTOS ELEVATÓRIOSCAVITACAVITAÇÇÃO DE CONJUNTOS ELEVATÃO DE CONJUNTOS ELEVATÓÓRIOSRIOS
vaporatm
d
PP
NPSH Hg,s Hs= − + −
γ γ
Pressão de vapor da água em
função da temperatura
T (°C) Pv/γ (m H2O) Observações
0 0,062
2 0,072
4 0,083
6 0,095
8 0,109
10 0,125
15 0,174
20 0,238
25 0,323
30 0,433
40 0,752
50 1,258
60 2,031
80 4,827
100 10,332
T = temperatura
Pv/γ = altura
equivalentede
coluna de água
Pressão atmosférica em
função da altitude
h (m)
Patm/γ
(m H2O)
Observações
0 10,33
300 9,96
600 9,59
900 9,22
1200 8,88
1500 8,54
1800 8,20
2100 7,89
2400 7,58
2700 7,31
3000 7,03
h = altitude
Patm/γ = altura de
coluna de água
equivalente a
pressão
atmosférica
CAVITAÇÃO DE CONJUNTOS ELEVATÓRIOSCAVITACAVITAÇÇÃO DE CONJUNTOS ELEVATÃO DE CONJUNTOS ELEVATÓÓRIOSRIOS
Coeficiente de Thoma (σ)
• Bomba de fluxo radial,
sucção simples
rNPSH
H
σ =
σ = 12,2 x 10–4 (Nq)4/3
σ = 7,7 x 10–4 (Nq)4/3
σ = K(Nq)4/3
NPSH requerido (NPSHr)
• Bomba de fluxo misto,
sucção dupla
CAVITAÇÃO DE CONJUNTOS ELEVATÓRIOSCAVITACAVITAÇÇÃO DE CONJUNTOS ELEVATÃO DE CONJUNTOS ELEVATÓÓRIOSRIOS
NPSHd > NPSHr
Condições para o funcionamento da bomba sem cavitação
CAVITAÇÃO DE CONJUNTOS ELEVATÓRIOSCAVITACAVITAÇÇÃO DE CONJUNTOS ELEVATÃO DE CONJUNTOS ELEVATÓÓRIOSRIOS
Efeitos da cavitação nas curvas características da bomba
OPERAÇÃO COM APENAS UMA BOMBAOPERAOPERAÇÇÃO COM APENAS UMA BOMBAÃO COM APENAS UMA BOMBA
OPERAÇÃO DE BOMBASOPERAOPERAÇÇÃO DE BOMBASÃO DE BOMBAS
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
SELEÇÃO DE MOTORESSELESELEÇÇÃO DE MOTORESÃO DE MOTORES
• Aspectos técnicos
• Aspectos econômicos
Curva característica do motor de indução em
função da carga acionada
NÚMERO DE CONJUNTOS ELEVATÓRIOSNNÚÚMERO DE CONJUNTOS ELEVATMERO DE CONJUNTOS ELEVATÓÓRIOSRIOS
• Pequena elevatória: 2 bombas (1 + 1 reserva)
• Média elevatória: 3 bombas (2 + 1 reserva)
• Grande elevatória: várias bombas
SISTEMA DE CONTROLE DE OPERAÇÃO DAS BOMBASSISTEMA DE CONTROLE DE OPERASISTEMA DE CONTROLE DE OPERAÇÇÃO DAS BOMBASÃO DAS BOMBAS
• Bóia
• Pneumáticos
• Elétricos
• Ultrassônicos
PAINEL DE COMANDO ELÉTRICOPAINEL DE COMANDO ELPAINEL DE COMANDO ELÉÉTRICOTRICO
• Painel de comando elétrico → opera e supervisiona todo o sistema
de bombeamento
• 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
Vista frontal de um painel
PAINEL DE COMANDO ELÉTRICOPAINEL DE COMANDO ELPAINEL DE COMANDO ELÉÉTRICOTRICO
Vista interna de um painel Sala de painéis
PROJETO DE ESTAÇÕES ELEVATÓRIAS DE ÁGUAPROJETO DE ESTAPROJETO DE ESTAÇÇÕES ELEVATÕES ELEVATÓÓRIAS DERIAS DE ÁÁGUAGUA
• Próxima ao manancial
• No meio do manancial
• Junto ou próximas às estações de tratamento de água
• Junto ou próximas aos reservatórios de distribuição
de água
• Para reforço na adução ou na rede de distribuição de
água
Localização das estações elevatórias
PROJETO DE ESTAÇÕES ELEVATÓRIAS DE ÁGUAPROJETO DE ESTAPROJETO DE ESTAÇÇÕES ELEVATÕES ELEVATÓÓRIAS DERIAS DE ÁÁGUAGUA
• 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
Condições físicas para a escolha do local
Alternativas de bombeamento para a rede de abastecimento de água
PROJETO DE ESTAÇÕES ELEVATÓRIAS DE ÁGUAPROJETO DE ESTAPROJETO DE ESTAÇÇÕES ELEVATÕES ELEVATÓÓRIAS DERIAS DE ÁÁGUAGUA
Vazões de projeto
• Concepção do sistema
• Período de projeto
• Etapas de implantação
• Regime de operação
PROJETO DE ESTAÇÕES ELEVATÓRIAS DE ÁGUAPROJETO DE ESTAPROJETO DE ESTAÇÇÕES ELEVATÕES ELEVATÓÓRIAS DERIAS DE ÁÁGUAGUA
Tipos de estações elevatórias
• Estação elevatória de água bruta
• Estação elevatória de água tratada
PROJETO DE ESTAÇÕES ELEVATÓRIAS DE ÁGUAPROJETO DE ESTAPROJETO DE ESTAÇÇÕES ELEVATÕES ELEVATÓÓRIAS DERIAS DE ÁÁGUAGUA
• 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.
Instalação dos conjuntos motor-bomba
PROJETO DE ESTAÇÕES ELEVATÓRIAS DE ÁGUAPROJETO DE ESTAPROJETO DE ESTAÇÇÕES ELEVATÕES ELEVATÓÓRIAS DERIAS DE ÁÁGUAGUA
Estação elevatória de poço seco com conjunto
motor-bomba de eixo horizontal.
PROJETO DE ESTAÇÕES ELEVATÓRIAS DE ÁGUAPROJETO DE ESTAPROJETO DE ESTAÇÇÕES ELEVATÕES ELEVATÓÓRIAS DERIAS DE ÁÁGUAGUA
Estação elevatória de poço seco
com conjunto motor-bomba de eixo horizontal.
Planta
Corte
PROJETO DE ESTAÇÕES ELEVATÓRIAS DE ÁGUAPROJETO DE ESTAPROJETO DE ESTAÇÇÕES ELEVATÕES ELEVATÓÓRIAS DERIAS DE ÁÁGUAGUA
Estação elevatória de poço úmido com conjunto vertical de eixo prolongado com bomba submersa.
PROJETO DE
ESTAÇÕES
ELEVATÓRIAS DE
ÁGUA
PROJETO DEPROJETO DE
ESTAESTAÇÇÕESÕES
ELEVATELEVATÓÓRIAS DERIAS DE
ÁÁGUAGUA
Estação elevatória de poço úmido com
conjunto vertical de eixo prolongado com
bomba submersa.
