文章作者: 谢小青(上海电气凯士比核电泵阀有限公司)
作者根据本人在石化泵一线十多年的工作及工程实践经验,以第11版(等同于ISO13709第2版)为例对API610标准进行解读,以帮助中国泵行业能更好地理解、设计开发和生产API泵,进而打造出具有国际级品牌的产品。
注:本文中所涉及的条款、表及图号均指API610第11版标准所对应的条款、表及图号。
1 API610第11版修订背景
API标准通常每五年更新一次。API610第九版于2003年1月发布(仅作为过渡版,短期使用),作为其修订版的第十版发布于2004年10月。API/ISO工作组从2006年开始致力于第11版的更新。工作组以得到验证的工程和操作实践为基础,就旋转设备的最新发展状况,包括可靠性议题、工业议题及被建议修改的方面进行分析,并且与水力学会(HI)、国际电工委员会(IEC)、国家电气制造商协会(NEMA)及美国材料试验学会(ASTM)等相关工业协会通力合作,以保证第11版为上述协会的最新技术水平。事实证明,第11版在发布两年左右已被国际上广泛使用。
下面将从安全可靠性、寿命、可操作性、安装及维护这四个方面进行解读。对于工程实践中经常会使用到的重点内容的解读,将放在本文的第二部分。
2 安全可靠性
API610标准(即API泵)永远将安全可靠性放在第一位,甚至不惜以牺牲一部分泵的效率为代价,如采用刚性轴设计、为了保证任何工况下动/静部件均不易发生咬合,加大口环间隙等等。涉及到安全可靠性的条款非常多,现摘录如下。
2.1 条款6.1.11[2]对于所有应用条件,泵最好具有稳定的流量-扬程曲线(即扬程曲线呈连续上升状直到关死点为止)。如果买方规定是并联运行,则必须具有这种稳定的流量-扬程曲线。如果规定并联运行,则曲线上的扬程上升量至少应当是额定流量点扬程的10 %。
【解读】如果扬程曲线有驼峰,在同一扬程将对应有两个不同流量点,易引起误操作(或误报)。如果扬程上升量太小,即泵出口压力变化太小,将不便于用户现场的调节和监控。但扬程上升量也不宜太大(特别是多级泵),否则影响下游管路的设计压力等级,增加投资成本。在工程实践中,至关死点,扬程上升量通常规定为10~20%;但对于高压多级泵,至关死点,扬程上升量通常会放宽到10~25%。
2.2 条款6.1.12应当给泵一个优先选用的工作区,此工作区位于所提供叶轮的最佳效率点流量的70~120%区间内。额定流量点应位于所提供叶轮最佳效率点流量的80~110%区间内。
【解读】最优的选择是泵的额定流量点位于最佳效率点的右侧、而正常运行点位于最佳效率点的左侧,但在实际应用中很难出现这种非常满意的选择。不过,作为一个指导性原则,应尽量使泵的运行工况处于或靠近上述区间。
2.3 条款6.1.15单级扬程超过200m和单级功率超过225kW的泵需要特殊措施来减小叶轮叶片通过频率振动和小流量时的低频振动。对于这些泵,导叶与叶轮叶片外圆周之间的径向间隙至少为最大叶轮叶尖半径的3%(对于导叶式泵)和最大叶轮叶片尖半径的6%(对于蜗壳式泵)。
【解读】此类泵称为高能泵。如果出现振动超标,上述间隙因素有可能是引起的原因之一。