离心泵技术标准比较

离心泵常用标准的分析与比较

     摘要本文对石油、化工离心泵常用的API610、ISO5199、ANSIB73.1M/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。

    关键词：石油 化工 离心泵 标准

       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，液体含气时用旋涡泵或容积式泵(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、不同工况来选用标准，使离心泵满足长周期、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ANSIB73.1M/B73.2M等，国内标准是GB3215和GB5656/T。以下分别介绍这些标准。

       1.1、API，是美国石油协会(AmericanPetroleumInstitute)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。

       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 PumpsforGeneral Refinery Services)。但实际上，使用API610标准的不仅是石油炼厂，石油、化工、天然气等领域均时常采用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 Pumpsfor Petroleum,Heavy Chemical,andGas 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。    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、 ISO5199     ISO是国际标准化组织的简称。ISO5199 Technical Specification for Centrifugal Pumps , ClassⅡ(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DINISO5199，法国的NFISO5199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NFE44121，等效或等同采ISO2858。

        1.3、 ASMEB73.1M/B73.2M     ASME是美国机械工程师协会(TheAmericanSocietyofMechanicalEngineers)的简称。

    ASMEB73.1M－1991 Specification forHorizontal End Suction Centrifugal Pumpsfor ChemicalProcess(卧式轴向吸入化工离心泵)和ASMEB73.2M－1991 Specification for VerticalIn－lineCentrifugal Pumpsfor 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：

        ASMEB73.3M－1996 Specification for Thermoplastical and Thmoset Polymer Material Horizontal EndSuction Centrifugal Pumpsfor Chemical Process(卧式轴向吸入热塑性塑料、热固性树脂化工离心泵)。

        ASMEB73.5M－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)。

        1.4、GB3215     中国国家标准GB3215－89《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。

        1.5、GB5656/T     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(包括等同或参照该标准的国家标准，如我国的GB/T5656)、ANSIB73.1M/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)、额定排出压力≤1.96MPa(G)；

    (2)、介质温度<260℃；

    (3)、驱动机功率≤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≤333mm。

       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ANSIB73.1M/B73.2M标准的化工离心泵称为NSI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;     (2)、ASMEB73.1M标准仅适用于底脚安装的卧式悬臂式离心泵；

  (3)、ASMEB73.2M标准适用于立式管道离心泵，即表1中的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MARKⅢ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系列，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、API610     API610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。API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(BetweenBearings)和立式悬吊式(VerticalSuspended)。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INGERSOLL－RAND－PUMPS公司的SVCN7(单级卧式泵)，GOULDS公司的3700(单级卧泵)、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)，原沈阳水泵厂的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如下：

    (1)、额定排出压力≤15MPa(G)；

    (2)、介质温度－112～400℃；

    (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哪些要求可以放宽。

         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)、ANSIB73.1M/B73.2M标准进行比较，将其相关栏目的内容以表格的形式列出

02

离心泵技术标准比较

油气行业离心泵主要适用的技术标准如下。

    可以看出，GB/T 16907、GB/T 5656和GB/T 5657这3个标准分别等同采用国际标准ISO 9905、ISO 5199和ISO 9908，实际上就是国际标准化组织依据可靠性、操作条件等因素划分出的3类离心泵。这3类泵在设计、制造和验收规定上都是不一样的，其中Ⅰ类最严格，Ⅲ类最宽松。我国油气行业常用的是ISO标准的第Ⅱ类泵，也就是国家标准GB/T 5656-2008（ISO 5199）规定的这类离心泵。这个标准引用了GB/T 5662-2013（ISO 2858）、GB/T 5660-2013（ISO 3661）和GB/T 3216-2016（ISO 9906），囊括了这类泵完整的结构与水力性能试验规定。GB/T 3215-2007等同采用美国石油协会标准API 610-2004，按该标准制造的泵就是常说的API离心泵。下面通过下表简单对比一下GB/T 3215和GB/T 5656这2个离心泵标准。