PROJETO DE
ESTAÇÕES
ELEVATÓRIAS
DE ÁGUA
PROJETO DEPROJETO DE
ESTAESTAÇÇÕESÕES
ELEVATELEVATÓÓRIASRIAS
DEDE ÁÁGUAGUA
Estação elevatória de poço úmido circular
com conjunto motor-bomba submerso
PROJETO DE ESTAÇÕES ELEVATÓRIAS DE ÁGUAPROJETO DE ESTAPROJETO DE ESTAÇÇÕES ELEVATÕES ELEVATÓÓRIAS DERIAS DE ÁÁGUAGUA
Estação elevatória de poço úmido circular
com conjunto motor-bomba submerso
PROJETO DE ESTAÇÕES ELEVATÓRIAS DE ÁGUAPROJETO DE ESTAPROJETO DE ESTAÇÇÕES ELEVATÕES ELEVATÓÓRIAS DERIAS DE ÁÁGUAGUA
Estação elevatória de poço úmido retangular com conjunto motor-bomba submerso
PROJETO DE ESTAÇÕES ELEVATÓRIAS DE ÁGUAPROJETO DE ESTAPROJETO DE ESTAÇÇÕES ELEVATÕES ELEVATÓÓRIAS DERIAS DE ÁÁGUAGUA
PROJETO DE ESTAÇÕES ELEVATÓRIAS DE ÁGUAPROJETO DE ESTAPROJETO DE ESTAÇÇÕES ELEVATÕES ELEVATÓÓRIAS DERIAS DE ÁÁGUAGUA
PROJETO DE ESTAÇÕES ELEVATÓRIAS DE ÁGUAPROJETO DE ESTAPROJETO DE ESTAÇÇÕES ELEVATÕES ELEVATÓÓRIAS DERIAS DE ÁÁGUAGUA
ESTAÇÕES ELEVATÓRIAS – BOOSTERESTAESTAÇÇÕES ELEVATÕES ELEVATÓÓRIASRIAS –– BOOSTERBOOSTER
Booster para recalque da água proveniente de um reservatório
Booster para reforço no bombeamento de água
ESTAÇÕES ELEVATÓRIAS – BOOSTERESTAESTAÇÇÕES ELEVATÕES ELEVATÓÓRIASRIAS –– BOOSTERBOOSTER
Booster utilizado para aumentar a vazão de adução
Booster com tanque hidropneumático para o bombeamento na rede de distribuição de água
ESTAÇÕES ELEVATÓRIAS – BOOSTERESTAESTAÇÇÕES ELEVATÕES ELEVATÓÓRIASRIAS –– BOOSTERBOOSTER
BOOSTER OU
ESTAÇÃO
PRESSURIZADORA
COM BOMBA DE
EIXO HORIZONTAL
BOOSTER OUBOOSTER OU
ESTAESTAÇÇÃOÃO
PRESSURIZADORAPRESSURIZADORA
COM BOMBA DECOM BOMBA DE
EIXO HORIZONTALEIXO HORIZONTAL
BOOSTER OU ESTAÇÃO PRESSURIZADORA COM
BOMBA DE EIXO HORIZONTAL
BOOSTER OU ESTABOOSTER OU ESTAÇÇÃO PRESSURIZADORA COMÃO PRESSURIZADORA COM
BOMBA DE EIXO HORIZONTALBOMBA DE EIXO HORIZONTAL
BOOSTER OU ESTAÇÃO
PRESSURIZADORA
COM BOMBA
SUBMERSA, TIPO “Q”
BOOSTER OU ESTABOOSTER OU ESTAÇÇÃOÃO
PRESSURIZADORAPRESSURIZADORA
COM BOMBACOM BOMBA
SUBMERSA, TIPOSUBMERSA, TIPO ““QQ””
BOOSTER OU ESTAÇÃO PRESSURIZADORA COM
BOMBA SUBMERSA, TIPO “Q”
BOOSTER OU ESTABOOSTER OU ESTAÇÇÃO PRESSURIZADORA COMÃO PRESSURIZADORA COM
BOMBA SUBMERSA, TIPOBOMBA SUBMERSA, TIPO ““QQ””
BOOSTER OU
ESTAÇÃO
PRESSURIZADOR
A COM BOMBA
SUBMERSA, TIPO
“Q1”
BOOSTER OUBOOSTER OU
ESTAESTAÇÇÃOÃO
PRESSURIZADORPRESSURIZADOR
A COM BOMBAA COM BOMBA
SUBMERSA, TIPOSUBMERSA, TIPO
““Q1Q1””
BOOSTER OU ESTAÇÃO PRESSURIZADORA COM BOMBA
SUBMERSA, TIPO “Q1”
BOOSTER OU ESTABOOSTER OU ESTAÇÇÃO PRESSURIZADORA COM BOMBAÃO PRESSURIZADORA COM BOMBA
SUBMERSA, TIPOSUBMERSA, TIPO ““Q1Q1””
BOOSTER OU
ESTAÇÃO
PRESSURIZADORA
COM BOMBA
SUBMERSA, TIPO
“Q2”
BOOSTER OUBOOSTER OU
ESTAESTAÇÇÃOÃO
PRESSURIZADORAPRESSURIZADORA
COM BOMBACOM BOMBA
SUBMERSA, TIPOSUBMERSA, TIPO
““Q2Q2””
BOOSTER OU
ESTAÇÃO
PRESSURIZADORA
COM BOMBA
SUBMERSA, TIPO
“Q2”
BOOSTER OUBOOSTER OU
ESTAESTAÇÇÃOÃO
PRESSURIZADORAPRESSURIZADORA
COM BOMBACOM BOMBA
SUBMERSA, TIPOSUBMERSA, TIPO
““Q2Q2””
ESTAÇÕES ELEVATÓRIAS – BOOSTERESTAESTAÇÇÕES ELEVATÕES ELEVATÓÓRIASRIAS –– BOOSTERBOOSTER
(1) Bomba centrífuga
(2) Motor elétrico
(3) Variador hidrocinético
(4) Base metálico para o conjunto
(5) Painel de comando
(6) Pressostatos para operação automática
(7) Registros
(8) Proteção metálica, com tratamento
especial anticorrosivo, resistente para
trabalhar ao tempo
Componentes de um booster com variador de
rotação hidrocinético
(1) Bomba centrífuga
(2) Motor elétrico
(3) Base metálica para o conjunto
(4) Painel de comando, incluindo inversor de
freqüência
(5) Painel de controle automático de pressão
(6) Registros
(7) Proteção metálica, com tratamento
especial anticorrosivo, resistente para
trabalhar ao tempo
Componentes de um booster com inversor de
freqüência
BOOSTER MÓVEL COM VARIADOR HIDROCINÉTICOBOOSTER MBOOSTER MÓÓVEL COM VARIADOR HIDROCINVEL COM VARIADOR HIDROCINÉÉTICOTICO
Detalhes da instalação da estação elevatória com duas bombas utilizando
o variador hidrocinético
ESTAÇÕES ELEVATÓRIAS – BOOSTERESTAESTAÇÇÕES ELEVATÕES ELEVATÓÓRIASRIAS –– BOOSTERBOOSTER
Booster com variador hidrocinético. Booster com inversor de freqüência.
Instalações de booster Instalações de booster
POÇO DE SUCÇÃOPOPOÇÇO DE SUCO DE SUCÇÇÃOÃO
Determinação do volume do poço de sucção
Sistema com duas bombas (1 bomba + 1 reserva)
QT
V
4
=
POÇO DE SUCÇÃOPOPOÇÇO DE SUCO DE SUCÇÇÃOÃO
Vórtices em poço de
sucção
Configurações do poço de sucção
não recomendadas e
recomendadas
POÇO DE SUCÇÃOPOPOÇÇO DE SUCO DE SUCÇÇÃOÃO
Configurações do poço de sucção
não recomendadas e
recomendadas
POÇO DE SUCÇÃOPOPOÇÇO DE SUCO DE SUCÇÇÃOÃO
Recomendações para poço
com várias bombas
POÇO DE SUCÇÃOPOPOÇÇO DE SUCO DE SUCÇÇÃOÃO
Aparelhos típicos para supressão de vórtice superficial
Grade horizontal Placas flutuantes Cortinas
POÇO DE SUCÇÃOPOPOÇÇO DE SUCO DE SUCÇÇÃOÃO
Métodos para supressão do vórtice subsuperficial
Alteração do espaço
livre junto à parede
Parede separatória Cone
POÇO DE SUCÇÃOPOPOÇÇO DE SUCO DE SUCÇÇÃOÃO
Métodos para supressão do vórtice subsuperficial
Detalhes da instalação da placa
Detalhes da instalação do cone
POÇO DE SUCÇÃOPOPOÇÇO DE SUCO DE SUCÇÇÃOÃO
Detalhes da instalação do cone para conjuntos motor-bomba submersíveis
• HC = 0,45 H
• BC = 1,15 HC
PROJETO DO POÇO DE SUCÇÃOPROJETO DO POPROJETO DO POÇÇO DE SUCO DE SUCÇÇÃOÃO
Entrada na tubulação de sucção Submergência mínima
PROJETO DO POÇO DE SUCÇÃOPROJETO DO POPROJETO DO POÇÇO DE SUCO DE SUCÇÇÃOÃO
Poço com uma bomba
Dimensões do poço
para uma bomba de
sucção vertical
PROJETO DO POÇO DE SUCÇÃOPROJETO DO POPROJETO DO POÇÇO DE SUCO DE SUCÇÇÃOÃO
Dimensões do poço para uma tubulação de sucção horizontal
PROJETO DO POÇO DE SUCÇÃOPROJETO DO POPROJETO DO POÇÇO DE SUCO DE SUCÇÇÃOÃO
Poço com várias bombas
Dimensões do poço
PROJETO DO POÇO DE SUCÇÃOPROJETO DO POPROJETO DO POÇÇO DE SUCO DE SUCÇÇÃOÃO
Poço com várias bombas, incluindo o canal de aproximação
do poço de sucção
PROJETO DO POÇO DE SUCÇÃOPROJETO DO POPROJETO DO POÇÇO DE SUCO DE SUCÇÇÃOÃO
Formas e dimensões do
poço de sucção
PROJETO DO POÇO DE SUCÇÃOPROJETO DO POPROJETO DO POÇÇO DE SUCO DE SUCÇÇÃOÃO
Exemplos de arranjos e dimensões para o poço de sucção
PROJETO DO POÇO DE SUCÇÃOPROJETO DO POPROJETO DO POÇÇO DE SUCO DE SUCÇÇÃOÃO
Dimensões do poço de sucção (planta e corte)
PROJETO DO POÇO DE SUCÇÃOPROJETO DO POPROJETO DO POÇÇO DE SUCO DE SUCÇÇÃOÃO
Dimensões do poço de sucção em função da vazão
PROJETO DO POÇO DE SUCÇÃOPROJETO DO POPROJETO DO POÇÇO DE SUCO DE SUCÇÇÃOÃO
Poço de sucção para bomba em linha, com rotação constante ou rotação variável
PROJETO DO POÇO DE SUCÇÃOPROJETO DO POPROJETO DO POÇÇO DE SUCO DE SUCÇÇÃOÃO
Detalhes do poço de sucção para bombas em linha
Tipo de
líquido
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°
Qualquer
água
Esgoto
Água
limpa
Dimensões recomendadas para poço
de sucção com bombas em linha
PROJETO DO POÇO
DE SUCÇÃO
PROJETO DO POPROJETO DO POÇÇOO
DE SUCDE SUCÇÇÃOÃO
Antes do ressalto
Ressalto inicial
Ressalto na última bomba
