7/26/2019 Diseo Piso

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Manual de Aplicacin - Conjuntos Generadores Enfriados con Lquido

Rev. mayo 20106-5

6 - DISEO MECNICO

Figura 6 1. Medidas Anti-Vibracin para un Conjunto

Generador Tpico

Cimentacin y Montaje

Montaje y Aislamiento de la Vibracin del Conjunto

El diseo de la instalacin debe proporcionar una cimentacin

apropiada para soportar el conjunto generador, y evitar niveles

de energa de vibracin dainos o molestos que migren a la

estructura del edificio. Adems, la instalacin debe garantizar

que la infraestructura de apoyo para el conjunto generador no

permita que la vibracin del conjunto generador migre a la

porcin estacionaria del equipo.

Todos los componentes que se conectan fsicamente con el

conjunto generador deben ser flexibles para absorber el

movimiento de vibracin sin daarse. Los componentes que

requieren de aislamiento incluyen el sistema de escape del

motor, lneas de combustible, cableado de suministro de energa

AC, cableado de la carga, cableado de control (el cual debe

ser trenzado, en lugar de ncleo slido), el conjunto generador

(del soporte de montaje) y los ductos de aire de ventilacin

(para conjuntos generadores con radiadores montados en el

patn) (Vea la Figura 61). El no poner atencin al aislamiento

de estos puntos de interconexin fsica y elctrica puede resultaren el dao por vibracin al edificio o al conjunto generador y

la falla del conjunto generador en servicio.

El motor, alternador y otro equipo del conjunto generador,

tpicamente van montados en un ensamble base-patn. El

ensamble base-patn es una estructura rgida que proporciona

tanta integridad estructural como un grado de aislamiento de

la vibracin. La cimentacin, piso o techo debe poder soporta

el peso del conjunto generador ensamblado y sus accesorios

(como el tanque sub-base de combustible), as como resistir

las cargas dinmicas y no trasmitir el ruido y la vibracin

inconvenientes. Note que en aplicaciones donde el aislamiento

de la vibracin es crtico el peso ensamblado del paquete

puede incluir una cimentacin de montaje masiva (Vea Medidas

para la Cimentacin en esta seccin).

Medidas para la Cimentacin

El tamao fsico, peso y configuraciones de montaje varan

mucho entre los fabricantes y entre los diferentes tamaos de

equipo. Consulte las instrucciones de instalacin del fabricante

para el modelo especfico instalado para obtener la informacin

detallada sobre los pesos y las dimensiones de montaje1.

Piso de concreto

Para muchas aplicaciones, una cimentacin masiva no esnecesaria para el conjunto generador. Los Generadores con

aisladores de vibracin integral pueden reducir las vibraciones

trasmitidas entre un 6080% y colocar aisladores de vibracin

de resorte de acero entre el Generador y la losa pueden aislar

ms del 95% de las vibraciones (vea los aisladores de vibracin

despus en esta seccin). Si la transmisin de la vibracin al

edificio no es una preocupacin crtica, el problema principal

es instalar el conjunto generador para que su peso se apoye

apropiadamente y para que se le pueda dar servicio fcilmente

a la unidad. Se debe colar una plancha de concreto arriba de

un piso de concreto para elevar el conjunto generador a una

altura que haga el servicio conveniente y para hacer ms fciel orden y la limpieza alrededor de la unidad.

La plancha debe construirse de concreto reforzado con una

fuerza compresiva de 28 das de por lo menos de 2500 ps

(17,000 kPa).

La plancha debe tener cuando menos 6 pulgadas (150 mm

de espesor y extenderse cuando menos 6 pulgadas (150

mm) ms all del patn en todos los lados.

1Se puede encontrar informacin detallada sobre los productos Cummins Power Generationen el Cummins Power Suite o se puede obtener con cualquier distribuidor autorizado.

