漫谈离心泵选型

漫谈离心泵选型

前言

当泵制造商收到买方的询价资料时,需要进行的第一项工作就是选型。合理的选型不仅有利于泵制造商提高中标概率、降低用户投资成本,而且直接影响到泵组是否能够长期、可靠、高效运行。

简要选型步骤

泵的选型是一个非常复杂的过程,必须全面考虑各方面的因素,如:泵使用场合、运行工况(包括流量、扬程、装置汽蚀余量、介质特性、密度、温度、粘度、现场条件)、材料及机械密封的选择、电动机及辅助设备(齿轮箱、润滑油站等)的匹配等。

选型程序大概如下:

1. 执行标准的确定

设计制造标准通常由买方确定,但是有时由于买方缺乏实际应用经验无法做出合理判断,为此,必须进行充分的调研和沟通,以明确标准。

1) 石油工业、重化学工业和天然气工业,以及化肥、煤化工等领域重要用泵,通常选用API泵

2)火电厂、核电站内重要用泵(如给水泵和凝结水泵),通常执行GB/T 16907标准。

3) 各方面要求都不高的普通清水离心泵,通常执行GB/T 5656或GB/T 5657标准。

2. 根据运行参数初步选型

图1给出了不同泵型近似的运行范围。

图1 - 泵型选择参考图

卧式离心泵选型参考图2。

图2 - 卧式离心泵选型参考图

1) 对于小流量、高扬程工况,通常选用开式叶轮、悬臂式泵(OH1型泵)或采用配带一体化增速齿轮的高速离心泵(OH6型泵)。

2) 对于大流量、低扬程工况,通常选用双吸式离心泵(BB1、BB2型泵)。

3) 对于大流量、高扬程工况,通常选用多级离心泵(BB3、BB4、BB5型泵)。

4) 泵的额定流量点应位于所提供叶轮的最佳效率点的80~110 %区间内。

3. 根据泵的装置汽蚀余量缩小选型范围

针对上节初步选出的泵型,确定其是否满足现场装置要求:

1) 当高转速泵不能满足现场装置要求时,可选用低转速泵。

2) 可以选用双吸泵,多级泵首级采用双吸。

3) 首级叶轮进行特殊设计,如加大入口面积等。

4) 可以选择带一只诱导轮。不过UOP5-11-7规范明确规定卧式泵不允许带诱导轮。

5) 对于高转速的离心泵,如核电站常规岛主给水泵等,通常需配置前置泵增压泵。

6) 对于泵入口管处压力较低工况,如电站用凝结水泵等,通常采用VS6型立式筒袋泵,通过增加叶轮入口沉入地坑的深度来提高泵的装置汽蚀余量。

4. 根据介质特性等最终确定泵型及配置

根据介质特性、温度、运行方式等,最终确定泵型及其选用的材料等级、密封型式及冲洗方案、电动机及辅助设备的匹配。

1) 常温下介质粘度较高或易凝固、易结晶时,需配置保温夹套或对泵进行整体伴热/保温。

2) 介质中含有较大固体颗粒或悬浮物时,通常选用开式叶轮泵。

3) 在泵送温度下粘度太高时,一般不适合选用离心泵(通常会根据投资及运营成本、可靠性、可维护性等综合考虑)。

4) 当泵送介质为高温油浆、且含催化剂颗粒时,选用带衬里的OH2型泵,衬里及叶轮选用耐磨铸铁材料……

选型示例

Q=500 m3/h,H=60 m,NPSHA=3.0 m,介质为轻蜡油,温度345 °C,密度660 kg/m3

选型如下:

1) 用于炼油工况,应选用API泵。

2) 符合该流量、扬程的泵型有:OH2型泵和BB2型泵。

3) 泵的装置汽蚀余量为3 m。对于普通离心泵,通常要求预留0.5 m ~ 0.6 m的安全裕量。从OH2型泵的性能曲线可以看出,不论是高转速2950 rpm还是低速1450 rpm,OH2型泵汽蚀性能都不满足该装置要求。最终确定泵型为BB2低速1450 rpm泵。

4) 根据介质特性及温度,该泵可选用材料等级为C-6,可选用机械密封型式为BSTXX波纹管机封,密封冲洗方案可选PLAN32+62……

特别说明

有时,对于同一工况条件既可选用卧式泵也可选用立式泵,在这种情况下如何选择?

泵沙龙建议:

1) 当装置汽蚀余量的太小(即泵的入口管处压力太低,甚至为负压)时,如液化气泵、电厂用凝结水泵等,由于吸入压力低,卧式泵无法满足汽蚀要求,必须选用立式泵。

2) 为了节约空间或受空间限制,而选用立式泵。

3) 输送地下介质时,如地下废液泵,为立式泵。

4) 输送低温介质时,优先选用立式泵。理由是:a. 便于保冷。大气中的热量不易进入泵内(或在泵内聚集),即使有少量进入,也可通过汽化带走热量;b. 便于检修维护,立式泵仅泵的进出口暴露于热空气中,检修时,仅拆除、安装泵的进出口部位的保冷材料即可,维修方便。

5) 当两种泵型效率差异较大时,建议选择效率高的泵型。
6) 当用户重点考虑一次投资成本时,建议选择成本相对较低的产品。
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