石油化工离心泵的选型

1、二、特点和用途泵的流量、排出压力、NPSH以及泵的耐温、耐压能力等都必须满足石 油化工工艺的要求。泵必须具有良好的密封性，其轴封的泄漏量应在允许的范围之内，必 要时应采用无泄漏结构。泵的结构必须适应被送液体的特性，以正常、顺利地输送各种液体物 料，并应从结构上消除或减少温度应力、腐蚀疲劳、应力腐蚀等引起泵 失效。泵的材料应符合被送液体物料的化学性质和操作工况。泵必须便于安装、拆检和维修。泵的易损件（如轴承等）的寿命应满足石油化工生产长期、连续运行 的要求。泵应具有较高的效率。泵的设计、选材、制造和检验遵照有关的标准和规范。iobarTn1x10I 11 上J15 ion rw inflm国】某

2、的适用框!H图1表-3常用规标、规范系英型标非.桃范标摧.舰范七API 510石仙.重化学和飞惊工业用曹心量5eAPI 675订瞅麒ANSI B73- LM 化工用卧式南啜式罔心强枝*GB 7743计世泵M坦芯法API注此翻ANSI J173. 3M 化工用音迪呆tt术地葩GB 923 说动彳EM禁技术条件GB 7784机勃注以麻试方既ISO 2058端眼离心虱1册 ti记,姓能，J1 寸JE1 13 殷熨代亦垃剧枝术条件IS们卵 离心楚技犬系伴（1级？GR霍拓黑汽我可蒙就貌万往GB 3215墙广、世及石袖化【.貌髀川离亡泉 通用技术条件转AP 67G戏予楚GB 10385 电嫌杆泵技准条件油

3、场白离心堪、犯扯亲、轴流以如怔涡及试 验方技GB IOS87蜩杼杲聘术条件二GE55睫 罔心系检才条件（1G B神（11 醐杆知或用i法 _注耘中部分标推世号的含宅,API此国石油由会怵罹：ANSI-国回-家标准协会标花：150 囿争怵淮化蛆削,三、离心泵常用的规范、标准API610:石油、重化工和气体工业用ANSI B73.1M:化工用卧式端吸式离心泵技术规范ISO 2858端吸式离心泵（16bar）标记、性能、尺寸ISO 5199离心泵技术条件（H级）GB 3215炼厂、化工及石油化工流程用离心泵通用技术条件。GB 3216离心泵、混流泵、轴流泵和旋涡泵试验方法。GB 5656离心泵技术条

4、件（H级）四、选型条件工艺参数确定是泵选型的最重要依据，应根据工艺流程和操作变化范围 慎重确定。（1）流量Q流量是指工艺装置生产中，要求泵输送的介质量，工艺人员一 般应给出正常、最大和最小流量。泵数据表上往往只给出正常和额定流量。选泵时，要求额定流量不小于 装置的最大流量，或取正常流量的1.11.15倍。（2）扬程H指工艺装置所需的扬程值，也称计算扬程。一般要求泵的额定 扬程为装置所需扬程的1.051.1倍。（3）进口压力七和出口压力七 进、出口压力指泵进出接管法兰处的压力， 进出口压力的大小影响到壳体的耐压和轴封的要求。温度T指泵的进口介质温度，一般应给出工艺过程中泵进口介质的 正常、最低和

5、最高温度。装置汽蚀余量NPSHa也称有效汽蚀余量，计算方法下面要作详细介 绍。操作状态 操作状态分连续操作和间歇操作两种。五，泵的几种主要参数的基本概念：1、泵的相似律动力学型泵服从以下相似律输送能力与叶轮和转速成正比。扬程与叶轮直径和转速的平方成正比。功率与叶轮直径和转速的立方成正比。2、功率工程师最最便捷计算泵功率的公式为HP=GPM(AP)/1715(Eff)式中 HP二泵的功率，hp(二745.7pw)GPM二流量，gal/minAP二杨程(出口压力减去入口压力)，psi.Eff二泵效率，(1KW=1.36HP. 1m3/min=264GPM/min, 1Mpa=145psi)3、效率