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Manual de Aplicacin - Conjuntos Generadores Enfriados con Lquido

Rev. mayo 20106-6

Figura 62.Cimentacin Tpica de Aislamiento de la Vibracin

La cimentacin debe extenderse cuando menos 6 pulgadas

(150 mm) ms all del patn en todos los lados. Esto determina

la longitud (l) y ancho (w) de la cimentacin.

La cimentacin debe sobresalir cuando menos 6 (150 mm)

arriba del piso para hacer ms fcil el servicio y elmantenimiento del conjunto generador.

La cimentacin debe proyectarse abajo de la lnea de

congelamiento para evitar que se eleve.

La cimentacin debe ser de concreto reforzado con una

fuerza compresiva de 28 das de cuando menos 2500 psi

(17,200 kPa).

Calcule la altura (h) de la cimentacin necesaria para obtener

el peso requerido (W) usando la siguiente frmula:

h =W

d I w

Donde:

h = Altura de la cimentacin en pies (metros).

l = Longitud de la cimentacin en pies (metros).

w = Ancho de la cimentacin en pies (metros).

d = Densidad del concreto 145 lbs/ft2(2322 kg/m2).

W = Peso hmedo total del Generador en lb (kg).

Vea los dibujos del fabricante del conjunto generador para

obtener la localizacin fsica de las lneas de combustible y las

interconexiones de energa y otras interfaces que estn

planeadas para integrarse en el concreto. Estas interfaces

varan considerablemente entre proveedores.

Los aisladores de vibracin deben fijarse a la plancha de

montaje con tornillos Tipo J o L (tornillos estriados o de impacto)

insertados en la plancha de concreto. El posicionar tornillos

colados es problemtico, ya que an pequeos errores en

la ubicacin puede causar consumo de tiempo al re-barrenar

la base-patn. Algunos diseos de conjunto generador permiten

el uso de tornillos ancla para concreto. Estos requieren que

los puntos de montaje se distribuyan con cuidado basndose

en la localizacin real de ellos en el conjunto generador y los

aisladores.

La plancha de montaje para el conjunto generador debe ser

plana y nivelada para permitir el montaje y ajuste apropiados

del sistema de aislamiento de la vibracin. Verifique que la

plancha de montaje est nivelada a lo largo, a lo ancho y

diagonalmente.

Estructuras o muelles de carga.

Alternativamente, el conjunto generador se puede montar

sobre estructuras de carga o (durmientes) orientados a lo largo

del patn del conjunto generador. Este arreglo permite posicionar

fcilmente una charola de derrames bajo el conjunto generador

y ofrece ms espacio para darle servicio. Los durmientes deben

fijarse fsicamente al piso.

Cimentacin del Aislamiento de la Vibracin

En aplicaciones donde la cantidad de transmisin de vibracin

al edificio es altamente crtica, puede requerir montar el conjuntogenerador en una cimentacin aislante de la vibracin. En este

caso, son necesarias consideraciones adicionales. La Figura

62 ilustra una cimentacin aislante de vibracin tpica.

El peso (W) de la cimentacin debe ser cuando menos 2

veces (y hasta 510 veces) el peso del propio conjunto para

resistir las cargas dinmicas. (El peso del combustible en un

tanque de combustible sub-base no debe considerarse para

contribuir al peso requerido de una cimentacin de aislamiento

de la vibracin, an cuando los aisladores estn entre el

tanque y el conjunto generador).

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Manual de Aplicacin - Conjuntos Generadores Enfriados con Lquido

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El peso total del conjunto generador, refrigerante, combustible

y la cimentacin normalmente resulta en una carga del terreno

(SBL) de menos de 2000 lbs/ft2(9800 kg/m2) psi (96 kPa).

