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    離心泵選型指南

    來源:  |  發布時間: 2019-03-19  |   次瀏覽

    當泵制造商收到買方的詢價資料時,需要進行的第一項工作就是選型。合理的選型不僅有利于泵制造商提高中標概率、降低用戶投資成本,而且直接影響到泵(組)是否能夠長期、安全、高效運行。



    下面的選型程序并不是一成不變的,有些步驟會同時進行或交叉進行。


    初步選型

    初步選型的目的:快速判斷是否具備滿足詢價要求的離心泵,或者是否具有設計開發、生產和試驗這類離心泵的能力及資質。只有滿足此條件,才能進行以下的選型程序。


    第1步:設計制造標準的確定


    設計制造標準的不同,不僅直接影響到離心泵的設計制造成本和能效,而且與泵的設計使用壽命密切相關。


    離心泵常用設計制造標準見下表


    設計制造標準通常由買方確定,但是有時由于買方缺乏實際應用經驗無法做出合理判斷,為此,必須進行充分的調研和溝通,以明確標準。


    選型經驗:

    (1) API610標準所涉及的內容基本來自于良好的工程驗證和操作實踐,執行該標準的產品具有運行穩定、壽命長和安裝維護方便等突出優點,因此,目前已被廣泛應用于國內外重要工況、關鍵場合,如石化、化肥、煤化工等用離心泵。

    (2) 對于火電廠和核電站常規島重要用泵(如給水泵、凝結水泵等),基本執行GB/T16907標準,并吸收了API610標準中一些有利于提高泵安全可靠性及壽命的條款。

    (3) 至于GB/T5657標準,由于各方面要求都不高,通常僅用于普通清水離心泵等。

    標準確定以后,進行下一步選型。



    第2步:根據主要運行參數初步選型


    根據標書中給出的主要運行參數(流量和揚程),初步選擇泵型。

    圖1給出了不同泵型近似的運行范圍:

    (1) 容積泵用于小流量高揚程工況;

    (2) 軸流泵用于大流量低揚程工況;

    (3) 離心泵適用范圍(從較小流量到較大流量、從低揚程到較高揚程)非常廣泛。


    選型經驗:

    (1) 對于小流量、高揚程工況,通常選用開式葉輪、懸臂式泵或采用配帶一體化增速齒輪的高速離心泵(OH6型泵)。

    (2) 對于大流量、低揚程工況,通常選用雙吸式離心泵(BB1、BB2型泵)。

    (3) 對于大流量、高揚程工況,通常選用多級離心泵(BB3、BB4、BB5型泵)。

    (4) 泵的額定流量點應位于所提供葉輪的最佳效率點的80~110 %區間內。


    第3步:選擇滿足裝置汽蝕余量的泵型

    針對上節初步選出的泵型,確定其是否滿足現場裝置要求。



    選型經驗:

    (1) 當高轉速泵不能滿足現場裝置要求時,可選用低轉速泵。

    (2) 可以選用雙吸泵,多級泵首級采用雙吸。

    (3) 首級葉輪進行特殊設計,如加大入口面積等。

    (4) 可以選擇帶一只誘導輪。不過UOP5-11-7規范明確規定臥式泵不允許帶誘導輪。

    (5) 對于高轉速的離心泵,如核電站常規島主給水泵等,通常需配置前置泵增壓泵。

    (6) 對于入口壓力較低工況,如電站用凝結水泵等,通常采用VS6型立式筒袋泵,通過增加埋入深度來提高泵的裝置汽蝕余量。



    第4步:選擇滿足介質特性的泵型

    介質的特性(包括汽化壓力、固體顆粒含量及顆粒大小、粘度、密度、腐蝕性、磨蝕性、有毒有害、易燃易爆、揮發性、結晶等)不僅影響到泵型的結構,而且還影響到材料、機械密封等的選擇。從初步選型中選出滿足介質特性的泵型。


    選型經驗:

    (1) 常溫下介質粘度較高或易凝固、易結晶時,需配置保溫夾套或對泵進行整體伴熱/保溫。

    (2) 介質中含有較大固體顆?;驊腋∥飼r,通常選用開式葉輪泵。

    (3) 在泵送溫度下粘度太高時,通常不適合選用離心泵。

    (4) 當泵送介質為高溫油漿、且含催化劑顆粒時,選用帶襯里的OH2型泵,襯里及葉輪選用耐磨鑄鐵材料。

    (5) 當泵送介質為高溫油漿、不含催化劑顆粒時,選用帶襯里的OH2型泵,襯里及葉輪選用CA-6NM材料。



    第5步:選擇滿足介質溫度的泵型

    泵送介質溫度的高低,與泵的結構、材料及機械密封的選擇相關。從初步選型中選出滿足介質溫度的泵型。


    選型經驗:

