API610标准-第十版解读解析

2008-11-20江苏大学流体机械工程技术研究中心1石油、重化学和天然气工业用离心泵GB3215-2007ISO13709-2003ANSI/API610-2004第十版2008-11-20江苏大学流体机械工程技术研究中心2总则范围API610标准是用于石油、重化学和天然气工业用离心泵（包括作为液力透平用逆转泵）的最低限度要求。API610明确规定：屏蔽泵和磁力泵等无密封不适用。2008-11-20江苏大学流体机械工程技术研究中心3关键的名词术语（1）1隔离液barrierfluid引入到有压力的双重机械密封之间，把泵内的流程液体与环境完全隔离开的液体。缓冲液的压力始终高于被密封流程液体的压力。■Plan53一般隔离罐有外界氮气加压装置，隔离灌应配有手动柱塞泵补充隔离液，或者采用双罐结构。■Plan54有公用压力系统，一般由一台泵、孔板和阀门结合维持压力。2008-11-20江苏大学流体机械工程技术研究中心4关键的名词术语（2）2缓冲液bufferfluid引入到无压的双重机械密封（串联）之间，用作一种润滑液或缓冲液的液体。缓冲液压力低于被密封流程液体的压力。■Plan52缓冲罐压力应低于流程液体压力，也没有氮气系统。2008-11-20江苏大学流体机械工程技术研究中心5关键的名词术语（3）3最大允许工作压力制造厂为该设备在规定的最大工作温度下工作时设计的最大连续压力。就是设计压力，工作压力要考虑到最高工作温度，所用的材料机械性能要降低。各种材料对温度影响不同，所以，同一种规格泵，由于材料不同，允许的工作压力是不同的。碳钢和铬钢影响要小些，不锈钢影响要大些。2008-11-20江苏大学流体机械工程技术研究中心6关键的名词术语（4）如果给出的是常温状态下的最大允许工作压力，那么，在高温时应对这个压力进行修正，一般由制造厂提供，也可以参照法兰标准进行修正。工作温度下的最高工作压力可以参考相关标准HG20625-97《钢制法兰压力-温度等级》（美洲体系）。标准中引用的材料代号按照HG20624-97《钢制法兰技术条件》（美州体系）对照实际材料牌号。如果流程泵压力等级采用国际标准等级，工作温度下的最高工作压力确定可以采用HG20604-97《钢制法兰压力-温度等级》（欧洲体系）。标准中引用的材料代号按照HG20603-97《钢制法兰技术条件》（欧州体系）对照实际材料牌号。2008-11-20江苏大学流体机械工程技术研究中心7关键的名词术语（5）4最大吸入压力泵在运转期间经受的最高吸入压力。▲泵一般也规定吸入压力值，▲泵的轴向平衡是要考虑吸入压力的影响，取吸入压力一半作为泵平衡轴向力设计的依据。▲超过规定的吸入压力运行比超过规定最高压力运行更容易出问题5最大吐出压力最大吸入压力加上额定转速和规定的相对密度下的泵运转时产生的最大压差。以上两个压力是指具体某台运行泵可能出现的最苛刻条件2008-11-20江苏大学流体机械工程技术研究中心8关键的名词术语（6）6最小连续稳定流量在不超出标准所强调的振动限定下泵能够工作的最小流量。▲最小流量稳定是经过测试得出的▲泵在低于30%流量运行时一般很不稳定的▲制造厂常采用30%额定流量作为最小连续稳定流量。2008-11-20江苏大学流体机械工程技术研究中心9关键的名词术语（7）如果长期在小流量运行，为了设备运转可靠，需要有一个孔板旁通接入到进口贮液槽，回流量和运行的最小流量之和应大于30%的额定流量。如果有可能突然快速关断的工位，一定应有旁通到进口贮液槽的回路，回路中应设置能利用泵出口压力升高而自动打开的阀门，旁通的流量应大于30%额定流量。2008-11-20江苏大学流体机械工程技术研究中心10关键的名词术语（8）7最小连续热限制流量泵能够维持工作而其运行不致被抽送液体的温升所损害的最小流量。认为泵腔内温度升高不能影响泵的正常运行，温升一般是工艺流程规定。