Autolimpeza do
poço de sucção
TUBULAÇÕES DA ELEVATÓRIATUBULATUBULAÇÇÕES DA ELEVATÕES DA ELEVATÓÓRIARIA
TUBULAÇÃO DE SUCÇÃOTUBULATUBULAÇÇÃO DE SUCÃO DE SUCÇÇÃOÃO
POSIÇÕES RECOMENDADAS E NÃO RECOMENDADAS
PARA A SUCÇÃO DE BOMBAS
POSIPOSIÇÇÕES RECOMENDADAS E NÃO RECOMENDADASÕES RECOMENDADAS E NÃO RECOMENDADAS
PARA A SUCPARA A SUCÇÇÃO DE BOMBASÃO DE BOMBAS
BARRILETEBARRILETEBARRILETE
Alternativas de traçado das tubulações do barrilete
DISPOSIÇÕES DAS TUBULAÇÕES DO BARRILETE
PARA BOMBAS CENTRÍFUGAS
DISPOSIDISPOSIÇÇÕES DAS TUBULAÕES DAS TUBULAÇÇÕES DO BARRILETEÕES DO BARRILETE
PARA BOMBAS CENTRPARA BOMBAS CENTRÍÍFUGASFUGAS
Bombas centrífugas de eixo horizontal
Bombas verticai
Bombas do tipo misto
ÓRGÃOS ACESSÓRIOSÓÓRGÃOS ACESSRGÃOS ACESSÓÓRIOSRIOS
• Válvulas de bloqueio
• Válvulas de retenção
• Válvula de pé
• Manômetros e vacuômetros
• Sistemas de escorva de bomba
VÁLVULAS DE BLOQUEIOVVÁÁLVULAS DE BLOQUEIOLVULAS DE BLOQUEIO
Válvula borboleta
Válvula de gaveta
VÁLVULA DE RETENÇÃOVVÁÁLVULA DE RETENLVULA DE RETENÇÇÃOÃO
Válvula de retenção tipo
portinhola dupla
Válvula de retenção tipo
portinhola única
Válvula de retenção de fechamento rápido
MANÔMETROSMANÔMETROSMANÔMETROS
Detalhes da instalação de manômetro
VÁLVULA DE PÉVVÁÁLVULA DE PLVULA DE PÉÉ
Localização da válvula de pé na
tubulação de sucção
Válvula de pé com crivo
SISTEMAS DE ESCORVA DE BOMBASSISTEMAS DE ESCORVA DE BOMBASSISTEMAS DE ESCORVA DE BOMBAS
• Válvula de pé
• Ejetor
• Bomba a vácuo
Bomba afogada
Bomba não afogada
ESCORVA DE BOMBASESCORVA DE BOMBASESCORVA DE BOMBAS
Instalação com ejetor para
escorva de bomba
Sistema de escorva com bomba
de vácuo
SISTEMAS DE AUTOMAÇÃO DE ESTAÇÕES
ELEVATÓRIAS DE ÁGUA
SISTEMAS DE AUTOMASISTEMAS DE AUTOMAÇÇÃO DE ESTAÃO DE ESTAÇÇÕESÕES
ELEVATELEVATÓÓRIAS DERIAS DE ÁÁGUAGUA
Sistema SCADA para o controle das estações elevatórias
PROJETO DE SISTEMAS DE AUTOMAÇÃO DE
ESTAÇÕES ELEVATÓRIAS
PROJETO DE SISTEMAS DE AUTOMAPROJETO DE SISTEMAS DE AUTOMAÇÇÃO DEÃO DE
ESTAESTAÇÇÕES ELEVATÕES ELEVATÓÓRIASRIAS
Diagrama de blocos de uma EEA
AUTOMAÇÃO DE ESTAÇÕES ELEVATÓRIASAUTOMAAUTOMAÇÇÃO DE ESTAÃO DE ESTAÇÇÕES ELEVATÕES ELEVATÓÓRIASRIAS
Sistema de gradeamento
AUTOMAÇÃO DE ESTAÇÕES ELEVATÓRIASAUTOMAAUTOMAÇÇÃO DE ESTAÃO DE ESTAÇÇÕES ELEVATÕES ELEVATÓÓRIASRIAS
Sistema de selagem
Sistema de drenagem
AUTOMAÇÃO DE ESTAÇÕES ELEVATÓRIASAUTOMAAUTOMAÇÇÃO DE ESTAÃO DE ESTAÇÇÕES ELEVATÕES ELEVATÓÓRIASRIAS
Painéis
Painel de comando de
motores
Painel de comando da
estação
Painel de entrada de
energia
AUTOMAÇÃO DE ESTAÇÕES ELEVATÓRIASAUTOMAAUTOMAÇÇÃO DE ESTAÃO DE ESTAÇÇÕES ELEVATÕES ELEVATÓÓRIASRIAS
Interfaces do CCO
AUTOMAÇÃO DE ESTAÇÕES ELEVATÓRIASAUTOMAAUTOMAÇÇÃO DE ESTAÃO DE ESTAÇÇÕES ELEVATÕES ELEVATÓÓRIASRIAS
Interface homem-máquina de supervisão
Tela do sistema geral Tela do sistema elétrico
AVALIAÇÃO DO CUSTO DE SISTEMAS DE
BOMBEAMENTO
AVALIAAVALIAÇÇÃO DO CUSTO DE SISTEMAS DEÃO DO CUSTO DE SISTEMAS DE
BOMBEAMENTOBOMBEAMENTO
Custo de Ciclo de Vida (CCV)
Distribuição típica de custos
TRANSITÓRIOS
HIDRÁULICOS
EM ESTAÇÕES
ELEVATÓRIAS
TRANSITTRANSITÓÓRIOSRIOS
HIDRHIDRÁÁULICOSULICOS
EM ESTAEM ESTAÇÇÕESÕES
ELEVATELEVATÓÓRIASRIAS
Esquema
ilustrativo do
fenômeno
TRANSITÓRIOS HIDRÁULICOS EM ESTAÇÕES ELEVATÓRIASTRANSITTRANSITÓÓRIOS HIDRRIOS HIDRÁÁULICOS EM ESTAULICOS EM ESTAÇÇÕES ELEVATÕES ELEVATÓÓRIASRIAS
Esquema ilustrativo do fenômeno
TRANSITÓRIOS HIDRÁULICOS EM
ESTAÇÕES ELEVATÓRIAS
TRANSITTRANSITÓÓRIOS HIDRRIOS HIDRÁÁULICOS EMULICOS EM
ESTAESTAÇÇÕES ELEVATÕES ELEVATÓÓRIASRIAS
Fechamento gradual da válvula
TRANSITÓRIOS HIDRÁULICOSTRANSITTRANSITÓÓRIOS HIDRRIOS HIDRÁÁULICOSULICOS
Equações básicas
TRANSITÓRIOS HIDRÁULICOSTRANSITTRANSITÓÓRIOS HIDRRIOS HIDRÁÁULICOSULICOS
Velocidade de propagação das ondas de pressão (a)
Tipos de ancoragens de uma tubulação
TRANSITÓRIOS HIDRÁULICOSTRANSITTRANSITÓÓRIOS HIDRRIOS HIDRÁÁULICOSULICOS
Análise das equações
Interpretação física das funções e
x
F t
a
 
− 
 
x
f t
a
 
+ 
 
TRANSITÓRIOS HIDRÁULICOSTRANSITTRANSITÓÓRIOS HIDRRIOS HIDRÁÁULICOSULICOS
Método das características
Esquema do método das características
2 2
H Q Q 1 Q f Q Q
g 0
x A x A t 2gDA
∂ ∂ ∂ ⋅
+ + + =
∂ ∂ ∂
2
H Q Q a Q
0
t A x gA x
∂ ∂ ∂
+ + =
∂ ∂ ∂
• Equações da quantidade de movimento
• Equações da quantidade de
conservação de massa
• Características positivas (C+)
• Características negativas (C–)
2
g dH 1 dQ f Q Q
0
a dt A dt 2DA
dx
a
dt
+ + =
= +
2
g dH 1 dQ f Q Q
0
a dt A dt 2DA
dx
a
dt
x
t
a
− + + =
= −
∆
∆ =
TRANSITÓRIOS HIDRÁULICOSTRANSITTRANSITÓÓRIOS HIDRRIOS HIDRÁÁULICOSULICOS
Separação de coluna
Separação de colunas por desligamento de uma bomba
TRANSITÓRIOS HIDRÁULICOSTRANSITTRANSITÓÓRIOS HIDRRIOS HIDRÁÁULICOSULICOS
Separação de colunas por operação de fechamento de uma válvula
Separação e rejuntamento de uma coluna num ponto de cota elevada numa tubulação
TRANSITÓRIOS HIDRÁULICOSTRANSITTRANSITÓÓRIOS HIDRRIOS HIDRÁÁULICOSULICOS
Métodos e dispositivos para controle dos efeitos de golpe de aríete
TRANSITÓRIOS HIDRÁULICOSTRANSITTRANSITÓÓRIOS HIDRRIOS HIDRÁÁULICOSULICOS
Funcionamento de uma estação elevatória com bombas centrífugas
TRANSITÓRIOS HIDRÁULICOSTRANSITTRANSITÓÓRIOS HIDRRIOS HIDRÁÁULICOSULICOS
Esquema de propagação das ondas de pressão por ocasião de queda no
funcionamento de um conjunto motor-bomba
TRANSITÓRIOS HIDRÁULICOSTRANSITTRANSITÓÓRIOS HIDRRIOS HIDRÁÁULICOSULICOS
Frente de onda refletida no reservatório de jusante após o desligamento da bomba
TRANSITÓRIOS HIDRÁULICOSTRANSITTRANSITÓÓRIOS HIDRRIOS HIDRÁÁULICOSULICOS
Esquema de ondas de pressão após o desligamento de um
conjunto motor-bomba, com e sem volante de inércia
TRANSITÓRIOS HIDRÁULICOSTRANSITTRANSITÓÓRIOS HIDRRIOS HIDRÁÁULICOSULICOS
Envoltórias de pressões máximas e mínimas após desligamento
acidental de uma bomba, com e sem volante de inércia
TRANSITÓRIOS HIDRÁULICOSTRANSITTRANSITÓÓRIOS HIDRRIOS HIDRÁÁULICOSULICOS
Corte esquemático de um conjunto motor-bomba com volante de inércia
TRANSITÓRIOS HIDRÁULICOSTRANSITTRANSITÓÓRIOS HIDRRIOS HIDRÁÁULICOSULICOS
Tanque Alimentador
Unidirecional (TAU)
Envoltórias das pressões máximas e
mínimas após o desligamento acidental
de um conjunto motor-bomba, com e
sem TAU
TRANSITÓRIOS HIDRÁULICOSTRANSITTRANSITÓÓRIOS HIDRRIOS HIDRÁÁULICOSULICOS
Detalhes da instalação do TAU
TRANSITÓRIOS HIDRÁULICOSTRANSITTRANSITÓÓRIOS HIDRRIOS HIDRÁÁULICOSULICOS
Chaminé de Equilíbrio
Envoltórias das pressões máximas e mínimas após o desligamento acidental de
um conjunto motor-bomba, com e sem chaminé de equilíbrio
TRANSITÓRIOS
HIDRÁULICOS
TRANSITTRANSITÓÓRIOSRIOS
HIDRHIDRÁÁULICOSULICOS
Detalhes do Chaminé de Equilíbrio
TRANSITÓRIOS HIDRÁULICOSTRANSITTRANSITÓÓRIOS HIDRRIOS HIDRÁÁULICOSULICOS
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
TRANSITÓRIOS
HIDRÁULICOS
TRANSITTRANSITÓÓRIOSRIOS
HIDRHIDRÁÁULICOSULICOS
Esquema do RHO
TRANSITÓRIOS HIDRÁULICOSTRANSITTRANSITÓÓRIOS HIDRRIOS HIDRÁÁULICOSULICOS
Válvula de Admissão e de Saída de Ar
