离心泵具有性能范围广泛、流量均匀、结构简单、运转可靠和维修方便等诸多优点,因此离心泵在工业生产中应用*为广泛。据统计,在石油、化工装置中,离心泵的使用量占泵总量的70~80%。除了在高压小流量时用往复泵,需要计量时用计量泵,液体含气时用旋涡泵或容积式泵(往复泵或转子泵)以及输送粘性介质用转子泵外,其余场合大多选用离心泵。因此了解和掌握离心泵的常用标准,并根据不同装置、不同工况来选用标准,使离心泵满足长周期、**运转和节能要求,就显得非常必要。 石油化工离心泵常用标准的分析与比较:
1标准说明
在石油、化工领域,使用*多的离心泵国际标准是API610、ISO5199和ANSIB73.1M/B73.2M等,国内标准是GB3215和GB5656/T。以下分别介绍这些标准。
1.1API,是美国石油协会(AmericanPetroleumInstitute)的简称。出版API610标准的目的是为了提供一份采购规范,以便于离心泵的制造和采购。
API610(第七版)是针对石油炼厂用离心泵提出的,其标准名为《一般炼厂用离心泵》(CentrifugalPumpsforGeneral RefineryServices)。但实际上,使用API610标准的不仅是石油炼厂,石油、化工、天然气等领域均时常采用API610标准。为适用这一需要,1995年颁布的API610(第八版)改名为《石油、重化学和天然气工业用离心泵》(CentrifugalPumpsfor Petroleum,Heavy Chemical,andGas IndustryServices),并在内容上较上一版有较大的变动。
API610对节能问题备受关注。API610要求制造厂和使用厂在设备的制造、选用和运行等所用环节中积极寻求**的节能方法。如果这种节能方法能提高效率并降低使用期的总费用而不致牺牲**或可靠性,则应鼓励采用。另外选择设备时的评定标准应以设备在使用寿命期内的总费用为准,而不是以设备的采购费用为准。
目前在石油和化工领域,API610是使用*为频繁的离心泵用国际标准。国际标准化组织也采纳了API610标准,付之于标准号ISO/CD13709。
1.2 ISO5199
ISO是国际标准化组织的简称。ISO5199 Technical Specificationfor Centrifugal Pumps ,ClassⅡ(离心泵技术规范Ⅱ级),主要依据是德国的DIN标准。其外形尺寸、性能符合ISO2858标准;底座符合ISO3661;机械密封或软填料用的空腔尺寸符合ISO3069;性能试验B级符合ISO3555,C级符合ISO2548。
中国的GB5656,德国的DINISO5199,法国的NFISO5199等效采用ISO5199;英国的BS6836等同采用ISO5199。中国GB5662,德国的DIN24256,英国的BS5257,法国的NFE44121,等效或等同采ISO2858。
1.3 ASMEB73.1M/B73.2M
ASME是美国机械工程师协会(TheAmericanSocietyofMechanicalEngineers)的简称。0b2l5L0{9U$DASMEB73.1M-1991Specification forHorizontal End Suction Centrifugal PumpsforChemicalProcess(卧式轴向吸入化工离心泵)和ASMEB73.2M-1991 Specification forVerticalIn-lineCentrifugal Pumpsfor ChemicalProcess(立式管道化工离心泵)是美国国家标准,由泵制造厂和化工生产厂共同编制,符合这两个标准的泵,称为ANSI泵。
其余的ASME化工泵标准有:
ASMEB73.3M-1996 Specification forThermoplastical and Thmoset Polymer Material Horizontal End
Suction Centrifugal Pumpsfor ChemicalProcess(卧式轴向吸入热塑性塑料、热固性树脂化工离心泵)。
ASMEB73.5M-1995 Specification for SeallessHorizontal End Suction Centrifugal Pumps for
Chemical Process(卧式轴向吸入无泄漏化工离心泵)。
1.4GB3215
中国国家标准GB3215-89《炼厂、化工及石油化工流程用离心泵通用技术条件》基本参照API610第6版编制而成。
1.5GB5656/T
