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石油化工离心泵标准的选用

发布时间：2021-09-23 10:40浏览次数：次

一、概述   离心泵具有性能范围大、流量均匀、结构简单、运转可靠和维修方便等优点，因此在工业生产中的应用最为广泛。除高压小流量时用往复泵，计量时用计量泵，介质含气时用旋涡泵或容积式泵，黏性介质用转子泵外，其余场合一般均选用离心泵。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 ％。0 \( a* Q/ X, w! ^/ c4 A
离心泵按其结构可分为悬臂式、两端支撑式、立式悬吊式等。
注离心泵按其有无轴封来分，可分为有密封泵和无密封泵（也称无泄漏泵），无密封离心泵分为磁力驱动泵和屏蔽泵。本文只对有密封泵的标准作一剖析。7 ]) k3 ~& J- s+ K) L; H/ G7 U8 S7 L( t5 ~
注本表摘自API610第7版+ T3 k$ N- |0 Y; X
二、常用标准说明
1 API610
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。
API 610( 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 标准的不仅是炼油厂，石油、化工、天然气等领域均也常采用 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。; V! s) ^; `, K7 V8 y  g7 N
在石油和化工领域，采用 API610 标准的场合较多。国际标准化组织也采纳了 API610 标准，付之于标准号 I/CD13709 。
目前最新版的 API610 是 2003 年发布的第 9 版，第 9 版的要求和第 8 版相比，许多方面的要求有所降低。由于泵厂采用新版本的标准牵涉到许多模具需重新制作，因此到现在为止，泵厂生产的泵基本上还是第 6 ， 7 或第 8 版的泵。
2 I5199' g0 o7 f, c. ]# l- q3 ~
I 是国际标准化组织的简称。 I5199 ， Technical Specification for Centrifugal Pumps， Class Ⅱ ( 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 I2858 标准；底座符合 I3661 ；机械密封或软填料用的空腔尺寸符合 I3069 ；性能试验 B 级符合 I3555 ， C 级符合 I2548 。( s' L! s7 |  E% X
I5199( 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 。符合 I5199( 包括等同或参照该标准的国家标准 ) 的离心泵称为 I 泵。
中国的 GB5656/T ，德国的 DIN I5199 ，法国的 NF I5199 等效采用 I5199 ；英国的 BS6836 等同采用 I5199 。0 [- r0 y. ?& q* F
中国的 GB5662 ，德国的 DIN24256 ，英国的 BS5257 ，法国的 NF E44121 ，等效或等同采用 I2858 。) T0 i1 m$ O" ~4 q
3 ASME B731M/B732M
ASME 是美国机械工程师协会 (The American Society of Mechanical Engineers) 的简称。
ASME B731M — 1991 Specification for Horizontal End Suction Centrifugal Pumps for Chemical Process ( 卧式轴向吸入化工离心泵 ) 和 ASME B732M — 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，由泵厂和化工生产厂共同编制， ASME B731M 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 。 ASME B732M 标准适用于立式管道离心泵，即表 1 中的 OH3 、 OH4 、 OH5 。3 A7 J6 y+ v1 F# K1 c/ K
其余的 ASME 化工泵标准有
ASME B733M — 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 B735M — 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 ) 。   * J; s! l: ]# }8 p  f9 V9 q- V# F9 X
符合 ASME/ANSI 标准的化工离心泵称为 ANSI 泵。
4 GB3215
中国国家标准 GB3215 — 1989 《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。" L" M! e# i3 {9 c* L
5 GB/T5656. T; j, T, g; A) u& l/ K
中国国家标准 GB/T5656 — 1994 《单级、单吸化工离心泵技术条件》参照 I5199 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 I2858 ， GB5661 《轴向吸入离心泵机械密封和软填料用的空腔尺寸》参照 I3069 ， GB5660 《轴向吸入离心泵底座和安装尺寸》参照 I3661 。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 I2548 、 I3555) 。
6 SH/T3139
中国石化行业标准 SH/T3139 — 2004 《石油化工重载荷离心泵工程技术规定》由中国石化集团上海工程有限公司主编，中国石化工程建设公司、中国石化集团洛阳石化工程公司、中国石化集团宁波工程有限公司参编。 SH/T3139 标准主要引用美国石油协会标准 API610 ，并结合中国石油化工行业的特点，补充或制定了一些新的规定。该标准既反映了当前国内外重载荷离心泵行业的技术水平，又作为石化行业对工业装置用重载荷离心泵的基本要求，适用于我国石油化工行业重载荷离心泵的工程设计和采购。主要内容包括重载荷离心泵的性能设计，结构设计、材料选用以及重要零部件的合理设计及配置等多个方面应遵循的原则；同时也提出了作为机组重要组成部分的辅助设备、辅助管道系统、控制和仪表等方面应遵守的准则；还对机组的检测、试验，包装、运输及资料准备等方面提出了要求。: y1 l3 l" p0 X, V; x5 G' e; M
7 SH/T31403 G7 I: V( c0 f/ R