REDUÇÃO DO CUSTO DE ENERGIA
ELÉTRICA: AÇÕES ADMINISTRATIVAS
E OPERACIONAIS
REDUREDUÇÇÃO DO CUSTO DE ENERGIAÃO DO CUSTO DE ENERGIA
ELELÉÉTRICA: ATRICA: AÇÇÕES ADMINISTRATIVASÕES ADMINISTRATIVAS
E OPERACIONAISE OPERACIONAIS
AAçções Administrativas eões Administrativas e
OperacionaisOperacionais
CUSTO DE
ENERGIA
ELÉTRICA EM
SISTEMAS DE
ABASTECIMENTO
DE ÁGUA
CUSTO DECUSTO DE
ENERGIAENERGIA
ELELÉÉTRICA EMTRICA EM
SISTEMAS DESISTEMAS DE
ABASTECIMENTOABASTECIMENTO
DEDE ÁÁGUAGUA
CONSUMO DE ENERGIA ELÉTRICA NA SABESPCONSUMO DE ENERGIA ELCONSUMO DE ENERGIA ELÉÉTRICA NA SABESPTRICA NA SABESP
• 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 REDUÇÃO DO
CUSTO DE ENERGIA ELÉTRICA
ALTERNATIVAS PARA REDUALTERNATIVAS PARA REDUÇÇÃO DOÃO DO
CUSTO DE ENERGIA ELCUSTO DE ENERGIA ELÉÉTRICATRICA
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
(B) Diminuição da potência
dos equipamentos
(C) Controle operacional
(D) Automaçãodo sistema
deabastecimento de água
•
•
•
•
•
•
(E) Alternativasparageração
de energiaelétrica
•
•
Correção do fator de potência
Alteração da tensão de alimentação
•
•
•
•
•
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
•
•
Alteração no sistema de bombeamento-reservação
Utilização do inversor de freqüência
• Alteração nos procedimentos operacionais de ETAs
•
•
Aproveitamento de potenciais energéticos
Uso de geradores nos horários de ponta
AÇÕES ADMINISTRATIVAS PARA REDUÇÃO
DO CUSTO DE ENERGIA ELÉTRICA
AAÇÇÕES ADMINISTRATIVAS PARA REDUÕES ADMINISTRATIVAS PARA REDUÇÇÃOÃO
DO CUSTO DE ENERGIA ELDO CUSTO DE ENERGIA ELÉÉTRICATRICA
• 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
Ações administrativas
- Redução do custo sem
investimento
- Redução do custo sem
diminuição do consumo
de energia
AÇÕES OPERACIONAIS PARA REDUÇÃO
DO CUSTO DE ENERGIA ELÉTRICA
AAÇÇÕES OPERACIONAIS PARA REDUÕES OPERACIONAIS PARA REDUÇÇÃOÃO
DO CUSTO DE ENERGIA ELDO CUSTO DE ENERGIA ELÉÉTRICATRICA
• Correção do fator de potência
• Alteração da tensão de alimentação
• Melhoria do fator de carga
Redução do custo sem diminuição do
consumo de energia elétrica
• Diminuição da potência dos equipamentos
• Controle operacional
• Automação
• Alternativas para geração de energia elétrica
Redução do custo pela diminuição do
consumo de energia elétrica
REDUÇÃO DO CUSTO PELA DIMINUIÇÃO DO
CONSUMO DE ENERGIA ELÉTRICA
REDUREDUÇÇÃO DO CUSTO PELA DIMINUIÃO DO CUSTO PELA DIMINUIÇÇÃO DOÃO DO
CONSUMO DE ENERGIA ELCONSUMO DE ENERGIA ELÉÉTRICATRICA
onde: E = energia consumida, kWh
H = altura manométrica de bombeamento, m
V = volume de água bombeada, m3
h = rendimento dos conjuntos motor-bomba
HV
E 0,00273=
η
•
•
-
-
-
-
-
-
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
Vórticeno poço de sucção de elevatória
Vórtice em reservatório de distribuição
de água
•
•
Controle de perdas de água
Uso racional da água
•
•
Rendimento do motor
Rendimento da bomba
Redução do
custo pela
diminuição
do consumo
energia
elétrica
Redução da altura
manométrica
Redução no
volume de água
Aumento no rendimento
dos conjuntos motor-bomba
REDUÇÃO DO CUSTO PELA ALTERAÇÃO DO
SISTEMA OPERACIONAL
REDUREDUÇÇÃO DO CUSTO PELA ALTERAÃO DO CUSTO PELA ALTERAÇÇÃO DOÃO DO
SISTEMA OPERACIONALSISTEMA OPERACIONAL
• Alteração do sistema bombeamento-
reservação
• Utilização de variadores de rotação
nos conjuntos motor-bomba
• Alteração nos procedimentos
operacionais de estações de
tratamento de água
ALTERNATIVAS PARA GERAÇÃO DE
ENERGIA ELÉTRICA
ALTERNATIVAS PARA GERAALTERNATIVAS PARA GERAÇÇÃO DEÃO DE
ENERGIA ELENERGIA ELÉÉTRICATRICA
• 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

Estac3a7c3b5es elevatc3b3rias

  • 1.
  • 2.
    COMPONENTES E SUBCOMPONENTESDO SISTEMA DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA COMPONENTES E SUBCOMPONENTES DOCOMPONENTES E SUBCOMPONENTES DO SISTEMA DE ABASTECIMENTO DESISTEMA DE ABASTECIMENTO DE ÁÁGUAGUA
  • 3.
    COMPONENTES DE UMAESTAÇÃO ELEVATÓRIACOMPONENTES DE UMA ESTACOMPONENTES DE UMA ESTAÇÇÃO ELEVATÃO ELEVATÓÓRIARIA • Equipamento eletro-mecânico – Bomba – Motor • Tubulações – Sucção – Barrilete – Recalque • Construção civil – Poço de sucção – Casa de bomba
  • 4.
    CLASSIFICAÇÃO DAS BOMBASCLASSIFICACLASSIFICAÇÇÃODAS BOMBASÃO DAS BOMBAS Bombas cinéticas Ar comprimido Carneiro hidráulico Centrífugas Periféricas Especiais Bombas de deslocamento positivo Pistão Êmbolo Diafragma Alternativas Rotativas Palheta Pistão Elemento flexível Parafuso Fluxo radial Fluxo misto Fluxo axial Estágio único Estágios múltiplos Ejetor Engrenagem Rotor lobular Pistão oscilatório Parafuso Rotor Simples Rotor múltiplo
  • 5.
    PRINCIPAIS COMPONENTES DAS BOMBASCENTRÍFUGAS PRINCIPAIS COMPONENTES DASPRINCIPAIS COMPONENTES DAS BOMBAS CENTRBOMBAS CENTRÍÍFUGASFUGAS 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
  • 6.
    BOMBAS CENTRÍFUGAS –CARCAÇABOMBAS CENTRBOMBAS CENTRÍÍFUGASFUGAS –– CARCACARCAÇÇAA 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
  • 7.
    BOMBAS CENTRÍFUGAS –ROTORBOMBAS CENTRBOMBAS CENTRÍÍFUGASFUGAS –– ROTORROTOR • Quanto à admissão de líquido – Rotor de simples sucção – Rotor de dupla sucção • Quanto às paredes – Rotor aberto – Rotor semi-aberto – Rotor fechado • Quanto à direção de saída do líquido – Rotor de fluxo axial – Rotor de fluxo radial – Rotor de fluxo misto TIPOS DE ROTOR Fechado Semiaberto Aberto
  • 8.
    BOMBAS CENTRÍFUGAS –VEDAÇÃOBOMBAS CENTRBOMBAS CENTRÍÍFUGASFUGAS –– VEDAVEDAÇÇÃOÃO Com gaxeta Com selo mecânico
  • 9.
    BOMBAS CENTRÍFUGASBOMBAS CENTRBOMBASCENTRÍÍFUGASFUGAS Classificação segundo a trajetória do líquido no rotor Bombas de fluxo radial Bomba de fluxo axial Bombas de fluxo misto
  • 10.
    BOMBAS CENTRÍFUGASBOMBAS CENTRBOMBASCENTRÍÍFUGASFUGAS Classificação em função da rotação específica (Nq) onde: N = rotação da bomba, rpm Q = vazão, m3/s H = altura manométrica, m q 3 4 N Q N H = Formas do rotor e rendimento da bomba em função da rotação específica
  • 11.
    BOMBAS CENTRÍFUGASBOMBAS CENTRBOMBASCENTRÍÍFUGASFUGAS 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
  • 12.
    INSTALAÇÃO DAS BOMBASCENTRÍFUGASINSTALAINSTALAÇÇÃO DAS BOMBAS CENTRÃO DAS BOMBAS CENTRÍÍFUGASFUGAS Eixo horizontal de sucção simples Bipartida com base única para bomba e motor Vertical de eixo prolongado
  • 13.
    MOTORES ELÉTRICOSMOTORES ELMOTORESELÉÉTRICOSTRICOS • 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 Motor de indução → rotação não coincide com a rotação síncrona Monofásico Trifásico s 120f N p = onde: NS = rotação síncrona, rpm f = freqüência, Hz p = número de pólos
  • 14.
    MOTOR DE INDUÇÃOTRIFÁSICOMOTOR DE INDUMOTOR DE INDUÇÇÃO TRIFÃO TRIFÁÁSICOSICO Tipos de motor de indução • Rotor em gaiola • Rotor bobinado
  • 15.
    MÉTODOS DE COMANDODE MOTORES DE INDUÇÃO MMÉÉTODOS DE COMANDO DETODOS DE COMANDO DE MOTORES DE INDUMOTORES DE INDUÇÇÃOÃO • Partida direta • Partida estrela-triângulo • Partida eletrônica (soft-starter) Comparação entre métodos de partida de motores elétricos
  • 16.