     可以看出，GB/T 3215适用的离心泵类型更多，各项技术指标更严格，提出的要求和验证程序更具体；GB/T 5656所适用的泵最高工作压力相对低，且选材、轴封没有给出具体指南，而诸如“满足工况要求，满足订单要求”这样原则性要求多，给出的技术指标也相对低一些。在上表中出现的轴封标准ISO 21049，实际上与API 682是等同的，而GB/T 34875-2017又是等同采用ISO 21049-2004的，所以这3个标准是一致的。ISO 21049（API 682）适用的密封腔工作范围为：温度-40~400℃、压力4.2MPa（绝）以下，轴径范围为20~110mm。密封按尺寸和工作范围分为3种类别，按密封件构成分为A、B和C型3种型式，按布置方式分为单端面、无压双重和有压双重密封3种结构。这个标准对3种类别的密封在选型、选材、认定试验等方面作出了详细规定，保证所选密封能够达到连续运行3年的可靠性要求，泄漏量指标为：每对密封面允许逸出气体体积浓度1000mL/M3（采用EPA方法21测定），液体平均泄漏量为5.6g/h（2滴/min）。我国泵用机械密封标准JB/T1472适用的密封腔工作范围为：温度0~80℃、压力3MPa以下，轴径范围为16~120mm。该标准规定了7种单端面密封型式，适用转速不大于3000r/min，泄漏量指标为：轴外径50mm以内，泄漏量不大于3mL/ｈ；轴外径大于50mm，泄漏量不大于5mL/ｈ。由此可以看出：JB/T1472规定的密封的最高工作温度比ISO 21049（API 682）规定的第一类密封低不少，而工作压力是相当的。如果按1mL水等于25滴考虑，则这2个标准规定的液体允许泄漏量指标是相当的。

需要指出的是：ISO 21049（API 682）规定要用水，丙烷，20%浓度氢氧化钠，冷、热矿物油等5种试验液体进行一系列的静、动态试验来认定密封性能是否达标；而JB/T 1472仅规定用常温清水完成密封泄漏试验。有研究显示，密封泄漏量随着介质粘度的增加而增加。从这个角度看，ISO 21049（API 682）的认定试验更严谨、更贴近实际应用。

SH/T 3139在开篇针对于石油化工用重载荷离心泵作出了定义，即“泵送介质为易燃或危险的；或泵操作条件超出任一限制的：额定排出压力大于1.9MPa（表）、操作温度大于等于225℃、额定转速大于3000r/min、额定扬程大于120M、最高吸入压力大于0.5MPa（表）、悬臂泵最大叶轮直径大于330mm；或用作液力回收透平的泵”，并规定重载荷离心泵遵循产品标准ISO 13709（API 610）以及SH/T 3139的补充技术规定。这些补充技术规定大多是对ISO 13709（API 610）标准选项条款的确定［如泵出、入口法兰力与力矩是ISO 13709标准的2倍，轴封选用ISO 21409（API 682）的二类密封等］。SH/T 3140在开篇对石油化工用中、轻载荷离心泵作出了定义，定义条件基本与SH/T 3139规定的重载荷条件相反，并规定中、轻载荷离心泵遵循产品标准ISO 5199以及SH/T 3140的补充技术规定［比如泵出、入口法兰力与力矩等同ISO 13709，轴封选用ISO 21409（API 682）的一类密封等］。

技术标准选用建议

对于标准的不同之处，上文已进行了比较，那么，在项目设计、采购中如何选用相应的技术标准呢？这个问题要从2个方面来回答：一个是不同标准间的取舍，另一个是单个标准内选项条款的确定。

