文章作者: 謝小青(上海電氣凱士比核電泵閥有限公司)
作者根據本人在石化泵一線十多年的工作及工程實踐經驗,以第11版(等同于ISO13709第2版)為例對API610標準進行解讀,以幫助中國泵行業(yè)能更好地理解、設計開發(fā)和生產API泵,進而打造出具有國際級品牌的產品。
注:本文中所涉及的條款、表及圖號均指API610第11版標準所對應的條款、表及圖號。
1 API610第11版修訂背景
API標準通常每五年更新一次。API610第九版于2003年1月發(fā)布(僅作為過渡版,短期使用),作為其修訂版的第十版發(fā)布于2004年10月。API/ISO工作組從2006年開始致力于第11版的更新。工作組以得到驗證的工程和操作實踐為基礎,就旋轉設備的最新發(fā)展狀況,包括可靠性議題、工業(yè)議題及被建議修改的方面進行分析,并且與水力學會(HI)、國際電工委員會(IEC)、國家電氣制造商協會(NEMA)及美國材料試驗學會(ASTM)等相關工業(yè)協會通力合作,以保證第11版為上述協會的最新技術水平。事實證明,第11版在發(fā)布兩年左右已被國際上廣泛使用。
下面將從安全可靠性、壽命、可操作性、安裝及維護這四個方面進行解讀。對于工程實踐中經常會使用到的重點內容的解讀,將放在本文的第二部分。
2 安全可靠性
API610標準(即API泵)永遠將安全可靠性放在第一位,甚至不惜以犧牲一部分泵的效率為代價,如采用剛性軸設計、為了保證任何工況下動/靜部件均不易發(fā)生咬合,加大口環(huán)間隙等等。涉及到安全可靠性的條款非常多,現摘錄如下。
2.1 條款6.1.11[2]對于所有應用條件,泵最好具有穩(wěn)定的流量-揚程曲線(即揚程曲線呈連續(xù)上升狀直到關死點為止)。如果買方規(guī)定是并聯運行,則必須具有這種穩(wěn)定的流量-揚程曲線。如果規(guī)定并聯運行,則曲線上的揚程上升量至少應當是額定流量點揚程的10 %。
【解讀】如果揚程曲線有駝峰,在同一揚程將對應有兩個不同流量點,易引起誤操作(或誤報)。如果揚程上升量太小,即泵出口壓力變化太小,將不便于用戶現場的調節(jié)和監(jiān)控。但揚程上升量也不宜太大(特別是多級泵),否則影響下游管路的設計壓力等級,增加投資成本。在工程實踐中,至關死點,揚程上升量通常規(guī)定為10~20%;但對于高壓多級泵,至關死點,揚程上升量通常會放寬到10~25%。
2.2 條款6.1.12應當給泵一個優(yōu)先選用的工作區(qū),此工作區(qū)位于所提供葉輪的最佳效率點流量的70~120%區(qū)間內。額定流量點應位于所提供葉輪最佳效率點流量的80~110%區(qū)間內。
【解讀】最優(yōu)的選擇是泵的額定流量點位于最佳效率點的右側、而正常運行點位于最佳效率點的左側,但在實際應用中很難出現這種非常滿意的選擇。不過,作為一個指導性原則,應盡量使泵的運行工況處于或靠近上述區(qū)間。
2.3 條款6.1.15單級揚程超過200m和單級功率超過225kW的泵需要特殊措施來減小葉輪葉片通過頻率振動和小流量時的低頻振動。對于這些泵,導葉與葉輪葉片外圓周之間的徑向間隙至少為最大葉輪葉尖半徑的3%(對于導葉式泵)和最大葉輪葉片尖半徑的6%(對于蝸殼式泵)。
【解讀】此類泵稱為高能泵。如果出現振動超標,上述間隙因素有可能是引起的原因之一。