    FORMAS DE FRENAGEMDE MOTORES ELÉTRICOS FORMAS DE FRENAGEM DE MOTORESFORMAS DE FRENAGEM DE MOTORES ELELÉÉTRICOSTRICOS • Frenagem por contra-corrente • Frenagem por injeção de corrente contínua
  • 17.
    CARACTERÍSTICAS ELETROMECÂNICAS DE MOTORESELÉTRICOS CARACTERCARACTERÍÍSTICAS ELETROMECÂNICAS DESTICAS ELETROMECÂNICAS DE MOTORES ELMOTORES ELÉÉTRICOSTRICOS • Potência do motor – Potência mecânica – Potência nominal – Potência admissível – Potência elétrica absorvida da rede • Rendimento m m e P P η = • Fator de potência ativa aparente P FP cos P = ϕ =
  • 18.
    CARACTERÍSTICAS ELETROMECÂNICAS DE MOTORESELÉTRICOS CARACTERCARACTERÍÍSTICAS ELETROMECÂNICAS DESTICAS ELETROMECÂNICAS DE MOTORES ELMOTORES ELÉÉTRICOSTRICOS • Potência do motor – Motores de baixa tensão: 220 V, 380 V, 440 V – Motores de média tensão: 600V a 13.800 V • Conjugado Curvas de torque versus rotação do motor e da bomba
  • 19.
    CARACTERÍSTICAS ELETROMECÂNICAS DE MOTORESELÉTRICOS CARACTERCARACTERÍÍSTICAS ELETROMECÂNICAS DESTICAS ELETROMECÂNICAS DE MOTORES ELMOTORES ELÉÉTRICOSTRICOS • Variação da rotação • Limitação da corrente de partida r s 120f (1 s) N N (1 s) p − = = − onde: Nr = rotação do motor, rpm Ns = rotação síncrona, rpm f = freqüência, Hz p = número de pólos s = escorregamento soft-starter
  • 20.
    CARACTERÍSTICAS ELETROMECÂNICAS DE MOTORESELÉTRICOS CARACTERCARACTERÍÍSTICAS ELETROMECÂNICAS DESTICAS ELETROMECÂNICAS DE MOTORES ELMOTORES ELÉÉTRICOSTRICOS Inversores de freqüência – Corrente nominal – Tensão nominal – Geração de harmônicas
  • 21.
    LOCALIZAÇÃO DA BOMBAEM RELAÇÃO AO NÍVEL DE ÁGUA LOCALIZALOCALIZAÇÇÃO DA BOMBA EM RELAÃO DA BOMBA EM RELAÇÇÃO AOÃO AO NNÍÍVEL DEVEL DE ÁÁGUAGUA Bomba afogada Bomba não afogada
  • 22.
    BOMBAS CENTRÍFUGAS – ESQUEMAHIDRÁULICO BOMBAS CENTRBOMBAS CENTRÍÍFUGASFUGAS –– ESQUEMA HIDRESQUEMA HIDRÁÁULICOULICO Bomba horizontal não afogada Bomba vertical afogada Bomba horizontal afogada
  • 23.
    CURVAS CARACTERÍSTICAS ESQUEMÁTICASDE UMA BOMBA CENTRÍFUGA CURVAS CARACTERCURVAS CARACTERÍÍSTICAS ESQUEMSTICAS ESQUEMÁÁTICAS DETICAS DE UMA BOMBA CENTRUMA BOMBA CENTRÍÍFUGAFUGA
  • 24.
    Curvas características deuma bomba centrífuga fornecida pelo fabricante
  • 25.
    CURVA CARACTERÍSTICA DO SISTEMAELEVATÓRIO CURVA CARACTERCURVA CARACTERÍÍSTICASTICA DO SISTEMA ELEVATDO SISTEMA ELEVATÓÓRIORIO
  • 26.
    RELAÇÕES CARACTERÍSTICAS NAS BOMBASCENTRÍFUGAS RELARELAÇÇÕES CARACTERÕES CARACTERÍÍSTICASSTICAS NAS BOMBAS CENTRNAS BOMBAS CENTRÍÍFUGASFUGAS Variação da rotação da bomba 1 1 2 2 Q N Q N = 2 1 1 2 2 H N H N   =     3 1 1 2 2 P N P N   =     Variação do diâmetro do rotor 1 1 2 2 Q Dr Q Dr = 2 1 1 2 2 H Dr H Dr   =     3 1 1 2 2 P Dr P Dr   =    
  • 27.
    Variação nas característicasda bomba pela variação da rotação
  • 28.
    CAVITAÇÃO DE CONJUNTOSELEVATÓRIOSCAVITACAVITAÇÇÃO DE CONJUNTOS ELEVATÃO DE CONJUNTOS ELEVATÓÓRIOSRIOS Detalhes da erosão do rotor de uma bomba centrífuga Erosão do rotor da bomba causado pela cavitação
  • 29.
    CAVITAÇÃO DE CONJUNTOSELEVATÓRIOSCAVITACAVITAÇÇÃO DE CONJUNTOS ELEVATÃO DE CONJUNTOS ELEVATÓÓRIOSRIOS vaporatm d PP NPSH Hg,s Hs= − + − γ γ Pressão de vapor da água em função da temperatura T (°C) Pv/γ (m H2O) Observações 0 0,062 2 0,072 4 0,083 6 0,095 8 0,109 10 0,125 15 0,174 20 0,238 25 0,323 30 0,433 40 0,752 50 1,258 60 2,031 80 4,827 100 10,332 T = temperatura Pv/γ = altura equivalentede coluna de água Pressão atmosférica em função da altitude h (m) Patm/γ (m H2O) Observações 0 10,33 300 9,96 600 9,59 900 9,22 1200 8,88 1500 8,54 1800 8,20 2100 7,89 2400 7,58 2700 7,31 3000 7,03 h = altitude Patm/γ = altura de coluna de água equivalente a pressão atmosférica
  • 30.
    CAVITAÇÃO DE CONJUNTOSELEVATÓRIOSCAVITACAVITAÇÇÃO DE CONJUNTOS ELEVATÃO DE CONJUNTOS ELEVATÓÓRIOSRIOS Coeficiente de Thoma (σ) • Bomba de fluxo radial, sucção simples rNPSH H σ = σ = 12,2 x 10–4 (Nq)4/3 σ = 7,7 x 10–4 (Nq)4/3 σ = K(Nq)4/3 NPSH requerido (NPSHr) • Bomba de fluxo misto, sucção dupla
  • 31.
    CAVITAÇÃO DE CONJUNTOSELEVATÓRIOSCAVITACAVITAÇÇÃO DE CONJUNTOS ELEVATÃO DE CONJUNTOS ELEVATÓÓRIOSRIOS NPSHd > NPSHr Condições para o funcionamento da bomba sem cavitação
  • 32.
    CAVITAÇÃO DE CONJUNTOSELEVATÓRIOSCAVITACAVITAÇÇÃO DE CONJUNTOS ELEVATÃO DE CONJUNTOS ELEVATÓÓRIOSRIOS Efeitos da cavitação nas curvas características da bomba
  • 33.
    OPERAÇÃO COM APENASUMA BOMBAOPERAOPERAÇÇÃO COM APENAS UMA BOMBAÃO COM APENAS UMA BOMBA
  • 34.
    OPERAÇÃO DE BOMBASOPERAOPERAÇÇÃODE BOMBASÃO DE BOMBAS Operação com bombas em paralelo Operação com bombas em série
  • 35.
    Associação da curvada bomba com a curva característica do sistema para vários tipos de recalque
  • 36.
    SELEÇÃO DE MOTORESSELESELEÇÇÃODE MOTORESÃO DE MOTORES • Aspectos técnicos • Aspectos econômicos Curva característica do motor de indução em função da carga acionada
  • 37.
    NÚMERO DE CONJUNTOSELEVATÓRIOSNNÚÚMERO DE CONJUNTOS ELEVATMERO DE CONJUNTOS ELEVATÓÓRIOSRIOS • Pequena elevatória: 2 bombas (1 + 1 reserva) • Média elevatória: 3 bombas (2 + 1 reserva) • Grande elevatória: várias bombas
  • 38.
    SISTEMA DE CONTROLEDE OPERAÇÃO DAS BOMBASSISTEMA DE CONTROLE DE OPERASISTEMA DE CONTROLE DE OPERAÇÇÃO DAS BOMBASÃO DAS BOMBAS • Bóia • Pneumáticos • Elétricos • Ultrassônicos
  • 39.
    PAINEL DE COMANDOELÉTRICOPAINEL DE COMANDO ELPAINEL DE COMANDO ELÉÉTRICOTRICO • Painel de comando elétrico → opera e supervisiona todo o sistema de bombeamento • 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 Vista frontal de um painel
  • 40.
    PAINEL DE COMANDOELÉTRICOPAINEL DE COMANDO ELPAINEL DE COMANDO ELÉÉTRICOTRICO Vista interna de um painel Sala de painéis
  • 41.
    PROJETO DE ESTAÇÕESELEVATÓRIAS DE ÁGUAPROJETO DE ESTAPROJETO DE ESTAÇÇÕES ELEVATÕES ELEVATÓÓRIAS DERIAS DE ÁÁGUAGUA • Próxima ao manancial • No meio do manancial • Junto ou próximas às estações de tratamento de água • Junto ou próximas aos reservatórios de distribuição de água • Para reforço na adução ou na rede de distribuição de água Localização das estações elevatórias
  • 42.
    PROJETO DE ESTAÇÕESELEVATÓRIAS DE ÁGUAPROJETO DE ESTAPROJETO DE ESTAÇÇÕES ELEVATÕES ELEVATÓÓRIAS DERIAS DE ÁÁGUAGUA • 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 Condições físicas para a escolha do local
  • 43.
    Alternativas de bombeamentopara a rede de abastecimento de água
  • 44.
