離心泵具有性能范圍廣泛、流量均勻、結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)轉(zhuǎn)可靠和維修方便等諸多優(yōu)點(diǎn),因此
離心泵在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最為廣泛。據(jù)統(tǒng)計(jì),在石油、化工裝置中,
離心泵的使用量占泵總量的70~80%。除了在高壓小流量時(shí)用往復(fù)泵,需要計(jì)量時(shí)用計(jì)量泵,液體含氣時(shí)用旋渦泵或容積式泵(往復(fù)泵或轉(zhuǎn)子泵)以及輸送粘性介質(zhì)用轉(zhuǎn)子泵外,其余場合大多選用離心泵。因此了解和掌握離心泵的常用標(biāo)準(zhǔn),并根據(jù)不同裝置、不同工況來選用標(biāo)準(zhǔn),使離心泵滿足長周期、安全運(yùn)轉(zhuǎn)和節(jié)能要求,就顯得非常必要。
1 標(biāo)準(zhǔn)說明
在石油、化工領(lǐng)域,使用最多的離心泵國際標(biāo)準(zhǔn)是API610、ISO5199和ANSI B73.1M/B73.2M等,國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)是GB3215和GB5656/T。以下分別介紹這些標(biāo)準(zhǔn)。
1.1 API610
API,是美國石油協(xié)會(huì)(American Petroleum Institute)的簡稱。出版API610標(biāo)準(zhǔn)的目的是為了提供一份采購規(guī)范,以便于離心泵的制造和采購。
API610(第七版)是針對石油煉廠用離心泵提出的,其標(biāo)準(zhǔn)名為《一般煉廠用離心泵》(Centrifugal Pumps for General Refinery Services)。但實(shí)際上,使用API610標(biāo)準(zhǔn)的不僅是石油煉廠,石油、化工、天然氣等領(lǐng)域均時(shí)常采用API610標(biāo)準(zhǔn)。為適用這一需要,1995年頒布的API610(第八版)改名為《石油、重化學(xué)和天然氣工業(yè)用離心泵》(Centrifugal Pumps for Petroleum,Heavy Chemical,and Gas Industry Services),并在內(nèi)容上較上一版有較大的變動(dòng)。
API610對節(jié)能問題備受關(guān)注。API610要求制造廠和使用廠在設(shè)備的制造、選用和運(yùn)行等所用環(huán)節(jié)中積極尋求創(chuàng)新的節(jié)能方法。如果這種節(jié)能方法能提高效率并降低使用期的總費(fèi)用而不致犧牲安全或可靠性,則應(yīng)鼓勵(lì)采用。另外選擇設(shè)備時(shí)的評定標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)以設(shè)備在使用壽命期內(nèi)的總費(fèi)用為準(zhǔn),而不是以設(shè)備的采購費(fèi)用為準(zhǔn)。
目前在石油和化工領(lǐng)域,API610是使用最為頻繁的離心泵用國際標(biāo)準(zhǔn)。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織也采納了API610標(biāo)準(zhǔn),付之于標(biāo)準(zhǔn)號ISO/CD13709。
1.2 ISO5199
ISO是國際標(biāo)準(zhǔn)化組織的簡稱。ISO5199,Technical Specification for Centrifugal Pumps,ClassⅡ(離心泵技術(shù)規(guī)范Ⅱ級),主要依據(jù)是德國的DIN標(biāo)準(zhǔn)。其外形尺寸、性能符合ISO2858標(biāo)準(zhǔn);底座符合ISO3661;機(jī)械密封或軟填料用的空腔尺寸符合ISO3069;性能試驗(yàn) B級符合ISO3555,C級符合ISO2548。
中國的GB5656,德國的DIN ISO5199,法國的NF ISO5199等效采用ISO5199;英國的BS6836等同采用ISO5199。
中國GB5662,德國的DIN24256,英國的BS5257,法國的NF E44121,等效或等同采用ISO2858。
1.3 ASME B73.1M/B73.2M
ASME是美國機(jī)械工程師協(xié)會(huì)(The American Society of Mechanical Engineers)的簡稱。