6、由M.W.Kellogg公司提供的泵效率曲线推导出公式，这些曲线能很好地 符合供货商的数据。推出的公式看上去很冗长，但用起来很方便。Eff=80-0.2855F+3.78 X 10-4FG-2.38 X 10-7FG2+5.39 X 1O-4F2- 6.39 X10-7F2G+4X10-10F2G2式中Eff二泵效率百分数；F二扬程，ft;G=流量，gal/min适用范围：F=(50300)ftG=(1001000)gal/min公式求出的值对泵曲线的相对误差在7%以内，它是指曲线值的7%范 围，而不是绝对的7%,即如果曲线值为50%，则公式求得值的范围在50% 3.5%。对于流量在2599g

7、al/min范围时，用100gal/min代入公式求值，然后 减去0.35%/(gal/min),乘以100gal/min和小流量gal/min 二者之间的差值，由 此可得到粗略的效率值。如流量在此范围下段(2530gal/min)时，对于扬 程范围中间值的结果误差约为15%以内，两端值时不超过25%。这些己足够 小流量下的近似估算。4、最小流量大多数泵都需要最小流量保护来防止停转。因为停转时实际上所有的泵 功率转化为热能，使液体汽化而损坏泵。工程师进行设计计算时必须先考虑最小流量。在初步设计工作阶段是， 假定阻塞停转条件下所有功率均转化为热量，求出近似的所需最小流量。然 后，提供足够的最小流

8、量把此热量带走，维持此最小流量物流的温升于15 F左右。详细设计时，工艺工程师与机械工程师和供货商代表保持密切联系，确 定确切的要求，包括最小流量管道上的限流孔板的类型和尺寸。5、常用吸入系统(泵的装置汽蚀)净正吸入压头(Net Positive Suction Head)即NPSH，是离心泵设计、选择 及操作运行中最重要的参数，这是泵系统中重要的一环，并应作为很特殊的 配管设计对待。直管段、阀门和管件的摩擦损失容器至吸入口管线的压力损失入口管线上设备的压力损失(如换热器)通常，工艺工程师在项目设计阶段前期就必须有关于NPSHa要求的概 念NPSHa值用于设定容器高度，并对其它的设计方面产生影

9、响。泵的选择 是一项经济平衡问题，包括所需NPSH的要求与泵的转速在内。泵的转速越 低，NPSH要求通常也低，容许容器高度放得越低，但达到同样的扬程时， 高速泵通常更便宜。吸入口系统的第二个主要任务为维持所有点的压力高于蒸气压。通常在 容器出口管口区域可能产生低压点，对此点给出如下一些好的经验法则。（4）排料口上方的最小液柱压头心、必须大于管口出口阻力，基此可取安 全系数为4、速度头“1”因子为0.5。（5）对于饱和（泡点）液体，从排料管口垂直下来的管子应尽可能靠近该 排料管口，这样可使得在进泵之前任何水平管段或管网以上的静压头为最大 值。容器排料口应安装破涡器。（6）装置的汽蚀余量NPSHa

10、由泵装置系统（液体在额定流量和正常泵送温度下为准）确定的汽蚀余 量，称装置汽蚀余量，也称为有效汽蚀余量或可用汽蚀余量（以液柱计）、 其大小由吸液管路系统的参数和管路中流量所决定，而与泵的结构无关。（7）必需的汽蚀余量NPSHr由泵厂根据试验（通常用20C的清水在额定流量下测定）确定的汽蚀余 量，称泵的必需汽蚀余量。必需汽蚀余量在吸入法兰处测定并换算到基准面。在比较NPSHa和 NPSHr值时应注意基准面是否一致，如不一致应换算至同一基准面（8）泵的安装高度S泵的安装高度，也称泵的吸液高度，是指泵的基准面至吸入液之间的高 度差。（9）吸入真空度Hs离心泵功率裕量系数K泵的轴功率Na, KWK电动