    PROJETO DE ESTAÇÕESELEVATÓRIAS DE ÁGUAPROJETO DE ESTAPROJETO DE ESTAÇÇÕES ELEVATÕES ELEVATÓÓRIAS DERIAS DE ÁÁGUAGUA Vazões de projeto • Concepção do sistema • Período de projeto • Etapas de implantação • Regime de operação
  • 45.
    PROJETO DE ESTAÇÕESELEVATÓRIAS DE ÁGUAPROJETO DE ESTAPROJETO DE ESTAÇÇÕES ELEVATÕES ELEVATÓÓRIAS DERIAS DE ÁÁGUAGUA Tipos de estações elevatórias • Estação elevatória de água bruta • Estação elevatória de água tratada
  • 46.
    PROJETO DE ESTAÇÕESELEVATÓRIAS DE ÁGUAPROJETO DE ESTAPROJETO DE ESTAÇÇÕES ELEVATÕES ELEVATÓÓRIAS DERIAS DE ÁÁGUAGUA • 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. Instalação dos conjuntos motor-bomba
  • 47.
    PROJETO DE ESTAÇÕESELEVATÓRIAS DE ÁGUAPROJETO DE ESTAPROJETO DE ESTAÇÇÕES ELEVATÕES ELEVATÓÓRIAS DERIAS DE ÁÁGUAGUA Estação elevatória de poço seco com conjunto motor-bomba de eixo horizontal.
  • 48.
    PROJETO DE ESTAÇÕESELEVATÓRIAS DE ÁGUAPROJETO DE ESTAPROJETO DE ESTAÇÇÕES ELEVATÕES ELEVATÓÓRIAS DERIAS DE ÁÁGUAGUA Estação elevatória de poço seco com conjunto motor-bomba de eixo horizontal. Planta Corte
  • 49.
    PROJETO DE ESTAÇÕESELEVATÓRIAS DE ÁGUAPROJETO DE ESTAPROJETO DE ESTAÇÇÕES ELEVATÕES ELEVATÓÓRIAS DERIAS DE ÁÁGUAGUA Estação elevatória de poço úmido com conjunto vertical de eixo prolongado com bomba submersa.
  • 50.
    PROJETO DE ESTAÇÕES ELEVATÓRIAS DE ÁGUA PROJETODEPROJETO DE ESTAESTAÇÇÕESÕES ELEVATELEVATÓÓRIAS DERIAS DE ÁÁGUAGUA Estação elevatória de poço úmido com conjunto vertical de eixo prolongado com bomba submersa.
  • 51.
    PROJETO DE ESTAÇÕES ELEVATÓRIAS DE ÁGUA PROJETODEPROJETO DE ESTAESTAÇÇÕESÕES ELEVATELEVATÓÓRIASRIAS DEDE ÁÁGUAGUA Estação elevatória de poço úmido circular com conjunto motor-bomba submerso
  • 52.
    PROJETO DE ESTAÇÕESELEVATÓRIAS DE ÁGUAPROJETO DE ESTAPROJETO DE ESTAÇÇÕES ELEVATÕES ELEVATÓÓRIAS DERIAS DE ÁÁGUAGUA Estação elevatória de poço úmido circular com conjunto motor-bomba submerso
  • 53.
    PROJETO DE ESTAÇÕESELEVATÓRIAS DE ÁGUAPROJETO DE ESTAPROJETO DE ESTAÇÇÕES ELEVATÕES ELEVATÓÓRIAS DERIAS DE ÁÁGUAGUA Estação elevatória de poço úmido retangular com conjunto motor-bomba submerso
  • 54.
    PROJETO DE ESTAÇÕESELEVATÓRIAS DE ÁGUAPROJETO DE ESTAPROJETO DE ESTAÇÇÕES ELEVATÕES ELEVATÓÓRIAS DERIAS DE ÁÁGUAGUA
  • 55.
    PROJETO DE ESTAÇÕESELEVATÓRIAS DE ÁGUAPROJETO DE ESTAPROJETO DE ESTAÇÇÕES ELEVATÕES ELEVATÓÓRIAS DERIAS DE ÁÁGUAGUA
  • 56.
    PROJETO DE ESTAÇÕESELEVATÓRIAS DE ÁGUAPROJETO DE ESTAPROJETO DE ESTAÇÇÕES ELEVATÕES ELEVATÓÓRIAS DERIAS DE ÁÁGUAGUA
  • 57.
    ESTAÇÕES ELEVATÓRIAS –BOOSTERESTAESTAÇÇÕES ELEVATÕES ELEVATÓÓRIASRIAS –– BOOSTERBOOSTER Booster para recalque da água proveniente de um reservatório Booster para reforço no bombeamento de água
  • 58.
    ESTAÇÕES ELEVATÓRIAS –BOOSTERESTAESTAÇÇÕES ELEVATÕES ELEVATÓÓRIASRIAS –– BOOSTERBOOSTER Booster utilizado para aumentar a vazão de adução Booster com tanque hidropneumático para o bombeamento na rede de distribuição de água
  • 59.
    ESTAÇÕES ELEVATÓRIAS –BOOSTERESTAESTAÇÇÕES ELEVATÕES ELEVATÓÓRIASRIAS –– BOOSTERBOOSTER
  • 60.
    BOOSTER OU ESTAÇÃO PRESSURIZADORA COM BOMBADE EIXO HORIZONTAL BOOSTER OUBOOSTER OU ESTAESTAÇÇÃOÃO PRESSURIZADORAPRESSURIZADORA COM BOMBA DECOM BOMBA DE EIXO HORIZONTALEIXO HORIZONTAL
  • 61.
    BOOSTER OU ESTAÇÃOPRESSURIZADORA COM BOMBA DE EIXO HORIZONTAL BOOSTER OU ESTABOOSTER OU ESTAÇÇÃO PRESSURIZADORA COMÃO PRESSURIZADORA COM BOMBA DE EIXO HORIZONTALBOMBA DE EIXO HORIZONTAL
  • 62.
    BOOSTER OU ESTAÇÃO PRESSURIZADORA COMBOMBA SUBMERSA, TIPO “Q” BOOSTER OU ESTABOOSTER OU ESTAÇÇÃOÃO PRESSURIZADORAPRESSURIZADORA COM BOMBACOM BOMBA SUBMERSA, TIPOSUBMERSA, TIPO ““QQ””
  • 63.
    BOOSTER OU ESTAÇÃOPRESSURIZADORA COM BOMBA SUBMERSA, TIPO “Q” BOOSTER OU ESTABOOSTER OU ESTAÇÇÃO PRESSURIZADORA COMÃO PRESSURIZADORA COM BOMBA SUBMERSA, TIPOBOMBA SUBMERSA, TIPO ““QQ””
  • 64.
    BOOSTER OU ESTAÇÃO PRESSURIZADOR A COMBOMBA SUBMERSA, TIPO “Q1” BOOSTER OUBOOSTER OU ESTAESTAÇÇÃOÃO PRESSURIZADORPRESSURIZADOR A COM BOMBAA COM BOMBA SUBMERSA, TIPOSUBMERSA, TIPO ““Q1Q1””
  • 65.
    BOOSTER OU ESTAÇÃOPRESSURIZADORA COM BOMBA SUBMERSA, TIPO “Q1” BOOSTER OU ESTABOOSTER OU ESTAÇÇÃO PRESSURIZADORA COM BOMBAÃO PRESSURIZADORA COM BOMBA SUBMERSA, TIPOSUBMERSA, TIPO ““Q1Q1””
  • 66.
    BOOSTER OU ESTAÇÃO PRESSURIZADORA COM BOMBA SUBMERSA,TIPO “Q2” BOOSTER OUBOOSTER OU ESTAESTAÇÇÃOÃO PRESSURIZADORAPRESSURIZADORA COM BOMBACOM BOMBA SUBMERSA, TIPOSUBMERSA, TIPO ““Q2Q2””
  • 67.
    BOOSTER OU ESTAÇÃO PRESSURIZADORA COM BOMBA SUBMERSA,TIPO “Q2” BOOSTER OUBOOSTER OU ESTAESTAÇÇÃOÃO PRESSURIZADORAPRESSURIZADORA COM BOMBACOM BOMBA SUBMERSA, TIPOSUBMERSA, TIPO ““Q2Q2””
  • 68.
    ESTAÇÕES ELEVATÓRIAS –BOOSTERESTAESTAÇÇÕES ELEVATÕES ELEVATÓÓRIASRIAS –– BOOSTERBOOSTER (1) Bomba centrífuga (2) Motor elétrico (3) Variador hidrocinético (4) Base metálico para o conjunto (5) Painel de comando (6) Pressostatos para operação automática (7) Registros (8) Proteção metálica, com tratamento especial anticorrosivo, resistente para trabalhar ao tempo Componentes de um booster com variador de rotação hidrocinético (1) Bomba centrífuga (2) Motor elétrico (3) Base metálica para o conjunto (4) Painel de comando, incluindo inversor de freqüência (5) Painel de controle automático de pressão (6) Registros (7) Proteção metálica, com tratamento especial anticorrosivo, resistente para trabalhar ao tempo Componentes de um booster com inversor de freqüência
  • 69.
    BOOSTER MÓVEL COMVARIADOR HIDROCINÉTICOBOOSTER MBOOSTER MÓÓVEL COM VARIADOR HIDROCINVEL COM VARIADOR HIDROCINÉÉTICOTICO
  • 70.
    Detalhes da instalaçãoda estação elevatória com duas bombas utilizando o variador hidrocinético
  • 71.
    ESTAÇÕES ELEVATÓRIAS –BOOSTERESTAESTAÇÇÕES ELEVATÕES ELEVATÓÓRIASRIAS –– BOOSTERBOOSTER Booster com variador hidrocinético. Booster com inversor de freqüência. Instalações de booster Instalações de booster
  • 72.
    POÇO DE SUCÇÃOPOPOÇÇODE SUCO DE SUCÇÇÃOÃO Determinação do volume do poço de sucção Sistema com duas bombas (1 bomba + 1 reserva) QT V 4 =
  • 73.
    POÇO DE SUCÇÃOPOPOÇÇODE SUCO DE SUCÇÇÃOÃO Vórtices em poço de sucção Configurações do poço de sucção não recomendadas e recomendadas
  • 74.