ASME B73.1M-1991 Specification for Horizontal End Suction Centrifugal Pumps for Chemical Process(臥式軸向吸入
化工離心泵)和ASME B73.2M-1991 Specification for Vertical In-line Centrifugal Pumps for Chemical Process(立式管道化工離心泵)是美國國家標(biāo)準(zhǔn),由泵制造廠和化工生產(chǎn)廠共同編制,符合這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的泵,稱為ANSI泵。
其余的ASME
化工泵標(biāo)準(zhǔn)有:
ASME B73.3M-1996 Specification for Thermoplastical and Thmoset Polymer Material Horizontal End Suction Centrifugal Pumps for Chemical Process(臥式軸向吸入熱塑性塑料、熱固性樹脂化工離心泵)。
ASME B73.5M-1995 Specification for Sealless Horizontal End Suction Centrifugal Pumps for Chemical Process(臥式軸向吸入無泄漏化工離心泵)。
1.4 GB3215
中國國家標(biāo)準(zhǔn)GB3215-89《煉廠、化工及石油化工流程用離心泵通用技術(shù)條件 》基本參照API610 第6版編制而成。
1.5 GB5656/T
中國國家標(biāo)準(zhǔn)GB5656/T-94《單級、單吸化工離心泵技術(shù)條件》參照ISO5199編制而成。其相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)如GB5662《軸向吸入離心泵(16Bar)標(biāo)注、性能和尺寸》參照ISO2858,GB5661《軸向吸入離心泵機(jī)械密封和軟填料用的空腔尺寸》參照ISO3069,GB5660《軸向吸入離心泵底座和安裝尺寸》參照ISO3661。水力性能試驗(yàn)按GB3216《離心泵、混流泵、軸流泵和旋渦泵試驗(yàn)方法》的C級或B級進(jìn)行(參照ISO2548、ISO3555)。
2 標(biāo)準(zhǔn)比較
2.1 ISO泵和ANSI泵
ISO5199(包括等同或參照該標(biāo)準(zhǔn)的國家標(biāo)準(zhǔn),如我國的GB/T5656)、ANSI B73.1M/B73.2M標(biāo)準(zhǔn)對中、輕負(fù)載的石油、化工用離心泵,驅(qū)動(dòng)機(jī)及輔助設(shè)備在設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)、試驗(yàn)及交貨狀態(tài)等方面提出了基本要求。這兩類標(biāo)準(zhǔn)的范圍和要求基本相同,其適用參數(shù)范圍大致如下:
(1) 額定排出壓力 ≤1.96MPa(G);
(2) 介質(zhì)溫度 功率 ≤110kW;
(4) 最大轉(zhuǎn)速 揚(yáng)程 ≤120m;
(6) 最高吸入壓力 ≤0.5MPa(G);
(7) 最大葉輪直徑 ≤333mm。
符合ISO5199(包括等同或參照該標(biāo)準(zhǔn)的國家標(biāo)準(zhǔn))的化工離心泵稱為ISO泵;符合ANSI B73.1M/B73.2M標(biāo)準(zhǔn)的化工離心泵稱為ANSI泵。其中:
(1) ISO5199(包括等同或參照該標(biāo)準(zhǔn)的國家標(biāo)準(zhǔn))適用于臥式懸臂式離心泵,即表1中的OH1和OH2;
(2) ASME B73.1M標(biāo)準(zhǔn)僅適用于底腳安裝的臥式懸臂式離心泵,即表1中的OH1;
(3) ASME B73.2M標(biāo)準(zhǔn)適用于立式管道離心泵,即表1中的OH3、OH4、OH5。
ISO泵或ANSI泵在材料、設(shè)計(jì)、制造和試驗(yàn)等方面的要求比API泵要低一些,因此可靠性相對要差一些,當(dāng)然價(jià)格也便宜許多。這類泵滿足一般化工用途的要求,常用于對易燃、危險(xiǎn)等要求不太高的場合。美國DURCO公司的MARKⅢ系列,GOULDS公司的3196系列,瑞士蘇爾壽公司和大連
耐酸泵廠的CZ系列,日本荏原公司的IFW、IFS系列以及我國的IH系列(含改進(jìn)系列)等均屬此類泵。