11、机汽轮机W151.251.115WNaW551.151.1N551.11.1七、离心泵的特性曲线泵的特性曲线反映泵在恒定转速下的各项性能参数。国内泵厂提供 的典型的特性曲线如图8,般包括H-Q线、N-Q线 Q线和NPSHQ 线。国外很多泵厂及国内引进技术生产的一些泵，往往提供全特性曲线， 该曲线包括不同叶轮直径下的H-Q线、等效率线、等轴功率线及NPSH-Q 线。如图9H-QQ图8八、离心泵的选择离心泵选型是设计中的重要工作，它包括：离心泵形式的选择、离心泵 型号的选择、离心泵结构材料及密封形式的选择。（1）离心泵形式的选择离心泵形式的选择包括离心泵的剖分形式（径向或轴向）、级数，一般泵 与筒

12、形泵（双层壳体泵）；以及支撑方式（中心线支撑与底脚支撑）等。下列基本原则供形式选择中参照使用：离心径向剖分泵可是单级（单吸或双吸）；双级（两端支撑或悬壁）或多级。多级径向剖分泵可是节段式或双层壳体式，在选择节段式多级泵用于高 温（大于2501）或低相对密度介质时，应充分注意制造厂的经验及使用业绩。在选择径向剖分的单级双吸悬臂泵或双级悬臂泵时，应充分考虑制造厂 的经验及具体应用条件，慎重决定。除上述要求选择径向剖分泵以外场合可选择轴向剖分泵。离心泵的级数选择。离心泵的单级扬程一般在20200m之间，对于更高的 扬程一般选择双级或多级泵。对高能量头（单级扬程大于198m）和单级耗功大于224kW的

13、泵应特别注 意，要避免叶片通道产生共振频率以及在小流量时的低频振动。对单级高速泵（Sundyne）,用于流量小于90m3/h,扬程小于1800m,转速可 高达27000r/min。在选择时应充分考虑泵的吸入性能（NPSH）的要求。r双层壳体泵的选择。双层壳体泵常用于高温、高压场合，如加氢裂化、加 氢精制、延迟焦化等装置中；外层为径向剖分的筒形结构，内壳可采用径向 剖分或轴向剖分，转子装在内壳中可整体装入或抽出，双层壳体泵不仅承压 能力强，而且最大限度的减少了泵送介质的漏泄可能，能保证安全操作。多 级节段式单壳体泵有时也可用于高温场合，选择时慎重。支撑方式的选择。支撑方式通常有中心线支撑及底脚支

14、撑或端部支撑。泵壳体中心线支撑方式应用于介质温度大于150C的情况，它可以保证 在工作温度下，泵和驱动机的对中情况无显著变化。单级或两级悬臂式离心 泵通常只设对称的两点支撑，多级离心泵通常设两点支撑。（2）离心泵型号的选择离心泵型号选择中应考虑：泵送流量及扬程的正确选定。对进料泵及循环泵等一般取额定流量为正常 流量的110%，对回流泵等可取额定流量为正常流量的120%135%。对流量 预计波动范围较大的泵可取更大的裕量。泵的扬程（总扬程）按计算确定，不加裕量。按额定流量及扬程作为选泵 的参数。扬程不加裕量的原因见图8-1。H/m aHQnorQratedQ/(ma/h)图8-1按QratbD及

15、Hrated选择的泵，工作点为A，实际操作点在B点，扬程 巳有裕量。若加上裕量如工作点在C点，则实际操作点在D点，增加了扬 程，造成了多余的损失。实际工作中在确定流量参数时考虑了过大的余量，同时在确定扬程时又 不适当地加上了余量，使所选的泵在工作时流量远小于泵的设计流量而扬程 又远高于需要值，使泵在低效率区工作同时又有大量的能量消耗在阀门的节 流损失上，造成了常见的“大马拉小车”不合理现象。为此严格按照工艺流 程的要求合理确定选泵的流量和扬程十分重要。泵工作点的选择。按API610要求，泵的额定工作点应在泵的最隹效 率的右侧，正常工作点在其左侧API610还要求，选泵时选择的叶轮直径不 应是该

