石油、化工离心泵常用标准的分析与比较

石油 化工离心泵常用标准的分析与比较石油 化工离心泵常用标准的分析与比较 陈伟 卢云涛 摘要摘要 本文对石油 化工离心泵常用的 API610 ISO5199 ANSI B73 1M B73 2M 等标准 作了说明和比较 并对实际生产中如何选用以上标准作了建议 关键词关键词 石油 化工 离心泵 标准 选用 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最为广泛 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 安全运转和节能要求 就显得非常必要 1 1 标准说明标准说明 在石油 化工领域 使用最多的离心泵国际标准是 API610 ISO5199 和 ANSI B73 1M B73 2M 等 国内标准是 GB3215 和 GB5656 T 以下分别介绍这些 标准 1 11 1 API610API610 API 是美国石油协会 American Petroleum Institute 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 Centrifugal Pumps for General Refinery Services 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 Centrifugal Pumps for Petroleum Heavy Chemical and Gas Industry Services 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创新的节能方法 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安全或可靠性 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 是使用最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 21 2 ISO5199ISO5199 ISO 是国际标准化组织的简称 ISO5199 Technical Specification for Centrifugal Pumps Class 离心泵技术规范 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 DIN ISO5199 法国的 NF ISO5199 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 NF E44121 等效 或等同采用 ISO2858 1 31 3 ASMEASME B73 1M B73 2MB73 1M B73 2M ASME 是美国机械工程师协会 The American Society of Mechanical Engineers 的简称 ASME B73 1M 1991 Specification for Horizontal End Suction Centrifugal Pumps for Chemical Process 卧式轴向吸入化工离心泵 和 ASME B73 2M 1991 Specification for Vertical In line Centrifugal Pumps for Chemical Process 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 ASME B73 3M 1996 Specification for Thermoplastical and Thmoset Polymer Material Horizontal End Suction Centrifugal Pumps for Chemical Process 卧式轴向吸入热塑性塑料 热固性树脂化工离心泵 ASME B73 5M 1995 Specification for Sealless Horizontal End Suction Centrifugal Pumps for Chemical Process 卧式轴向吸入无泄漏化工 离心泵 1 41 4 GB3215GB3215 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 51 5 GB5656 TGB5656 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 2 标准比较标准比较 2 12 1 ISOISO 泵和泵和 ANSIANSI 泵泵 ISO5199 包括等同或参照该标准的国家标准 如我国的 GB T5656 ANSI B73 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 最大转速 3600r min 5 额定扬程 120m 6 最高吸入压力 0 5MPa G 7 最大叶轮直径 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 ANSI B73 1M B73 2M 标准的化工离心泵称为 ANSI 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 即表 1 中的 OH1 和 OH2 2 ASME B73 1M 标准仅适用于底脚安装的卧式悬臂式离心泵 即表 1 中 的 OH1 3 ASME B73 