    POÇO DE SUCÇÃOPOPOÇÇODE SUCO DE SUCÇÇÃOÃO Configurações do poço de sucção não recomendadas e recomendadas
  • 75.
    POÇO DE SUCÇÃOPOPOÇÇODE SUCO DE SUCÇÇÃOÃO Recomendações para poço com várias bombas
  • 76.
    POÇO DE SUCÇÃOPOPOÇÇODE SUCO DE SUCÇÇÃOÃO Aparelhos típicos para supressão de vórtice superficial Grade horizontal Placas flutuantes Cortinas
  • 77.
    POÇO DE SUCÇÃOPOPOÇÇODE SUCO DE SUCÇÇÃOÃO Métodos para supressão do vórtice subsuperficial Alteração do espaço livre junto à parede Parede separatória Cone
  • 78.
    POÇO DE SUCÇÃOPOPOÇÇODE SUCO DE SUCÇÇÃOÃO Métodos para supressão do vórtice subsuperficial Detalhes da instalação da placa Detalhes da instalação do cone
  • 79.
    POÇO DE SUCÇÃOPOPOÇÇODE SUCO DE SUCÇÇÃOÃO Detalhes da instalação do cone para conjuntos motor-bomba submersíveis • HC = 0,45 H • BC = 1,15 HC
  • 80.
    PROJETO DO POÇODE SUCÇÃOPROJETO DO POPROJETO DO POÇÇO DE SUCO DE SUCÇÇÃOÃO Entrada na tubulação de sucção Submergência mínima
  • 81.
    PROJETO DO POÇODE SUCÇÃOPROJETO DO POPROJETO DO POÇÇO DE SUCO DE SUCÇÇÃOÃO Poço com uma bomba Dimensões do poço para uma bomba de sucção vertical
  • 82.
    PROJETO DO POÇODE SUCÇÃOPROJETO DO POPROJETO DO POÇÇO DE SUCO DE SUCÇÇÃOÃO Dimensões do poço para uma tubulação de sucção horizontal
  • 83.
    PROJETO DO POÇODE SUCÇÃOPROJETO DO POPROJETO DO POÇÇO DE SUCO DE SUCÇÇÃOÃO Poço com várias bombas Dimensões do poço
  • 84.
    PROJETO DO POÇODE SUCÇÃOPROJETO DO POPROJETO DO POÇÇO DE SUCO DE SUCÇÇÃOÃO Poço com várias bombas, incluindo o canal de aproximação do poço de sucção
  • 85.
    PROJETO DO POÇODE SUCÇÃOPROJETO DO POPROJETO DO POÇÇO DE SUCO DE SUCÇÇÃOÃO Formas e dimensões do poço de sucção
  • 86.
    PROJETO DO POÇODE SUCÇÃOPROJETO DO POPROJETO DO POÇÇO DE SUCO DE SUCÇÇÃOÃO Exemplos de arranjos e dimensões para o poço de sucção
  • 87.
    PROJETO DO POÇODE SUCÇÃOPROJETO DO POPROJETO DO POÇÇO DE SUCO DE SUCÇÇÃOÃO Dimensões do poço de sucção (planta e corte)
  • 88.
    PROJETO DO POÇODE SUCÇÃOPROJETO DO POPROJETO DO POÇÇO DE SUCO DE SUCÇÇÃOÃO Dimensões do poço de sucção em função da vazão
  • 89.
    PROJETO DO POÇODE SUCÇÃOPROJETO DO POPROJETO DO POÇÇO DE SUCO DE SUCÇÇÃOÃO Poço de sucção para bomba em linha, com rotação constante ou rotação variável
  • 90.
    PROJETO DO POÇODE SUCÇÃOPROJETO DO POPROJETO DO POÇÇO DE SUCO DE SUCÇÇÃOÃO Detalhes do poço de sucção para bombas em linha Tipo de líquido 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° Qualquer água Esgoto Água limpa Dimensões recomendadas para poço de sucção com bombas em linha
  • 91.
    PROJETO DO POÇO DESUCÇÃO PROJETO DO POPROJETO DO POÇÇOO DE SUCDE SUCÇÇÃOÃO Antes do ressalto Ressalto inicial Ressalto na última bomba Autolimpeza do poço de sucção
  • 92.
    TUBULAÇÕES DA ELEVATÓRIATUBULATUBULAÇÇÕESDA ELEVATÕES DA ELEVATÓÓRIARIA
  • 93.
  • 94.
    POSIÇÕES RECOMENDADAS ENÃO RECOMENDADAS PARA A SUCÇÃO DE BOMBAS POSIPOSIÇÇÕES RECOMENDADAS E NÃO RECOMENDADASÕES RECOMENDADAS E NÃO RECOMENDADAS PARA A SUCPARA A SUCÇÇÃO DE BOMBASÃO DE BOMBAS
  • 95.
  • 96.
    DISPOSIÇÕES DAS TUBULAÇÕESDO BARRILETE PARA BOMBAS CENTRÍFUGAS DISPOSIDISPOSIÇÇÕES DAS TUBULAÕES DAS TUBULAÇÇÕES DO BARRILETEÕES DO BARRILETE PARA BOMBAS CENTRPARA BOMBAS CENTRÍÍFUGASFUGAS Bombas centrífugas de eixo horizontal Bombas verticai Bombas do tipo misto
  • 97.
    ÓRGÃOS ACESSÓRIOSÓÓRGÃOS ACESSRGÃOSACESSÓÓRIOSRIOS • Válvulas de bloqueio • Válvulas de retenção • Válvula de pé • Manômetros e vacuômetros • Sistemas de escorva de bomba
  • 98.
    VÁLVULAS DE BLOQUEIOVVÁÁLVULASDE BLOQUEIOLVULAS DE BLOQUEIO Válvula borboleta Válvula de gaveta
  • 99.
    VÁLVULA DE RETENÇÃOVVÁÁLVULADE RETENLVULA DE RETENÇÇÃOÃO Válvula de retenção tipo portinhola dupla Válvula de retenção tipo portinhola única Válvula de retenção de fechamento rápido
  • 100.
  • 101.
    VÁLVULA DE PÉVVÁÁLVULADE PLVULA DE PÉÉ Localização da válvula de pé na tubulação de sucção Válvula de pé com crivo
  • 102.
    SISTEMAS DE ESCORVADE BOMBASSISTEMAS DE ESCORVA DE BOMBASSISTEMAS DE ESCORVA DE BOMBAS • Válvula de pé • Ejetor • Bomba a vácuo Bomba afogada Bomba não afogada
  • 103.
    ESCORVA DE BOMBASESCORVADE BOMBASESCORVA DE BOMBAS Instalação com ejetor para escorva de bomba Sistema de escorva com bomba de vácuo
  • 104.
    SISTEMAS DE AUTOMAÇÃODE ESTAÇÕES ELEVATÓRIAS DE ÁGUA SISTEMAS DE AUTOMASISTEMAS DE AUTOMAÇÇÃO DE ESTAÃO DE ESTAÇÇÕESÕES ELEVATELEVATÓÓRIAS DERIAS DE ÁÁGUAGUA Sistema SCADA para o controle das estações elevatórias
  • 105.
    PROJETO DE SISTEMASDE AUTOMAÇÃO DE ESTAÇÕES ELEVATÓRIAS PROJETO DE SISTEMAS DE AUTOMAPROJETO DE SISTEMAS DE AUTOMAÇÇÃO DEÃO DE ESTAESTAÇÇÕES ELEVATÕES ELEVATÓÓRIASRIAS Diagrama de blocos de uma EEA
  • 106.
    AUTOMAÇÃO DE ESTAÇÕESELEVATÓRIASAUTOMAAUTOMAÇÇÃO DE ESTAÃO DE ESTAÇÇÕES ELEVATÕES ELEVATÓÓRIASRIAS Sistema de gradeamento
  • 107.
    AUTOMAÇÃO DE ESTAÇÕESELEVATÓRIASAUTOMAAUTOMAÇÇÃO DE ESTAÃO DE ESTAÇÇÕES ELEVATÕES ELEVATÓÓRIASRIAS Sistema de selagem Sistema de drenagem
  • 108.
    AUTOMAÇÃO DE ESTAÇÕESELEVATÓRIASAUTOMAAUTOMAÇÇÃO DE ESTAÃO DE ESTAÇÇÕES ELEVATÕES ELEVATÓÓRIASRIAS Painéis Painel de comando de motores Painel de comando da estação Painel de entrada de energia
  • 109.
    AUTOMAÇÃO DE ESTAÇÕESELEVATÓRIASAUTOMAAUTOMAÇÇÃO DE ESTAÃO DE ESTAÇÇÕES ELEVATÕES ELEVATÓÓRIASRIAS Interfaces do CCO
  • 110.
    AUTOMAÇÃO DE ESTAÇÕESELEVATÓRIASAUTOMAAUTOMAÇÇÃO DE ESTAÃO DE ESTAÇÇÕES ELEVATÕES ELEVATÓÓRIASRIAS Interface homem-máquina de supervisão Tela do sistema geral Tela do sistema elétrico
  • 111.
    AVALIAÇÃO DO CUSTODE SISTEMAS DE BOMBEAMENTO AVALIAAVALIAÇÇÃO DO CUSTO DE SISTEMAS DEÃO DO CUSTO DE SISTEMAS DE BOMBEAMENTOBOMBEAMENTO Custo de Ciclo de Vida (CCV) Distribuição típica de custos
  • 112.
  • 113.
    TRANSITÓRIOS HIDRÁULICOS EMESTAÇÕES ELEVATÓRIASTRANSITTRANSITÓÓRIOS HIDRRIOS HIDRÁÁULICOS EM ESTAULICOS EM ESTAÇÇÕES ELEVATÕES ELEVATÓÓRIASRIAS Esquema ilustrativo do fenômeno
  • 114.
    TRANSITÓRIOS HIDRÁULICOS EM ESTAÇÕESELEVATÓRIAS TRANSITTRANSITÓÓRIOS HIDRRIOS HIDRÁÁULICOS EMULICOS EM ESTAESTAÇÇÕES ELEVATÕES ELEVATÓÓRIASRIAS Fechamento gradual da válvula
  • 115.
