案例1-鍋爐循環水泵

性能參數表:

 

選型步驟如下：

（1） 執行標準：API610第11版。

（2） 運行工況：根據所需的流量和揚程，該工況可選擇懸臂式泵或單級雙吸式離心泵。

（3） 裝置汽蝕：所選懸臂式泵和單級雙吸式離心泵（均配用4極電機）的必需汽蝕余量都滿足現場裝置要求。

（4） 介質特性：介質為鍋爐水，兩種泵型均可滿足。

（5） 介質溫度：介質溫度超過200 ℃，選用徑向剖分式泵，泵腳中心線支撐。則可選擇的泵型為OH2型或BB2型泵(公眾號:泵管家)。

（6） 材料選擇：根據介質特性及溫度，選用材料為C-6。

（7） 軸封選擇：介質為高溫鍋爐水，且吸入壓力較高，可選擇API682標準C2A1A2361（類別2、A型、布置方式1）機械密封，典型的密封沖洗方案為PLAN23+61。

（8） 吸入壓力：吸入壓力較高，需對泵體、泵蓋、主螺柱、主螺母和機械密封壓蓋緊固件的強度及泵止推軸承的壽命進行校核。

（9） 優化選型：懸臂式泵與兩端支撐型泵均滿足要求，首選懸臂式泵。則該工況最終選擇OH2型泵。

案例2-核電站常規島主給水泵

性能參數表：

主給水泵其它要求：泵組整體設計使用壽命為60年。

選型步驟如下：

（1） 執行標準：GB/T16907。

（2） 運行工況：根據所需的流量和揚程，該工況可選擇5臺容量為25%的BB3、BB4、BB5型泵（4開1備）與2極電機直聯；或3臺容量為50% 的BB2型離心泵增速（2開1備）。

（3） 裝置汽蝕：除增速的BB2型泵以外，其余BB3、BB4、BB5型泵均滿足現場裝置要求。如果采用增速的BB2型泵，則需為其配置前置增壓泵。

（4） 介質特性：介質為水，上述所選泵型均滿足要求。

（5） 介質溫度：介質溫度為168 ℃，泵腳采用中心線（或近中心線）支撐；且關閉揚程不超過10MPa，上述四種泵型均滿足要求。

（6） 材料選擇：根據介質特性及溫度，選用材料為C-6。

（7） 軸封選擇：介質為高溫水，參照API682標準，可選擇C2A1A23（類別2、A型、布置方式1）機械密封，典型的密封沖洗方案為PLAN23。

（8） 吸入壓力：吸入壓力不高，對泵的結構及軸封配置無影響。

優化選型：

BB3、BB4與BB5型泵均滿足詢價要求，首選BB3和BB4泵。排除BB5型泵。

主給水泵組系統較復雜，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。排除BB3和BB4型泵。

對于帶前置增壓泵的泵組，選用4極電機驅動（雙軸伸，一端與前置增壓泵直聯，另一端與增速齒輪箱或液偶一起驅動主泵），初次投資成本相對較低。

最終選擇增速的BB2型泵，并配置前置增壓泵。

下面是具體的選型流程步驟，順序可以變化;

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1。

標準號	標準名稱	備注
GB/T1690T	離心泵技術條件（Ⅰ類）	GB/T16907-1997 等同于ISO 9905 194
GB/T5656	離心泵技術條件（Ⅱ類）	GB/T5656-1994 等同于ISO 5199 1986
GB/T5657	離心泵技術條件（Ⅲ類）	GB/T5657-1995 等同于ISO 9908 1993
AP1610	石油、重化學和天然氣工業用離心泵	GB/T3215-2007 等同于AP1610 2004

 

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：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粒或懸浮物時，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3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4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） 含固體顆粒或高溫或聚合和/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:

1.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。

2.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。

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。

3.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。

4.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。

5.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。

相信看了案例和流程化的分享，你對離心泵選型應該就胸有成竹了吧！