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 MARK 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 22 2 API610API610 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 提出了最低限度的要求 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 Between Bearings 和 立式悬吊式 Vertical Suspended 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 表 1 离心泵类型 型式具体类型 挠性联轴器传 动 卧式 底脚安装式 OH1 中心线安装 OH2 立式 管道泵 独立轴承架 OH3 悬臂式 刚性联轴器传 动 立式 管道泵 OH4 共轴式传动立式 管道泵 OH5 与高速齿轮箱成一体的泵 OH6 单级和两级轴向中开式 BB1 径向剖分式 BB2两端支撑 式多级轴向中开式 BB3 径向剖分式单壳体 BB4 双壳体 BB5 单层壳体 壳体上设排出中 导流壳式 VSI 涡壳式 VS2 轴流式 VS3 独立排出管 液下泵式 有导轴承 VS4 无导轴承 VS5 立式悬吊 式 双层壳体导流壳式 VS6 涡壳式 VS7 美国 INGERSOLL RAND PUMPS 公司的 SVCN7 单级卧式泵 GOULDS 公司的 3700 单级卧式泵 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 最大叶轮直径 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 32 3 如何选用离心泵标准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 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 3 标准栏目比较标准栏目比较 为便于 API610 仅指悬臂式泵 GB T5656 参照 ISO5199 ANSI B73 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 详见 表 2 表 2 API610 ASME73 1M 73 2M GB T5656 参照 ISO5199 离心泵标准比较 项目API610 ASME73 1 73 2MGB T5656 适用泵的类型表 1 的 OH2 OH3表 1 的 OH1 OH3 OH 4 OH5 表 1 的 OH1 OH2 使用寿命20 年未提未提 连续运转周期3 年未提未提 性能点不规定具体型号的性能 点 但要求性能曲线到 关死点为止呈连续上升 如果并联操作 扬程上 升量至少为额定扬程的 10 对每一个型号 给出了最佳效率 点的近似流量和 扬程值 对每一个型号的泵给 出了额定点的流量和 扬程值 尺寸对每一型泵的外形尺寸 底座尺寸提出了具体规 定 对每一型泵的外 形尺寸 底座尺 寸提出了具体规 定 对每一型泵的外形尺 寸 底座尺寸提出了 具体规定 后开门结构应采用加长的联轴器 加长部分至少为 125mm 以使得方便地 拆下联轴器 轴承 密 封和转子 而不拆卸电 机或者进出口管路 设计应允许从后 部方便的拆下转 子 而不必拆卸 电机或者进出口 管路 应当装设加长联轴器 以使能够不必移动电 机就可以拆下轴承 转子 壳体腐蚀余度3mm3mm3mm 法兰连接等级至少为 ANSI300LB至少为 ANSI150LB 至少为 16bar 壳 体 泵支撑中心线脚脚或中心线 铸件修补可焊类钢铸件可以采用 焊接的方式修补 铸铁件可以在适用的 ISO 规范范围内用塞堵堵塞 锤击 烧熔和浸渍的方 式进行修补 可以进行焊接修 补 但禁止采用 塞堵堵塞 锤击 和浸渍的方式进 行修补 对承压铸件的渗漏处 或缺陷 可以焊接的 方法进行修补 但禁 止塞堵堵塞 锤击 涂漆和浸渍的方式进 行修补 适用材料铸铁 碳钢 合金钢铸铁 球墨铸铁 碳钢 合金钢等 铸铁 球墨铸铁 碳 钢 合金钢等 材 料 输送易燃或危输送易燃或者危险液体铸铁不能适用于用于危险液体的材料 险液体的材料的泵壳材料应为碳钢或 合金钢 输送危险液体应在买方和制造厂之 间达成协议 非塑性 材料不应用于输送易 燃液体 质量规范材料 铸造 焊接质量 应符合 ASME 篇 的要 求 未提未提 低温当最低温度 30 时应 做 V 形坡口冲击试验 未提未提 外 部 载 荷 当泵和承受 API610 表 2 1A 所允许的 2 倍的力和 力矩时 不致出现损害 泵或者密封的变形 泵及其底座应有足够的 刚度 以保证受力后 泵和驱动机轴的对中 符合 AIP610 表 3 3 未提 Fv 准则API610 表 2 1A 管口负荷驱动力矩驱动力矩 刚度测试需要不需要不需要 集液盘需要未提需要 安装垫需要 两个平面之间的 平面高度差为 0 15mm m 未提未提 尺 寸提供标准尺寸 但没有 和泵的具体型号联系 提供泵的尺寸 和泵的每一个型 号相对应 提供标准尺寸 和泵 的每一型号相对应 水平调节螺钉需要不需要不需要 底 座 起吊用的吊耳需要不需要不需要 轴承箱材料钢未提未提 润滑型式油油油 轴 承 箱轴封不可以用唇型密封 需 用不发火花的迷宫密封 可用唇型密封可用唇型密封 径向ISO5733 第 3 类 成对的 单列轴承 40 度角 未提未提耐磨 轴承 类别推力接触型 7000 系列 未提未提 轴 承 箱 轴承和轴 轴 承座的配合 ISO 286未提未提 