对于小流量，高扬程泵，输送低温、易汽化的介质时，应特别注意。2008-11-20江苏大学流体机械工程技术研究中心11关键的名词术语（9）认为泵体没有散热，泵总的损失近全部加热泵体内液体。有平衡式：式中，单位为SI制。▲根据温升要求算出一个效率值，在泵性能曲线的效率曲线上找到计算出的效率值，就可以查到对应的流量点，这个流量点就是最小连续热限制流量。▲计算和查到的连续热限制流量偏大，但较为保守。TQtCgQtH)1(gHTCgH2008-11-20江苏大学流体机械工程技术研究中心12关键的名词术语（10）最小连续热限制流量，最小连续稳定流量同时要求时，一般取两者较大值作为泵最小流量控制点。2008-11-20江苏大学流体机械工程技术研究中心13关键的名词术语（11）8汽蚀余量NPSH以基准面算起的泵吸入口总绝对吸入压力中减去该液体的汽化压力。个人认为：NPSH应该是各种汽蚀余量，如NPSHa，NPSHr，NPSHc,NPSH3的总称，而没有具体物理意义。2008-11-20江苏大学流体机械工程技术研究中心14关键的名词术语（12）9有效汽蚀余量NPSHa由买方根据该泵装置（液体在额定流量和正常抽送温度下）确定的汽蚀余量。个人认为：上页汽蚀余量定义适合此定义。可以这样定义：泵进口基准面总能量高出汽化压力的那部分能量。NPSHa只和外部条件有关2008-11-20江苏大学流体机械工程技术研究中心15关键的名词术语（13）NPSHa计算公式提高NPSHa措施提高灌注头或封闭式罐中另加压力增加进口管径，减少流速对饱和液体，在进口管降温gPgVgPZNPSHav221112008-11-20江苏大学流体机械工程技术研究中心16关键的名词术语（14）10必须汽蚀余量NPSHr通过买方进行试验来确定的导致扬程下跌3%（多级泵而言是首级扬程）的汽蚀余量个人认为：试验得出NPSHr是科学的，但定义是不科学。理由：NPSHr是泵本身特性，与泵以外的环境无关，与是否试验无关。定义：液体从泵进口基准面到叶片进口背面最低压力处的能量损失。是个压力降概念。2008-11-20江苏大学流体机械工程技术研究中心17关键的名词术语（15）NPSHrNPSHa物理意义2008-11-20江苏大学流体机械工程技术研究中心18关键的名词术语（16）11比转速ns对几何形状相似的泵而言，是有关泵流量、扬程和转速之间关系的特征量。各国比转速换算表中国俄罗斯美国英国日本德国1114.1612.892.121/3.654365.3HQnns2008-11-20江苏大学流体机械工程技术研究中心19关键的名词术语（17）叶片形状和比转速ns关系2008-11-20江苏大学流体机械工程技术研究中心20关键的名词术语（18）相似定律:比转速ns相同的泵，认为符合相似条件。可以近似地认为两相似泵的容积效率、水力效率、机械效率相等，这时有以下各式成立，称为相似定律。3121212DDnnQQ21221212DDnnHH1251231212DDnnPP2008-11-20江苏大学流体机械工程技术研究中心21关键的名词术语（19）12汽蚀比转速C对几何形状相似的泵而言，是一个联系流量、转速和NPSHr之间关系的特征量。各国汽蚀比转速换算表中国俄罗斯美国英国日本119.218.41.384/362.5NPSHrQnc2008-11-20江苏大学流体机械工程技术研究中心22关键的名词术语（20）C值意义泵几何相似是，C值是常数，值大小标志汽蚀性能好坏。