    TRANSITÓRIOS HIDRÁULICOSTRANSITTRANSITÓÓRIOS HIDRRIOSHIDRÁÁULICOSULICOS Equações básicas
  • 116.
    TRANSITÓRIOS HIDRÁULICOSTRANSITTRANSITÓÓRIOS HIDRRIOSHIDRÁÁULICOSULICOS Velocidade de propagação das ondas de pressão (a) Tipos de ancoragens de uma tubulação
  • 117.
    TRANSITÓRIOS HIDRÁULICOSTRANSITTRANSITÓÓRIOS HIDRRIOSHIDRÁÁULICOSULICOS Análise das equações Interpretação física das funções e x F t a   −    x f t a   +   
  • 118.
    TRANSITÓRIOS HIDRÁULICOSTRANSITTRANSITÓÓRIOS HIDRRIOSHIDRÁÁULICOSULICOS Método das características Esquema do método das características 2 2 H Q Q 1 Q f Q Q g 0 x A x A t 2gDA ∂ ∂ ∂ ⋅ + + + = ∂ ∂ ∂ 2 H Q Q a Q 0 t A x gA x ∂ ∂ ∂ + + = ∂ ∂ ∂ • Equações da quantidade de movimento • Equações da quantidade de conservação de massa • Características positivas (C+) • Características negativas (C–) 2 g dH 1 dQ f Q Q 0 a dt A dt 2DA dx a dt + + = = + 2 g dH 1 dQ f Q Q 0 a dt A dt 2DA dx a dt x t a − + + = = − ∆ ∆ =
  • 119.
    TRANSITÓRIOS HIDRÁULICOSTRANSITTRANSITÓÓRIOS HIDRRIOSHIDRÁÁULICOSULICOS Separação de coluna Separação de colunas por desligamento de uma bomba
  • 120.
    TRANSITÓRIOS HIDRÁULICOSTRANSITTRANSITÓÓRIOS HIDRRIOSHIDRÁÁULICOSULICOS Separação de colunas por operação de fechamento de uma válvula Separação e rejuntamento de uma coluna num ponto de cota elevada numa tubulação
  • 121.
    TRANSITÓRIOS HIDRÁULICOSTRANSITTRANSITÓÓRIOS HIDRRIOSHIDRÁÁULICOSULICOS Métodos e dispositivos para controle dos efeitos de golpe de aríete
  • 122.
    TRANSITÓRIOS HIDRÁULICOSTRANSITTRANSITÓÓRIOS HIDRRIOSHIDRÁÁULICOSULICOS Funcionamento de uma estação elevatória com bombas centrífugas
  • 123.
    TRANSITÓRIOS HIDRÁULICOSTRANSITTRANSITÓÓRIOS HIDRRIOSHIDRÁÁULICOSULICOS Esquema de propagação das ondas de pressão por ocasião de queda no funcionamento de um conjunto motor-bomba
  • 124.
    TRANSITÓRIOS HIDRÁULICOSTRANSITTRANSITÓÓRIOS HIDRRIOSHIDRÁÁULICOSULICOS Frente de onda refletida no reservatório de jusante após o desligamento da bomba
  • 125.
    TRANSITÓRIOS HIDRÁULICOSTRANSITTRANSITÓÓRIOS HIDRRIOSHIDRÁÁULICOSULICOS Esquema de ondas de pressão após o desligamento de um conjunto motor-bomba, com e sem volante de inércia
  • 126.
    TRANSITÓRIOS HIDRÁULICOSTRANSITTRANSITÓÓRIOS HIDRRIOSHIDRÁÁULICOSULICOS Envoltórias de pressões máximas e mínimas após desligamento acidental de uma bomba, com e sem volante de inércia
  • 127.
    TRANSITÓRIOS HIDRÁULICOSTRANSITTRANSITÓÓRIOS HIDRRIOSHIDRÁÁULICOSULICOS Corte esquemático de um conjunto motor-bomba com volante de inércia
  • 128.
    TRANSITÓRIOS HIDRÁULICOSTRANSITTRANSITÓÓRIOS HIDRRIOSHIDRÁÁULICOSULICOS Tanque Alimentador Unidirecional (TAU) Envoltórias das pressões máximas e mínimas após o desligamento acidental de um conjunto motor-bomba, com e sem TAU
  • 129.
    TRANSITÓRIOS HIDRÁULICOSTRANSITTRANSITÓÓRIOS HIDRRIOSHIDRÁÁULICOSULICOS Detalhes da instalação do TAU
  • 130.
    TRANSITÓRIOS HIDRÁULICOSTRANSITTRANSITÓÓRIOS HIDRRIOSHIDRÁÁULICOSULICOS Chaminé de Equilíbrio Envoltórias das pressões máximas e mínimas após o desligamento acidental de um conjunto motor-bomba, com e sem chaminé de equilíbrio
  • 131.
  • 132.
    TRANSITÓRIOS HIDRÁULICOSTRANSITTRANSITÓÓRIOS HIDRRIOSHIDRÁÁULICOSULICOS 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
  • 133.
  • 134.
    TRANSITÓRIOS HIDRÁULICOSTRANSITTRANSITÓÓRIOS HIDRRIOSHIDRÁÁULICOSULICOS Válvula de Admissão e de Saída de Ar
  • 135.
    REDUÇÃO DO CUSTODE ENERGIA ELÉTRICA: AÇÕES ADMINISTRATIVAS E OPERACIONAIS REDUREDUÇÇÃO DO CUSTO DE ENERGIAÃO DO CUSTO DE ENERGIA ELELÉÉTRICA: ATRICA: AÇÇÕES ADMINISTRATIVASÕES ADMINISTRATIVAS E OPERACIONAISE OPERACIONAIS AAçções Administrativas eões Administrativas e OperacionaisOperacionais
  • 136.
    CUSTO DE ENERGIA ELÉTRICA EM SISTEMASDE ABASTECIMENTO DE ÁGUA CUSTO DECUSTO DE ENERGIAENERGIA ELELÉÉTRICA EMTRICA EM SISTEMAS DESISTEMAS DE ABASTECIMENTOABASTECIMENTO DEDE ÁÁGUAGUA
  • 137.
    CONSUMO DE ENERGIAELÉTRICA NA SABESPCONSUMO DE ENERGIA ELCONSUMO DE ENERGIA ELÉÉTRICA NA SABESPTRICA NA SABESP • 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
  • 138.
    ALTERNATIVAS PARA REDUÇÃODO CUSTO DE ENERGIA ELÉTRICA ALTERNATIVAS PARA REDUALTERNATIVAS PARA REDUÇÇÃO DOÃO DO CUSTO DE ENERGIA ELCUSTO DE ENERGIA ELÉÉTRICATRICA 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 (B) Diminuição da potência dos equipamentos (C) Controle operacional (D) Automaçãodo sistema deabastecimento de água • • • • • • (E) Alternativasparageração de energiaelétrica • • Correção do fator de potência Alteração da tensão de alimentação • • • • • 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 • • Alteração no sistema de bombeamento-reservação Utilização do inversor de freqüência • Alteração nos procedimentos operacionais de ETAs • • Aproveitamento de potenciais energéticos Uso de geradores nos horários de ponta
  • 139.
    AÇÕES ADMINISTRATIVAS PARAREDUÇÃO DO CUSTO DE ENERGIA ELÉTRICA AAÇÇÕES ADMINISTRATIVAS PARA REDUÕES ADMINISTRATIVAS PARA REDUÇÇÃOÃO DO CUSTO DE ENERGIA ELDO CUSTO DE ENERGIA ELÉÉTRICATRICA • 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 Ações administrativas - Redução do custo sem investimento - Redução do custo sem diminuição do consumo de energia
  • 140.
    AÇÕES OPERACIONAIS PARAREDUÇÃO DO CUSTO DE ENERGIA ELÉTRICA AAÇÇÕES OPERACIONAIS PARA REDUÕES OPERACIONAIS PARA REDUÇÇÃOÃO DO CUSTO DE ENERGIA ELDO CUSTO DE ENERGIA ELÉÉTRICATRICA • Correção do fator de potência • Alteração da tensão de alimentação • Melhoria do fator de carga Redução do custo sem diminuição do consumo de energia elétrica • Diminuição da potência dos equipamentos • Controle operacional • Automação • Alternativas para geração de energia elétrica Redução do custo pela diminuição do consumo de energia elétrica
  • 141.
    REDUÇÃO DO CUSTOPELA DIMINUIÇÃO DO CONSUMO DE ENERGIA ELÉTRICA REDUREDUÇÇÃO DO CUSTO PELA DIMINUIÃO DO CUSTO PELA DIMINUIÇÇÃO DOÃO DO CONSUMO DE ENERGIA ELCONSUMO DE ENERGIA ELÉÉTRICATRICA onde: E = energia consumida, kWh H = altura manométrica de bombeamento, m V = volume de água bombeada, m3 h = rendimento dos conjuntos motor-bomba HV E 0,00273= η • • - - - - - - 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 Vórticeno poço de sucção de elevatória Vórtice em reservatório de distribuição de água • • Controle de perdas de água Uso racional da água • • Rendimento do motor Rendimento da bomba Redução do custo pela diminuição do consumo energia elétrica Redução da altura manométrica Redução no volume de água Aumento no rendimento dos conjuntos motor-bomba
  • 142.
    REDUÇÃO DO CUSTOPELA ALTERAÇÃO DO SISTEMA OPERACIONAL REDUREDUÇÇÃO DO CUSTO PELA ALTERAÃO DO CUSTO PELA ALTERAÇÇÃO DOÃO DO SISTEMA OPERACIONALSISTEMA OPERACIONAL • Alteração do sistema bombeamento- reservação • Utilização de variadores de rotação nos conjuntos motor-bomba • Alteração nos procedimentos operacionais de estações de tratamento de água
  • 143.
    ALTERNATIVAS PARA GERAÇÃODE ENERGIA ELÉTRICA ALTERNATIVAS PARA GERAALTERNATIVAS PARA GERAÇÇÃO DEÃO DE ENERGIA ELENERGIA ELÉÉTRICATRICA • 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