中国国家标准GB5656/T-94《单级、单吸化工离心泵技术条件》参照ISO5199编制而成。其相关标准如GB5662《轴向吸入离心泵(16Bar)标注、性能和尺寸》参照ISO2858,GB5661《轴向吸入离心泵机械密封和软填料用的空腔尺寸》参照ISO3069,GB5660《轴向吸入离心泵底座和安装尺寸》参照ISO3661。水力性能试验按GB3216《离心泵、混流泵、轴流泵和旋涡泵试验方法》的C级或B级进行(参照ISO2548、ISO3555)。
2标准比较
2.1 ISO泵和ANSI泵
ISO5199(包括等同或参照该标准的国家标准,如我国的GB/T5656)、ANSIB73.1M/B73.2M标准对中、轻负载的石油、化工用离心泵,驱动机及辅助设备在设计、制造、检验、试验及交货状态等方面提出了基本要求。这两类标准的范围和要求基本相同,其适用参数范围大致如下:
(1)额定排出压力≤1.96MPa(G);
(2)介质温度<260℃;
(3)驱动机功率≤110kW;
(4)*大转速<3600r/min;
(5)额定扬程≤120m;
(6)*高吸入压力≤0.5MPa(G);
(7)*大叶轮直径≤333mm。
符合ISO5199(包括等同或参照该标准的国家标准)的化工离心泵称为ISO泵;符合ANSIB73.1M/B73.2M标准的化工离心泵称为NSI泵。其中:
(1)ISO5199(包括等同或参照该标准的国家标准)适用于卧式悬臂式离心泵;
(2)ASMEB73.1M标准仅适用于底脚安装的卧式悬臂式离心泵;
(3)ASMEB73.2M标准适用于立式管道离心泵,即表1中的OH3、OH4、OH5。
ISO泵或ANSI泵在材料、设计、制造和试验等方面的要求比API泵要低一些,因此可靠性相对要差一些,当然价格也便宜许多。这类泵满足一般化工用途的要求,常用于对易燃、危险等要求不太高的场合。美国DURCO公司的MARKⅢ系列,GOULDS公司的3196系列,瑞士苏尔寿公司和大连耐酸泵厂的CZ系列,日本荏原公司的IFW、IFS系列以及我国的IH系列(含改进系列)等均属此类泵。
2.2API610
API610对石油工业、重化学工业和天然气工业用离心泵(包括用作为水力回收水轮机而作逆运转的泵)提出了*低限度的要求。符合API610标准的离心泵常称为API泵。API泵连续运转周期至少为3年,可靠性很高。API泵的适用范围很广,其涉及的泵型有三大类泵,即悬臂式(Overhung)、两端支撑式(BetweenBearings)和立式悬吊式(VerticalSuspended)。如表1。其中OH1、OH4、OH5只有当买方指定和制造厂业已证明对此种泵富有经验时才可以提供。
美国INGERSOLL-RAND-PUMPS公司的SVCN7(单级卧式泵),GOULDS公司的3700(单级卧泵)、3900(管道泵),瑞士苏尔寿公司和大连耐酸泵厂的ZA、ZE、ZF、ZU(单级卧式泵)、ETL(管道泵),日本荏原公司的UCW(单级卧式泵),沈阳水泵厂的SJA(单级卧式泵)等系列均属API悬臂式泵(OH2或OH3)。
以苏尔寿公司的ZA、ZE、ZF、ZU系列为例,其适用参数范围大致如下:
(1)额定排出压力≤15MPa(G);
(2)介质温度-112~400℃;
(3)额定扬程≤300m;
(4)*大叶轮直径≤630mm。
对于不易燃、无危险的介质,API610规定:当泵的进口压力<0.5MPa(表压),出口压力<1.9MPa(表压),泵送温度<150℃,转速<3600r/min,额定扬程<120m,叶轮直径(悬臂泵)<330mm时,允许不要求符合API610的整个标准。但在使用寿命、材料、轴刚度、机械密封、轴承、辅助管路等方面应符合API610的有关要求,要求买方在询价单中应具体说明哪些要求可以放宽。
2.3如何选用离心泵标准
石油、化工领域,如何根据装置和泵的工况来选用离心泵的标准,意义很大。
当离心泵的参数属于中、轻负荷,即吸入压力≤0.5MPa(G),排出压力≤1.96MPa(G),介质温度<260℃,额定扬程≤120m,驱动机功率≤110Kw时,在以下情况下,选用API610泵较好。#R-w&h0v’Uo#Q
(1)离心泵输送的介质为特别易燃或危险时;
(2)不设备泵,且对可靠性要求较高时;
(3)要求泵的连续运转周期较长时。除此,选用ISO5199泵或ANSI泵能减少设备的采购费用。
当离心泵超出中、轻负荷范围时,选用API610标准的离心泵,其性能和可靠性更能得到保证。
3标准栏目比较
为便于API610(仅指悬臂式泵)、GB/T5656(参照ISO5199)、ANSIB73.1M/B73.2M标准进行比较,将其相关栏目的内容以表格的形式列出。