炼油催化装置主风机选用产品标准JB/T 4359是合适的，国内主要轴流式空气压缩机供货商也是这个标准的主起草单位。而其他透平压缩机遵循的产品标准以SY/T 6651、JB/T 6443为主，这些行业标准又都是等同采标API 617标准的，所以这类设备标准选用重点就在于对API标准选项条款的确定上。主要选项条款包括选择机型，确认气动模型和性能曲线；选择材料，转子动力学达标；选择密封，确定试验方法与程序等。压缩机采购时要重点评价供货商对买方提出标准的偏离，尤其是对新机型压缩机，确认偏离时更应从严。多年来正是依靠对标国际先进技术、严格落实制造标准这条经验，我国实现了百万吨乙烯三机、20MW级管道压缩机等重大装备国产化的卓越成果。对于气动模型已建立且经过运行检验的压缩机，在确认技术偏离时，可由买卖双方根据设备应用情况并结合经济性因素自行协定。

注意
离心泵标准选用要遵循以下原则：

１）判定是不是重载荷工位泵，从而科学选用相应产品标准。重载荷意味着泵运行可靠且性能稳定，泵送介质安全性要求高，参数和操作条件达到SH/T 3139标准规定。重载荷工位泵要遵循产品标准API 610（GB/T 3215）、ISO 21409（API 682）。典型重载荷工位泵有油田管道项目用的给油泵、输油泵、各类轻烃泵，炼油乙烯装置用的塔底泵、油浆泵、进料泵、高压锅炉给水泵、低温筒袋泵、立式高速泵等，这里不能一一列举，可根据对重载荷的定义自行判定。非重载荷工位泵应遵循的产品标准是ISO 5199（GB/T 5656），典型用泵有环保或给排水专业的水泵、非腐蚀液体泵、排污泵等。

2）做到适度选用标准。为了增加质量裕度，提出过于苛刻的NPSHR要求、能用单端面密封的改用双端面密封或者提出泵法兰受力载荷倍数过大等标准选项条款是没有必要的。标准选用应满足生产和环保需要，做到适用、适度。

3）结合供货商承诺的出厂标准，做到选用结果符合市场实际。原油或成品油管道长距离输送多采用密闭、泵串联方式。管道输油泵操作条件的特点是输送流量范围大、压力高、工况多变，泵密封承压也很高。国产大功率管道输油泵密封多按照API 682标准设计，多选用单端面机械密封配PLAN31+PLAN65冲洗方案。在实际应用中，受工况多变和现场条件影响，国产输油泵密封承诺的寿命和泄漏标准能达到JB/T 1472标准的规定，但在可靠性和稳定性指标上和API标准相比还有一定差距。

感谢分享

中原人 发表于 2022-1-7 11:50
感谢分享

判定是不是重载荷工位泵，从而科学选用相应产品标准。

难得的好贴，分析到位，值得学习和收藏。值得提倡多些这样的贴子。

感谢分享

管家 发表于 2022-1-7 13:58
感谢分享

可靠性和稳定性指标上和API标准相比还有一定差距

wzywlz 发表于 2022-1-7 13:54
难得的好贴，分析到位，值得学习和收藏。值得提倡多些这样的贴子。

一起分享学习哈

谢谢分享

654262293 发表于 2022-1-7 14:39
谢谢分享

化工离心泵常用的API610、ISO5199、ANSIB73.1M/B73.2M等标准，作了说明和比较

一边在要求API标准，
一边在拼命压价采购，恨不得白菜价，


碰到这种业主，也是够够的了，企业文化有问题。。。。。

qq172424245 发表于 2022-1-7 16:46
一边在要求API标准，
一边在拼命压价采购，恨不得白菜价，

谢谢分享，确实花了不是功夫研究

绝对的技术型好帖！感谢一直陪伴我们的奥特曼超人！

zhenghongyong 发表于 2022-1-8 07:38
绝对的技术型好帖！感谢一直陪伴我们的奥特曼超人！

，好东西大家一起分享

国标，美标，ISO标准都进行了比较，谢谢分享

天工开悟 发表于 2022-1-10 03:15
国标，美标，ISO标准都进行了比较，谢谢分享

,不客气

好全面，感谢分享

342813531 发表于 2022-1-11 09:16
好全面，感谢分享

不客气

感谢分享!

fws5850 发表于 2022-1-12 08:34
感谢分享!