汽蚀性能好的泵C=1000-1600兼顾效率汽蚀C=800-1000效率高的泵C=600-8002008-11-20江苏大学流体机械工程技术研究中心23泵的分类（1）API610标准将泵分成三大类共18种型式悬臂式(6)OHOverhungImpeller两端支撑(5)BBImpellerBetweenBearings立式悬吊(7)VSVerticalSuspendedShaft2008-11-20江苏大学流体机械工程技术研究中心24泵的分类（2）OH1卧式地脚安装独立轴承支撑挠性联轴器不能满足所有的要求5.3.5压力等级的要求5.3.11中心线支撑要求2008-11-20江苏大学流体机械工程技术研究中心25泵的分类（3）OH2卧式中心线安装独立轴承支撑挠性联轴器适合所有卧式泵2008-11-20江苏大学流体机械工程技术研究中心26OH3立式管道泵独立轴承支撑挠性联轴器电机支座与泵成一体可以设计成不拆电机对中型好轴承座不承受电机重力泵的分类（4）2008-11-20江苏大学流体机械工程技术研究中心27泵的分类（5）OH4立式管道泵无独立轴承支撑刚性联轴器连接不能满足所有的要求6.1电机结构5.6.9转子刚性5.10.1.1液体润滑轴承5.6.8，5.8.5密封处的跳动要求2008-11-20江苏大学流体机械工程技术研究中心28泵的分类（6）OH5立式管道泵电机共轴不满足所有要求6.1电机结构温度高时电机轴承和绕组温度5.10.1.1液体润滑导轴承5.6.8，5.8.5密封处跳动要求2008-11-20江苏大学流体机械工程技术研究中心29泵的分类（7）OH6立式或卧式悬臂泵高速齿轮箱泵轴和齿轮箱共轴电机和齿轮箱挠性连接可以认为是专门为LMV/BMP高速泵增加的泵型式。但还是没有考虑无齿轮箱结构，电机支架在独立轴承座上的型式。2008-11-20江苏大学流体机械工程技术研究中心30泵的分类（8）BB1轴向剖分单级或两级双支撑2008-11-20江苏大学流体机械工程技术研究中心31泵的分类（9）BB2径向剖分的单级和两级两端支撑2008-11-20江苏大学流体机械工程技术研究中心32泵的分类（10）BB3轴向剖分两端支撑的多级泵流道式多级泵2008-11-20江苏大学流体机械工程技术研究中心33泵的分类（11）BB4两端支撑径向剖分单泵壳节段式不能满足所有要求5.3.3，5.3.10压力密封5.1.27拆卸2008-11-20江苏大学流体机械工程技术研究中心34泵的分类（12）BB5两端支撑径向剖分双壳体（筒形）2008-11-20江苏大学流体机械工程技术研究中心35泵的分类（13）VS1立式悬吊湿坑单壳体吐出管穿过立管多级节段空间导叶通常所说的深井泵2008-11-20江苏大学流体机械工程技术研究中心36泵的分类（14）VS2立式悬吊湿坑单壳体涡壳式吐出管穿过立管2008-11-20江苏大学流体机械工程技术研究中心37泵的分类（15）VS3立式悬吊湿坑单壳体轴流式吐出管穿过立管2008-11-20江苏大学流体机械工程技术研究中心38泵的分类（16）VS4立式液下泵悬吊式单涡壳长轴多轴或多连接管2008-11-20江苏大学流体机械工程技术研究中心39泵的分类（17）VS5立式液下泵悬吊式单涡壳有轴承支撑悬臂轴单轴2008-11-20江苏大学流体机械工程技术研究中心40泵的分类（18）VS6立式悬吊双重泵壳内泵壳为导流涡壳外壳和内壳组成吸入流道2008-11-20江苏大学流体机械工程技术研究中心41泵的分类（19）VS7立式悬吊双层泵壳内层涡壳式内外层壳体组成吸入流道2008-11-20江苏大学流体机械工程技术研究中心42基本设计（1）1设计准则■设备及辅助设备应当设计和制造成使用寿命至少为20年（不包规定的易损件），连续运转寿命至少为3年。■使用中或超负荷运行中，误操作或不正常维护会使设备不能达到这些准则要求。■连续三年运转不能理解为易损件也是三年寿命。有人理解为：应提供三年的标准规定的备件。2008-11-20江苏大学流体机械工程技术研究中心43基本设计（2）2卖方机组责任■卖方应承担列入订单范围内的所有设备和所有辅助系统的机组责任。■机组责任就是协调解决设备与列入订单范围内所有辅助系统的技术问题的责任。包括：功率要求、转速、转向、总体布置、联轴器、动力学、润滑、密封系统、材料试验报告、仪表、管路、元器件的