16、泵允许的最大叶轮直径，至少应有5%的裕量。国外某些工程公司如日本 JGC、EBARA、美国FLOWSERVE、英国 FOSTER-WHEEL公司和API都规定选泵时，泵的额定工作点应在泵性能曲 线上最高效率点(BEP)的左侧。泵的比转数的选择。由确定的额定流量、扬程及泵的转速可计算出在 额定点工作时所需的泵的比转数。泵的比转数是由首级叶轮BEP点的流量、扬程和转速所定义的值。两 者相等则两点重合，两者差别越大则两点距离越远。表8-1泵名流量/(m3/h)正常/额定扬程m需用比转选配的比转泵额定点效率%数NS反应进料114。.85/126.32284168.416763泵101。.1/111.2

17、3186133.916761循环油泵56.2/67.580117.117157回流泵887/940129153.512974分馏塔底522/630.3154110.149273泵133.1/166118.5137.815268塔底泵柴油泵进料泵6.93/8.037.469.810328如选择的泵比转数大于需要值，则大泵小用，操作效率低，若小于需要 值，则降低泵的效率。由表8-1可以看出，在炼油厂工艺装置离心泵选择时， 需用比转数和选配的比转数如不一致，造成在泵的额定流量和扬程所决定的 工作点不是泵的最隹效率点，两者相差越大对效率的影响也越大。造成这一 现象的原因可能是：A在规定的制造厂的泵系列

18、图中选不到所要求的泵，只能选用参数相近 的泵。由于泵容量较小，从价格及维护管理的角度选择了较大的泵。由于制造厂不能提供按工艺要求选泵所确定的叶轮，不得不采用泵 厂提供的较大直径的叶轮。泵叶轮直径的选择。泵的叶轮直径应按型谱图上确定的该型号的叶轮 直径选择，无须圆整。若选取较大叶轮直径等于选择了一台大泵，造成操作 效率低。在选泵时按额定流量和扬程在泵型谱图上初步确定泵型号，再在该 型号泵的全性能曲线(从最小叶轮直径到最大叶轮直径)图上找出对应的叶轮 直径，并要求制造厂按该直径供货。吸入比转数的复核。根据选定泵的性能曲线，按公式8-1计算该泵的吸 入比转数，按经验对大多数装置的工艺用泵，应将吸入比

19、转数Nss控制在777.4 以下，在对订购泵评标时也必须注意Nss值的比较。N ss=3.65 x f。(8-1)R式中：N-泵的吸入比转数； n-泵的转速，r/min;Q-泵在最隹效率点的流量，ma/s;NPSHr-泵需要的高于蒸汽压的净吸入压头，m.对于双吸泵，Q值取入口流量的1/2.由于单位制及公式表达形式的差异，比转数及吸入比转数的计算结果存在换 算关系，表8-2列出我国与几个国家的比转数及吸入比转数的计算公式及换 算关系。十、泵的数据表离心泵数据表的填写说明表3 1。表中第118条是泵的操作条件和安装环境及现场条件，由设 计部门工艺和系统专业提出。第7条流量的正常值是物料衡算要求的输

20、送量， 额定值是计入富裕系数（通常为1.11.5）的物料流量。第9条进口压力是泵 轴封选型所必须的，通常轴封压力略高于泵进口压力。汽化压力是物料在操 作温度下的蒸汽压，也是轴封选择和设计所必须的NPSHa是装置的汽蚀余 量，由系统专业提供。第1924条是由机泵专业人员或泵厂按操作条件选择的泵。最小连续流 量是从最小连续稳定流量和最小连续热流量两者中取大者。前者是指泵在不 超过标准规定的噪声和振动的限度下能够正常工作的最小流量，由泵厂提供 的性能曲线上查出（国内泵厂产品尚无此数据）。最小连续热流量是指泵在 此小流量下运转时，液体温度升高使NPSHa降低到等于NPSHr时，泵开始 汽蚀。如果不到泵

21、的最小连续流量值，可近似取为泵最高效率点流量的 30%35%。按公式如下：七一泵的额定点轴功率1源、Q =1& H一泵关死点的扬程mmin （1000ClAr 1+H g）比热容7g9.81m3/st一泵的许用温升（一般清水泵如IS、S、SH、型tVh20C、液态烃泵tvrc、塑 料泵屋101.）第20条的扬程是指泵应达到的杨程。最大杨程是指所选直径叶轮的扬 程的曲线最高点的扬程，通常是流量为零时的扬程，作为仪表专业选择压力 表的依据。对于并取运行的泵，关闭点扬程最好是额定流量点扬程的1.11.2 倍。第21条NPSHr是指所选直径叶轮在额定流量时，介质的必需汽蚀余量。 对于烃类和高温水，在同