中国石化行业标准 SH/T3140 — 2004 《石油化工中、轻载荷离心泵工程技术规定》由中国石化集团上海工程有限公司主编，中国石化工程建设公司、中国石化集团洛阳石化工程公司、中国石化集团宁波工程有限公司参编。 SH/T3140 标准主要引用国际标准 I 5199 ，并结合中国石油化工行业的特点，补充或制定了一些新的规定。本标准既反映了当前国内外中、轻载荷离心泵行业的技术水平，又作为石化行业对工业装置用中、轻载荷离心泵的基本要求，适用于我国石油化工行业中、轻载荷离心泵的工程设计和采购。主要内容包括中、轻载荷离心泵性能设计、结构设计、材料选用以及重要零部件的合理设计及配置等多个方面应遵循的原则；同时也提出了作为机组重要组成部分的辅助设备、辅助管道系统、控制和仪表等方面应遵守的准则；还对机组的检测和试验、包装、运输及资料准备等方面提出了要求。
  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: T" N5 ?3 _' Z+ o' X+ c
额定排出压力小于等于19MPa
泵送温度（介质温度） <225摄氏度   6 m3 b3 @' r9 e' y1 X
  额定转速（汽轮机驱动时＋5%）小于等于3000r/min   + d2 v8 X# e' S1 f- y2 ?9 K- D
  额定扬程小于等于120m   9 Y6 I% p" d- ]  |$ f: m; |
  最高吸入压力小于等于05MPa
  悬臂泵的最大叶轮直径小于等于333mm+ z% A) |' }; G9 {
  (1) 输送无爆炸危险性、和 / 或毒性中度、和 / 或毒性轻度的介质。, Y$ ?, q  M5 B) H  O  S0 J: M5 W( W
(2) 采用 I 2858 和 I 5199 — 1986 ，或 GB5662 和 GB/T5656 ，或 ASME B731M/B732M 标准制造的轴向吸入化工离心泵。
   中、轻载荷离心泵一般采用 SH/T3140 标准，其在材料、设计、制造和试验等方面的要求比重载荷离心泵要低一些，因此可靠性相对要差一些，当然价格也便宜许多。) W3 O7 O' K8 N6 V
这类泵能满足一般化工用途的需要，常用于输送无爆炸危险性、毒性中度或轻度介质。美国 FLOWSERVE 公司的 MARK Ⅲ系列， ITT/GOULDS 公司的 3196 系列，瑞士苏尔寿公司和大连苏尔寿泵及压缩机有限公司的 CZ 系列，日本荏原公司和嘉利特荏原泵业有限公司的 IFW 、 IFS 系列，以及我国的 IH 系列 ( 含改进系列 ) 等均属此类泵。 7 V8 A1 F: g- `9 c) t; T4 y* o; ~
2 重载荷离心泵
重载荷离心泵是指符合以下任一条件的离心泵1 H& N' b- R& j: E/ t4 U( u
(1) 除另有规定外，用于爆炸危险性介质和 / 或毒性极度和高度危害介质的场合。* @5 Y+ A) m; N5 K( C" C+ I
(2) 用于无爆炸危险性、和 / 或毒性中度、和 / 或毒性轻度介质的场合，但操作条件超出下列任何限制- O  _, `% c( J" J4 C7 {; x
额定排出压力大于19MPa 9 k% ]* n2 c* M2 L* W1 q( @, ]7 H' j0 {6 {
操作温度（介质温度） >225摄氏度
  额定转速 >3000r/min   . ]3 O5 s0 X. D! N' y% G9 S& j) M
  额定扬程 >120m
  最高吸入压力 >05MPa
  悬臂泵的最大叶轮直径 >333mm8 c  |0 O* N$ s+ |8 ~- O' O
  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。4 K9 b) b! O% R4 |
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 ) ，上海冠丰泵业制造有限公司的 ISW( 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。- ^0 @  m% s8 [, T5 Y- E, {
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。/ j' R/ x7 Q$ P% k
表2 石化行业离心泵标准的选用判据* h8 u- S% P2 P( }  o4 g- @- p
条件1 超出以下参数范围的场合
吸入压力≤05MPa(G)，排出压力≤19MPa (G)，介质温度<225℃，额定扬程≤120m，悬臂泵的最大叶轮直径≤333mm , C) \, M; v8 B  `& p! R4 E/ ~
条件2 泵送爆炸危险性介质的场合* x) _9 @9 g+ G  Y; T. V
条件3 泵送毒性极度或高度危害介质的场合. l& y* h9 T; T0 ]3 P
条件4 不设备用泵，且对泵的可靠性要求较高的场合
条件5 业主或专利商特别指定需采用重载荷离心泵的场合
判据 1．符合条件1，或条件2，或条件3，或条件4，或条件5时，宜选用重载荷离心泵标准，即“SH/T 3139＋API 610”。4 }' Q6 W7 ^* @  v
      2．除此，为降低设备采购费用，宜选用中、轻载荷离心泵标准，即“SH/T 3140＋I 5199”，或“ SH/T 3140 ＋ GB/T 5656 ”，或“ SH/T 3140 ＋ ASME B731M/B732M ”。
注SH/T3139和SH/T3140是石化行业的工程技术规定，主要引用国际标准API610和O5199，并结合中国石油化工行业的特点，对API610或I5199未明确的内容，以及某些有争议的条款补充或指定了一些新的规定。
  参考文献
1 API 610(8th) Centrifugal Pumps for Petroleum， Heavy Chemical， and Gas Industry Services， 1995
2 API(610) 9th， Centrifugal Pumps for Petroleum， Heavy Chemical， and Gas Industry Services， 2003
  3 I5199 Technical Specification for Centrifugal Pumps Class Ⅱ， 1986
  4 ASME B731M Specification for Horizontal End Suction Centrifugal Pumps for Chemical Process， 1991   7 }) }- J- C: ^# }) @
  5 ASME B732M Specification for Vertical In-line Centrifugal Pumps for Chemical Process， 1991   6 k& J) `7 o. z" V
  6 GB3215 炼厂、化工及石油化工流程用离心泵通用技术条件， 1989
  7 GB/T5656 单级、单吸化工离心泵技术条件， 1994
  8 SH/T3139 石油化工重载荷离心泵工程技术规定， 2004   3 c& P3 c/ Q$ y* m3 Z9 ?+ b% K* B$ p9 V
  9 SH/T3140 石油化工中、轻载荷离心泵工程技术规定， 2004

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