2.2 API610
API610對石油工業(yè)、重化學(xué)工業(yè)和天然氣工業(yè)用離心泵(包括用作為水力回收水輪機(jī)而作逆運(yùn)轉(zhuǎn)的泵)提出了最低限度的要求。符合API610標(biāo)準(zhǔn)的離心泵常稱為API泵。
API泵連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)周期至少為3年,可靠性很高。API泵的適用范圍很廣,其涉及的泵型有三大類泵,即懸臂式(Overhung)、兩端支撐式(Between Bearings)和立式懸吊式(Vertical Suspended)。如表1。其中OH1、OH4、OH5只有當(dāng)買方指定和制造廠業(yè)已證明對此種泵富有經(jīng)驗(yàn)時(shí)才可以提供。
表1 離心泵類型
型式 具體類型
懸臂式 撓性聯(lián)軸器傳動(dòng) 臥式:底腳安裝式OH1,中心線安裝OH2立式:
管道泵(獨(dú)立軸承架)OH3
剛性聯(lián)軸器傳動(dòng) 立式:
管道泵OH4
共軸式傳動(dòng) 立式:
管道泵OH5,與高速齒輪箱成一體的泵OH6
兩端支撐式 單級和兩級 軸向中開式BB1,徑向剖分式BB2
多級 軸向中開式BB3,徑向剖分式單殼體BB4,雙殼體BB5
立式懸吊式 單層殼體 殼體上設(shè)排出中:導(dǎo)流殼式VSI,渦殼式VS2,軸流式VS3獨(dú)立排出管(
液下泵式):有導(dǎo)軸承VS4,無導(dǎo)軸承VS5
雙層殼體 導(dǎo)流殼式VS6,渦殼式VS7
美國INGERSOLL-RAND-PUMPS公司的SVCN7(單級臥式泵),GOULDS公司的3700(單級臥式泵)、3900(管道泵),瑞士蘇爾壽公司和大連耐酸泵廠的ZA、ZE、ZF、ZU(單級臥式泵)、ETL(管道泵),日本荏原公司的UCW(單級臥式泵),沈陽
水泵廠的SJA(單級臥式泵)等系列均屬API懸臂式泵(OH2或OH3)。
以蘇爾壽公司的ZA、ZE、ZF、ZU系列為例,其適用參數(shù)范圍大致如下:
(1) 額定排出壓力 ≤15MPa(G);
(2) 介質(zhì)溫度 -112~400℃;
(3) 額定揚(yáng)程 ≤300m;
(4) 最大葉輪直徑 ≤630mm。
對于不易燃、無危險(xiǎn)的介質(zhì), API610規(guī)定:當(dāng)泵的進(jìn)口壓力出口壓力<1.9MPa(表壓),泵送溫度<150℃,轉(zhuǎn)速<3600r/min,額定揚(yáng)程<120m,葉輪直徑(懸臂泵)<330mm時(shí),允許不要求符合API610的整個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。但在使用壽命、材料、軸剛度、機(jī)械密封、軸承、輔助管路等方面應(yīng)符合API610的有關(guān)要求,要求買方在詢價(jià)單中應(yīng)具體說明哪些要求可以放寬。
2.3 如何選用離心泵標(biāo)準(zhǔn)
石油、化工領(lǐng)域,如何根據(jù)裝置和泵的工況來選用離心泵的標(biāo)準(zhǔn),意義很大。
當(dāng)離心泵的參數(shù)屬于中、輕負(fù)荷,即吸入壓力≤0.5MPa(G),排出壓力≤1.96MPa (G),介質(zhì)溫度<260℃,額定揚(yáng)程≤120m,驅(qū)動(dòng)機(jī)功率≤110Kw時(shí),在以下情況下,選用API610泵較好。
(1) 離心泵輸送的介質(zhì)為特別易燃或危險(xiǎn)時(shí);
(2) 不設(shè)備泵,且對可靠性要求較高時(shí);
(3) 要求泵的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)周期較長時(shí)。 除此,選用ISO5199泵或ANSI泵能減少設(shè)備的采購費(fèi)用。
當(dāng)離心泵超出中、輕負(fù)荷范圍時(shí),選用API610標(biāo)準(zhǔn)的離心泵,其性能和可靠性更能得到保證。
3 標(biāo)準(zhǔn)欄目比較
為便于API610(僅指懸臂式泵)、 GB/T5656(參照ISO5199)、ANSI B73.1M/B73.2M標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較,將其相關(guān)欄目的內(nèi)容以表格的形式列出,詳見表2。
表2 API610、ASME73.1M/73.2M、GB/T5656(參照ISO5199)離心泵標(biāo)準(zhǔn)比較