轴 承 寿 命 卧式 泵 L10额定工况下 25000 小时 且最低负荷 下 16000 小 时 叶轮直径 6 8 英 寸 额定工况下 17500h 叶轮直 径 10 13 15 英 寸 最大负荷 最大负荷 17500h 17500h L10 借用电 机轴承 部允许采用此方式额定工况下 26000h 或最大 负荷 17500h 立式 泵 L10 泵 自带轴 承座 额定工况下 25000h 且 最大负荷下 16000h 最大负荷下 16000h 叶轮运转间隙叶轮直径自 50 650 时 其运转间隙范围是 025 0 95mm 对咬合趋势大的材料或 介质温度大于 260 时 间隙应在以上基础上加 0 125mm 未提不同材料的叶轮有不 同的运转间隙要求 叶轮直径 75 280mm 时 铸铁 青铜叶轮 0 35 0 6mm 不锈钢 叶轮 0 4 0 75mm 耐磨环应当在泵体和叶轮上都 设可更换的耐磨环 未提在适当的地方均应安 装可更换的耐磨环 耐 磨 环 和 运 转 间 隙 防止咬死摩擦副硬度差至少为 50HB 未提未提 是否要求符合 API682 标准 要求未提未提 是否要求集装 式机械密封 是未提未提 密封外径与密 封室内最小间 隙 要求未提未提 密封腔 压盖 螺栓等均有尺 寸 要求未提未提 最小接管尺寸0 5 英寸0 25 英寸未提 喉部截流衬套必须装设未提如果需要 可以装置 轴 封 大气侧要求装 设不发火花的 截流衬套 要求不要求不要求 叶轮形式闭式开 半开或闭式开 半开或闭式 叶轮固定形式键螺纹或键未明确 要求可靠 表面粗糙度整根轴均应精磨 Ra1 0 m 0 05mm轴径 50mm 0 05mm 50 80mm 0 08mm 轴 径 80 0 10mm 转 子 轴的挠度0 05mm 轴封处 0 13mm 叶轮中0 05mm 轴封处 心线 最小干运转临 界速度 120 de 操作速度 120 de 操作速度120 de 操作速度 要求使用挠性 联轴器 是是是 加长段需要需要需要 制造要求ANSI AGMA9000 9 级未提未提 基本材料钢未提未提 联 轴 器 是否需要拆卸 螺栓 需要未提未提 与轴配合过渡配合 用 N8 公差未提未提 所有泵均需测 试 是否否 H 150m 2 5 H 150m 5 150 H 300 m 2 3 H 150m 3 额定扬程 H 300m 2 2 H 150m 10 150 H 300 m 8 关死点扬 程 H 300m 5 未提 未提 最低效率不规定合同规定B 级 3 C 级 5 水 利 性 能 允 差 额定功率 4 未提未提 振动极限需要测量 全流量下 需要测量 额定 流量下 需要测量 额定流量 下 振动频谱 分析 需要不需要不需要 未滤波 3mm s RMS未滤波 4 5mm s RMS 未滤波 4 5mm s RMS 振 动 振动值 经滤波 3mm s RMS 叶轮需要不需要不需要 联轴器需要不需要不需要 试 验 动 平 衡质量要求按照 ISO 1990 G1 0 级未提未提 材料经受流程介质的辅助管 线和零部件 其耐腐蚀 耐磨蚀等级应至少与泵 体相同 未提管路材料应能耐输送 介质和环境条件引起 的腐蚀 制造负荷 ANSIB31 3未提未提 接头方式易燃和危险介质应用焊 接 未提未提 辅 助 管 路 最小管子尺寸0 5 英寸 最好 0 75 英寸排放管 0 5 英寸 未提 其余 0 25 英寸 最小压力等级 ANSI300LB 级未提未提 仪表队尺寸 结构 材料等 做出了规定 未提未提 法兰符合 ANSI 标准符合 ANSI 标准ISO2084 ISO2229 石油化工离心泵标准的选用 二 石油化工离心泵标准的选用 二 机电商情网 添加时间 2006 3 20 15 34 43 添加到我的收藏 三 标准选用 1 中 轻载荷离心泵 中 轻载荷离心泵是指能全部满足以下条件的离心泵 参数范围应同时满足 额定排出压力 小于等于 1 9MPa 泵送温度 介质温度 225 摄氏度 额定转速 3000r min 额定扬程 120m 最高吸入压力 0 5MPa 悬臂泵的最大叶轮直径 333mm 重载荷离心泵一般采用 SH T3139 和 API610 标准 重载荷离心泵可靠性很高 一般要求连续运转周 期至少为 3 年 不包括易损件 其涉及的泵型涵盖了三大类泵 即悬臂式 Overhung 两端支撑式 Between Bearings 和立式悬吊式 Vertical Suspended 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 FLOWSERVE 公司的 SVCN7 单级卧式泵 ITT GOULDS 公司的 3700 单级卧式泵 3900 管道泵 瑞士苏尔寿公司和大连苏尔寿泵及压缩机有限公司的 ZA ZE ZF ZU 单级卧式泵 ETL 管道泵 日本荏原公司和嘉利特荏原泵业有限公司的 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 当然其版次不一定全是第 8 版的 3 如何选用离心泵标准 不同标准的离心泵 其价格和可靠性有较大的差别 除业主或专利商特别指定需采用重载荷离心泵的 场合外 其余场合应根据装置特点和工况条件来选用离心泵的标准 做到既经济实用 又能满足装置和 工况的要求 表 2 给出了石化行业离心泵标准的选用判据 供参考 表 2 石化行业离心泵标准的选用判据 条件 1 超出以下参数范围的场合 吸入压力 0 5MPa G 排出压力 1 9MPa G 介质温度 225 额定扬程 120m 悬臂泵的最大叶 轮直径 333mm 条件 2 泵送爆炸危险性介质的场合 条件 3 泵送毒性极度或高度危害介质的场合 条件