22、样的NPSHa条件下比常温清水不易汽蚀，但为安 全，按API610规定，不加NPSHr的减少系数。通常希望在整个流量范围内 的MPSHr至少比NPSHa小0.5m。第22条额定点效率是指额定流量时的效率，最好使所选叶轮的最高效 率点位于额定点和正常流量点之间。第23条额定轴功率是按额定流量、选用扬程、使用点效率和介质密度 等数据计算而得的。最大轴功率是所选直径叶轮在使用中可能出现的最大流 量时的最大轴功率。第2548条泵的结构，应根据泵的使用条件，按泵样本资料填写，空白 栏由泵厂报价时补填。第37条泵体的支承方式，对介质温度超过177C时， 应选用中心线支承。对以下情况之一者，泵体不能采用轴向

23、剖分式：（1）介 质温度大于200C；（2）相对密度小于0.7的易燃易爆液体；（3）额定出口压 力超过6.9Mpa（G）的易燃易爆液体。第40条泵体设计压力是指规定泵介质温 度下泵壳设计的最大允许出口压力。按泵样本上的压力一温度图，根据泵体 材料和工作温度查出最大允许出口压力，此值应大于第10条最大出口压力。 水压试验压力为设计压力的1.5倍。第47条轴承箱带水冷夹套通常用于介质温大于120C的场合。第57条轴封管路按输送介质性质、工艺要求和轴封结构，从GB3215（炼 厂、化工及石油化工流程用离心泵通用技术条件H）中的附录e “轴封管路 装置”，选择合适的形式，填入相应的代号。第64条液下泵

24、的最小必需浸深，是为了防止浸深过小时空气进入泵内， 此值决定于泵的结构，由泵厂规定。第66条吸入口槽底的距离通常为吸入 口直径的0.81倍。 3-1喜心泵敝据衰文冲号第1缸共！!黄工程号ft 母5 号装置若阿m户心*设备含帙副制厂5号 t开台薯台1建st 间2弁脂用性tt性 口廓蚀性 直序9进口盅方H定最大MPa(G)3固悻击曾MeC事1靴度mm出 hfli/j尊定MPaG)4度IF* 高t?n汽此压打MP(G)5Iff度w”1*新定田维MPa帖度lP* !u!所箫盘程m7正富定m/h.4NPHam安着醉境&褒埼条件15霍粮位置1室内口专补口隼口不来nIT !尹境燮度.谀计MrIS太气田力LP

25、11 L8爆好区域；ft性 幢VAft宅Mbitttmh 1登率定点20ftS定大rn23甬率Hi定量大kW1NP$Hf(定 if 时，e34W 建r/miq塔KIZ5叶ft*bfS X村定max37I悼1支康方式 口底瓣 口中心纹 口托架Z6口南式申开式拜式口单餐口取照3S制分帝式口糖向向Z7索磨开nw 无康努怦 有 口无ZS传场存式 n?t =瞄度希 墅建希40没汁压方水压试豪 MPBtG)再底器 洋柱牝勘*，闻厦密口41jtrDVi mmPX(MPi)密村萱方 位30C# 口果亶动凯目地泉建的吧计鼻u进口口水平口垂有31革籍向队犀簪看村+ 谜时伊4M iAi n口水平口垂壳31机唐号独善蚌段mm44姓垂1粳向 口蔬司式 *面式33内装式45止椎 口旅蜀式 口帝动式34* 朴装式ffts46岗清方式口油口用?压力掏滑匚1看格弼13547水母矣套口无 口有36WWftM 有叶整口无1m时，则不必进行汽蚀性能试验。续表离心泵数据表文件号页R第2页共2页丁程母位号员号设着名男轲助管路57代号：按60冷 却 水冷却部位函夹套口输承箱58* W 冲洗液61泛量m】/h伊度进口出口 r59At mh 长力 MPi(G62队力 进水出水MPa(G)立式泵63槽深mm65泵底板至吸入口mm64最小磐害