Aunque esto est dentro de la capacidad de carga de la

mayora de los terrenos, siempre encuentre la SBL permisible

revisando el cdigo local y el reporte de anlisis de suelo

para el edificio. Recuerde incluir el peso del refrigerante,

lubricante y combustible (si es pertinente) cuando realice

este clculo. Calcule la SBL usando la siguiente frmula:

SBL (psi) =W

I w 144

SBL (kPa) = w 20.88

I w

Clculos de Muestra (unidades US):

Un Generador de 500 kW pesa aproximadamente 10,000

libras (4540 kg) lleno (o sea, incluyendo el refrigerante y los

lubricantes). Las dimensiones del patn son 10 pies (3 metros)

de largo y 3.4 pies (1 metro) de ancho.

l = 10 + (2 0.5) = 11 pies

w = 3.4 + (2 0.5) = 4.4 pies

Peso de la cimentacin = 2 10,000 = 20,000 lbs

Peso total = gen. + cimentacin

= 10,000 + 20,000 = 30,000 lbs

SBL =30,000

11 4.4

= 620 lbs/ft2

Aisladores de Vibracin

El motor y el alternador de un conjunto generador deben

aislarse de la estructura de montaje donde se instala. Algunosconjuntos generadores, particularmente los modelos de kW

ms pequeos, Utilizan aisladores de vibracin de neopreno/hule

que estn insertados en la mquina entre el motor/alternador

y el patn2. El patn de estos conjuntos generadores normalmente

se puede atornillar directamente a la cimentacin, piso o

subestructura. Otros conjuntos generadores se pueden proveer

con un diseo que incluye el motor/alternador slidamente fijo

al ensamble del patn. Los conjuntos generadores que no

incluyen aislamiento integral deben instalarse usando equipo

de aislamiento de vibraciones como tipo almohadilla, resorte

o aisladores de aire.

NOTA:Anclar un conjunto generador que no incluye aisladores

integrales al piso o cimentacin da como resultado ruido y

vibraciones excesivas y el posible dao al conjunto generador

el piso y a otro equipo. Las vibraciones tambin se pueden

trasmitir a travs de la estructura del edificio y daar la propia

estructura.

Aisladores de Almohadilla

Los aisladores de almohadilla se componen de capas de

materiales flexibles diseados para amortiguar los niveles de

vibracin en aplicaciones no crticas, tales como las de

generadores montados en su propia caseta de exteriores o

donde se usan aisladores integrales con un conjunto generador

Los aisladores de almohadilla varan en su efectividad, pero

tienen una eficiencia de aproximadamente un 75%.

Dependiendo de la construccin, tambin pueden variar en

efectividad con la temperatura, ya que las temperaturas bajas

afectan el medio aislante de hule, es mucho menos flexible

que a temperaturas altas.

Aisladores de Resorte

La Figura 63ilustra un aislador de vibracin de resorte de

acero del tipo requerido para montar conjuntos generadores

que no incluyen aisladores de vibracin integrales. Se describen

el soporte de hule inferior, el cuerpo aislador, tornillos de fijacin

tornillo de ajuste y la contratuerca.

Estos aisladores de resorte de acero pueden amortiguar hasta

el 98% de la energa de vibracin producida por un conjunto

generador. Localice los aisladores como se muestra en la

documentacin del fabricante del conjunto generador. Los

aisladores pueden no localizarse simtricamente alrededor de

permetro del conjunto generador, porque se requiere que se

localicen considerando el centro de gravedad de la mquinaEl nmero de aisladores requerido vara con sus capacidades

y el peso del conjunto generador. Vea la Figura 64.

Cuando la mquina se monta en un tanque de combustible

sub-base, el tipo de aisladores requeridos para proteger el

tanque depende de la estructura de ste y el nivel de fuerza

de vibracin creada por la mquina. Si se instalan aisladores

2Los conjunto generadores Cummins Power Generation (200/175 kW y ms pequeos)

tienen aisladores de vibracin localizados entre el patn y el ensamble motorgenerador y

no requieren el uso de aisladores de vibracin externos en la mayora de las aplicaciones.