    (1) 當介質溫度超過160 ℃時,選用泵腳為中心線支撐的泵。

    (2) 當介質溫度超過200 ℃時,選用徑向剖分式結構泵。

    (3) 當介質溫度達到400℃左右、且泵送壓力不太高時,如石化行業的塔底油漿泵,為了盡量減少可能的泄漏點,通常選用OH2型泵。

    (4) 當介質溫度達到400℃左右、盡管壓力不太高,但單級泵或兩級泵無法滿足時(如石化行業的輻射爐進料泵),為了確保安全,通常選用BB5型泵。

    (5) 當輸送低溫類介質時,建議選用VS6型立式筒袋泵,便于保冷。



    第6步:材料的確定


    根據泵送介質的特性、溫度及壽命要求等,選擇合適的材料。同時,應考慮泵制造商(包括合格供應商)所擁有的條件,確認是否具備標書中所要求的材料、特別是一些特殊材料的生產制造經驗,例如:雙相不銹鋼、超級雙相不銹鋼、鈦材、Ni-hard、蒙乃爾、哈氏合金等材料(公眾號:泵管家)。



    第7步:軸封選擇

    目前,絕大多數場合用離心泵均選用機械密封。機械密封的選擇與泵送介質的溫度、壓力、介質特性及現場條件相關。石化及其它重要場合用離心泵,通常配置API682標準機械密封。


    選型經驗:

    (1) 常溫工況:通常選擇A型密封,最高使用溫度可達176℃。

    (2) 低溫工況:通常選擇B型密封,最高使用溫度可達176℃。

    (3) 高溫工況:通常選擇C型密封,最高使用溫度可達400℃。

    (4) 高吸入壓力工況:通常選擇A型密封,且適用溫度范圍覆蓋低溫到高溫。

    (5) 無毒無害、非易燃易爆介質:通常選擇布置方式1(A1)。

    (6) 有毒有害、危險、不干凈或聚合介質:通常選擇布置方式3(A3)。

    (7) 易燃、易爆工況:通常選擇布置方式2(A2)或3(A3)。

    (8) 酸或堿介質:通常選擇布置方式1或3,不用布置方式2。

    (9) 操作溫度大于等于泵送介質自燃點的泵,通常選擇布置方式2或3。

    (10) 高溫或低溫工況、含鹽或堿工況:通常需增加PLAN62密封沖洗方案。

    (11) 立式泵:通常增加或采用PLAN13密封沖洗方案,以便于排氣。

    (12) 含固體顆?;蚋邷鼗蚓酆虾?或氧化介質:通常采用PLAN32密封沖洗方案。



    影響選型的其它因素



    強制要求

    對于很多重要用泵,買方通常會有一些強制要求,例如:具有相同或相近使用工況三年以上運行業績等。只有滿足買方強制要求時,才進行泵的選型工作。


    交貨期

    根據上述初步選型,估算交貨期。只有滿足交貨期時,才進行泵的選型工作。


    新投資項目或老項目改造

    如果屬于老項目改造,會涉及到泵的性能匹配、原電機配用功率、基礎安裝、泵進/出口接口方向及現場接管規格等問題,進而影響到泵的設計、制造成本和交貨期。


    高吸入壓力工況

    對于高吸入壓力工況,很多泵制造商通常在標準離心泵基礎上進行局部改進設計。為此,不僅需要對泵體、泵蓋及主要緊固件的強度進行核算,還需要對軸承的壽命進行核算,同樣會涉及到泵的設計、制造成本和交貨期。


    現場條件

    有些現場缺少必要的公用工程條件(如無冷卻水),會影響到泵的結構和配置。

    選型經驗:

    (1) 盡可能選用滾動軸承,油脂潤滑。

    (2) 軸承架帶散熱片和/或風扇。

    (3) 選用風冷卻器。


    運行方式

    運行方式與離心泵的(內部)結構、材料、能效及驅動設備的選擇相關。


    選型經驗:

    (1) 連續運行或間歇運行。如煉油廠延遲焦化裝置中的BB5型高壓水力除焦泵,通常每天啟停1~2次。間歇、頻繁啟動的運行方式決定了其不適合采用平衡盤式平衡機構。同時,泵的頻繁啟動,決定了泵軸必須采用剛性好且耐沖擊的材料。

    (2) 定速運行或變速運行。如火電廠高壓鍋爐給水泵,通常用于調峰工況、變速運行,以確保泵始終處于高效率區運行。


    優化選型

    通過上述初步選型、并考慮到影響選型的其它因素,會選出一種甚至多種泵型,如何在多種泵型中選出一款符合要求的最優化的產品?


    選型經驗:

    (1) 重要工況用泵應首選技術成熟、安全可靠、且具有運行業績的泵型。

    (2) 當懸臂式泵與兩端支撐型泵均滿足標書要求時,應首選懸臂式泵。

    (3) 當BB4與BB5型泵均滿足要求時,應首選BB4型泵。

    (4) 一些帶外資的公司通常具有兩種或兩種以上技術,當多種技術泵均滿足要求時,應首選成本較低的泵型。

    (5) 當兩種或多種選型的泵價格差異不大時,應首選效率高的泵型。

    (6) 在滿足性能及安全可靠性的情況下,應盡可能選擇高轉速的泵。

    (7) 帶前置增壓泵的電站泵組,應選用4極電機+液力偶合器驅動,可用于調峰。

    (8) 對于系統較簡單的泵組或某些大流量工況,從泵的整個生命周期成本來看,采用多臺較小的泵并聯運行所花費的成本比2臺大泵(1開1備)運行可能更低,并且在較小負荷下更節能。

    (9) 對于系統較復雜的大型泵組,如核電站常規島主給水泵組,3臺50%容量(2開1備)比5臺25%容量(4開1備)的泵組更便宜,操作維護也方便。



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