石油化工流程泵

1、全文摘录石油、化工离心泵常用标准的分析与比较本文对石油、化工离心泵中常用的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。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，液体含气时用漩涡泵或容积泵（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，不用工况来选用标准，使离心泵

2、满足长周期、安全运转和节能要求，就显得非常必要。1. 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GB/T5656。以下分别介绍这些标准：1.1 API610API，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）。

3、但实际上，使用API610标准，是为适用这一需要，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

4、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。1.2 ISO5199ISO是国际标准化组织的简称。ISO5199，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，

5、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。1.3 ASME B73.1M/B73.2MASME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）

6、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 Thermoplastic and Thermoset Polymer Material Horizontal End Suction Centrifugal Pumps for Chemical Process

7、(卧式轴向吸入热塑性塑料、热固性树脂化工离心泵)。ASME B73.5M-1955 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)。1.4 GB3215中国国家标准GB3215-89炼厂、化工及石油化工流程离心泵通用技术条件基本参照API610第六版编制而成。1.5 GB/T5656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

8、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。水力性能试验按照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)

9、 额定排出压力1.96MPa（G）；2) 介质温度260；3) 驱动机效率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333m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中得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中得OH1；3) ASME B73.2M标准适用于立式管道

10、离心泵，即表1中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MARKI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系统，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。2.2 API610API610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。AP

11、I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悬臂式扰性联轴器传动卧式：底脚安装式OH1，中心线安装OH2；立式：管道泵（独立轴承架）OH3；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OH6两端支撑式单级和两级轴向中开式BB1，径向剖分式BB2；多级轴向中开式BB

12、3，径向剖分式单壳体BB4，双壳体BB5立式悬吊式单层壳体壳体上设排出中：导流壳式VSI，涡壳式VS2，轴流式独立排出管（液下泵式）：有导轴承VS4，无导轴承VS5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

13、如下：1) 额定排出压力15MPa（G）；2) 介质温度-112400；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那些要求可以放宽。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

14、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 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

15、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API610ASME73.1/73.2MGB/T5656适用泵的类型表1的OH2、OH3表1的OH1、OH3、OH4、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

16、、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，以使得方便地拆卸联轴器、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卸转子，而不必拆卸电机或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卸轴承、转子壳体壳体腐蚀余度3mm3mm3mm法兰连接等级至少为ANSI300LB至少为ANSI150LB至少为16bar泵支撑中心线脚脚或中心线材料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

17、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、合金钢等输送易燃或危险液体的材料输送易燃或者危险液体的泵壳材料应为碳钢或合金钢铸铁不能适用于输送危险液体用于危险液体的材料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

18、有足够的刚度，以保证受力后，泵和驱动机轴的对中（符合API610表3-3）未提底座刚度准则API610表2-1A管口负荷驱动力矩驱动力矩测试需要不需要不需要集液盘需要未提未提安装垫需要，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起吊用的吊耳需要不需要不需要轴承箱轴承箱材料钢未提未提润滑型式油油油轴封不可以用唇型密封，需用不发生火花的迷宫密封可用唇型密封可用唇型密封耐磨轴承类别径向ISO5733第3类，成对的单列轴承40度角未提未提推力接触型（700

19、0系列）未提未提轴承和轴、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17500小时；叶轮直径10、13、15英寸，最大负荷17500小时最大负荷17500小时立式泵L10（借用电机轴承）部分允许采用此方式额定工况下26000小时，或最大负荷17500小时-L10泵自带轴承座额定工况下25000小时，且最大负荷下16000小时最大负荷下16000小时-耐磨环与运转间隙叶轮运转间隙叶轮直径自50-650时，其运转间隙范围是0.250.95mm；对咬合趋势大得材料或介质温度大于260时，间隙应在以上基础上加

20、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75280mm时，铸铁、青铜叶轮0.350.6mm，不锈钢叶轮0.40.75mm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防止咬死摩擦副硬度差至少为50HB未提未提轴封是否要求符合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，可以装置大气侧要求装设不发火花的截流衬套要求不要求不要求转子叶轮形式闭式开、半开或闭式开、半开或闭式叶轮固定形

21、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，Ra1.0m0.05mm轴径50mm，0.05mm；5080mm 0.08mm轴径80， 0.10mm轴的绕度0.05mm（轴封处）0.13mm（叶轮中心线）0.05mm（轴封处）最小干运转临界速度120%的操作速度120%的操作速度120%的操作速度联轴器要求使用扰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试验水利性能允差额定扬程H150m2%5%H150m，5%150H300m2%3%H大于150m

22、，3%H300m2%2%关死点扬程H150m±10%未提未提150H300m±8%H300m±5%最低效率不规定合同规定B级-3%，C级-5%额定功率4%未提未提振动振动极限需要测量（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振动值未滤波：3mm/s RMS未滤波：4.5mm/s RMS未滤波：4.5mm/s RMS经滤波：3mm/s RMS动平衡叶轮需要不需要不需要联轴器需要不需要不需要质量要求按照ISO-1990，G1.0级未提未提辅助管路材料经受流程介质的辅助管线和零部件，其耐腐蚀、耐磨等级应至少与泵体相同未提管路材料

23、应能耐输送介质和环境条件引起的腐蚀制造负荷ANSI B31.3未提未提接头方式易燃和危险介质应用焊接未提未提最小管子尺寸0.5英寸，最好0.75英寸排放管0.5英寸，其余0.25英寸未提最小压力等级ANSI 300LB级未提未提仪表对尺寸、结构、材料等作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）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：1) 参数范围应同时满足2) 额定排出压力小于等于1.9MPa3) 泵送温度（介质温度）小于225摄氏度4) 额定转速（汽轮机驱动时+5%）小于等于30

24、00r/min5) 额定扬程小于等于120m6) 最高吸入压力小于等于0.5MPa7) 悬臂泵的最大叶轮直径小于等于333mm8) 输送无爆炸危险性、和/或毒性中度、和/或毒性轻度的介质。9) 采用ISO2858和ISO5199-1986，或GB5662和GB/T5656，或ASME B73.1M/B73.2M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。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MA

25、RK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。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) 除另有规定外，用于爆炸危险性介质和/或毒性轻度介质的场合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：a) 额定排出压力大于1.9MPab) 操作温度（介质温度）225摄氏度c) 额定转速3000r/mind) 额定扬程120me) 最高吸入压力0.5MPaf) 悬臂泵的最大

26、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

27、）、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，做到即经济实用，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4不设备用泵，且对泵的可靠性