化工干貨 | 離心泵在石油化工中的標(biāo)準(zhǔn)說明與比較
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(chǎng)合大多選用離心泵。
離心泵具有性能范圍廣泛、流量均勻、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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。
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(zhǎng)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(guó)際標(biāo)準(zhǔn)是API610、ISO5199和ANSIB73.1M/B73.2M等，國(guó)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 API
是美國(guó)石油協(xié)會(huì)(AmericanPetroleumInstitute)的簡(jiǎn)稱。出版API610標(biāo)準(zhǔn)的目的是為了提供一份采購(gòu)規(guī)范，以便于離心泵的制造和采購(gòu)。
API610(第七版)是針對(duì)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 PumpsforGeneral 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 Pumpsfor Petroleum,Heavy Chemical,andGas Industry Services)，并在內(nèi)容上較上一版有較大的變動(dòng)。
API610對(duì)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(píng)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(gòu)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(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)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(hào)ISO/CD13709。
1.2 ISO5199
ISO是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織的簡(jiǎn)稱。ISO5199 Technical Specification for Centrifugal Pumps , ClassⅡ(離心泵技術(shù)規(guī)范Ⅱ級(jí)),主要依據(jù)是德國(guó)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(jí)符合ISO3555，C級(jí)符合ISO2548。
中國(guó)的GB5656，德國(guó)的DINISO5199，法國(guó)的NFISO5199等效采用ISO5199;英國(guó)的BS6836等同采用ISO5199。中國(guó)GB5662，德國(guó)的DIN24256，英國(guó)的BS5257，法國(guó)的NFE44121，等效或等同采ISO2858。
1.3 ASMEB73.1M/B73.2M
ASME是美國(guó)機(jī)械工程師協(xié)會(huì)(TheAmericanSocietyofMechanicalEngineers) 的簡(jiǎn)稱。0b2l5L0{9U$DASMEB73.1M-1991 Specification forHorizontal End Suction Centrifugal Pumpsfor ChemicalProcess(臥式軸向吸入化工離心泵)和ASMEB73.2M-1991 Specification for VerticalIn-lineCentrifugal Pumpsfor Chemical Process(立式管道化工離心泵)是美國(guó)國(guó)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：
ASMEB73.3M-1996 Specification for Thermoplastical and Thmoset Polymer Material Horizontal End Suction Centrifugal Pumpsfor Chemical Process(臥式軸向吸入熱塑性塑料、熱固性樹脂化工離心泵)。
ASMEB73.5M-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(guó)國(guó)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(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB5656/T-94《單級(jí)、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(jí)或B級(jí)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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，如我國(guó)的GB/T5656)、ANSIB73.1M/B73.2M標(biāo)準(zhǔn)對(duì)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<260℃;
(3)驅(qū)動(dòng)機(jī)功率≤110kW;
(4)最大轉(zhuǎn)速<3600r/min;
(5)額定揚(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(guó)家標(biāo)準(zhǔn))的化工離心泵稱為ISO泵;符合ANSIB73.1M/B73.2M標(biāo)準(zhǔn)的化工離心泵稱為NSI泵。其中：
(1)ISO5199(包括等同或參照該標(biāo)準(zhǔn)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn))適用于臥式懸臂式離心泵;
(2)ASMEB73.1M標(biāo)準(zhǔn)僅適用于底腳安裝的臥式懸臂式離心泵;
(3)ASMEB73.2M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(duì)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(duì)易燃、危險(xiǎn)等要求不太高的場(chǎng)合。美國(guó)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(guó)的IH系列(含改進(jìn)系列)等均屬此類泵。
2.2 API610
API 610對(duì)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(BetweenBearings)和立式懸吊式(VerticalSuspended)。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(duì)此種泵富有經(jīng)驗(yàn)時(shí)才可以提供。
美國(guó)INGERSOLL-RAND-PUMPS公司的SVCN7(單級(jí)臥式泵)，GOULDS公司的3700(單級(jí)臥泵)、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(jí)臥式泵)、ETL(管道泵)，日本荏原公司的UCW(單級(jí)臥式泵)，沈陽水泵廠的SJA(單級(jí)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(duì)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<0.5MPa(表壓)，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。#R-w&h0v’Uo#Q
(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(duì)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(zhǎng)時(shí)。除此，選用ISO5199泵或ANSI泵能減少設(shè)備的采購(gòu)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)、ANSIB73.1M/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。
文章作者：
陳偉 全國(guó)化工設(shè)備設(shè)計(jì)技術(shù)中心站
盧云濤 上海凱士比泵有限公司
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