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漫談傳統(tǒng)離心泵的升級改造
閱讀：711 發(fā)布時間：2023-5-26單級懸臂泵是將流體從一個位置輸送到另一個位置的重要全球資源,。這種特定類型的泵是所有泵類型中受歡迎的,，因為它們提供了相對較大的流量和壓力范圍選擇，并且通常易于維護(hù),。
在某些情況下,，所服務(wù)的流程范圍從重到輕比重液體、從低溫到溫度超過 800 °F（427 °C）,。這種多功能性會使這些泵成為維護(hù)關(guān)注的焦點,，以提高可靠性和運行時間，從而保持生產(chǎn)裝置的正常運行,。
技術(shù)和經(jīng)驗帶來了制造,、材料和設(shè)計方面的進(jìn)步，提高了單級懸臂式（OH）泵的整體可靠性,。臥式OH型泵的基本設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)一直保持相對不變，包括帶有徑向和推力軸承的軸承箱,，以及懸掛在軸承箱外部軸上的葉輪,。行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，如美國石油學(xué)會（API）610,，采購建議和設(shè)計考慮因素已經(jīng)穩(wěn)步修訂,，以幫助提高這些泵的整體可靠性。
API 610現(xiàn)有軸承箱改造對傳統(tǒng)型泵提供了多項升級,，這些泵可能受到平均維修間隔時間（MTBR）或無組織排放要求的限制,。在大多數(shù)情況下，這些改造將提供單列深溝徑向軸承和成對安裝的背靠背角接觸推力軸承,。甩油環(huán)和潤滑通道改善了潤滑,。
更大的油池、風(fēng)扇和鑄造散熱片（翅片）,，以減少或消除對外部冷卻水的需求,。最后，密封腔和軸的設(shè)計滿足當(dāng)前的API 610的撓度限制和表7的尺寸要求,。這使得可以使用API 682密封來升級密封技術(shù),，提高使用壽命和密封性能。
通常不考慮升級泵的現(xiàn)有液體端（也稱為“濕端"）組件,。一些傳統(tǒng)泵的設(shè)計早于許多行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),，并且不包含一些易于維護(hù)和壓力邊界可靠性的功能,。建議最終用戶使用以下升級機(jī)會。
在實施現(xiàn)代工業(yè)規(guī)范之前購買和安裝的設(shè)備,，可能缺乏處理連接管道施加的外部接管力和力矩的能力,。當(dāng)過度施加這些力和力矩時，可能會導(dǎo)致泵殼體和/或底座變形,、不對準(zhǔn),、過度振動和潛在的零部件接觸磨損。
通常,，這些泵被設(shè)計為較薄的安裝腳,、最小的連接板支撐和平面法蘭，額定壓力為 150 或 300 psi（10 或 20 bar）,。這些配置可以通過對現(xiàn)有樣式的適當(dāng)修進(jìn)行升級,，同時保持適合現(xiàn)有管道和底座安裝的能力。
傳統(tǒng)的安裝支腳和連接板可能厚1英寸,，甚至更小,，具體取決于原始設(shè)計。符合API 610 標(biāo)準(zhǔn)的新型泵具有更厚的支腳和連接板（加強(qiáng)筋）,，以滿足 API 610 標(biāo)準(zhǔn)接管載荷要求,。圖 2（右）顯示了對傳統(tǒng)設(shè)計進(jìn)行的樣式修改，以提高泵的整體剛度,。安裝腳的厚度增加了一倍以上,，為鑄件提供了額外的強(qiáng)度。
從支腳到蝸殼外壁的連接板支撐厚度也增加了,。除了這些變化之外,，這種情況的法蘭也從最初的美國國家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會（ANSI）300凸面設(shè)計更改為ANSI 600厚度，與最初的300法蘭具有相同的鉆孔和加工尺寸,。
所有這些改進(jìn)都有助于提高殼體在存在管道應(yīng)變的情況下的整體抗偏轉(zhuǎn)能力,，或者增加與泵對中有關(guān)的管道應(yīng)變的總體裕度。
為提高泵和殼體連接的整體剛度,，對這種情況進(jìn)行的最終升級是在排氣和排液法蘭上安裝了角撐板,。增加角撐板，可以減少由于振動疲勞而導(dǎo)致小口徑管道焊接失效的幾率,。
ANSI/美國機(jī)械工程師協(xié)會（ASME）B73.1 泵和 API 610第4版之前的 API泵,，不要求在（徑向剖分的）殼體和泵蓋之間使用受約束、可控壓縮量的金屬纏繞墊圈,。在許多情況下,，使用的墊圈是夾在泵蓋法蘭和殼體之間的非金屬片。
這些墊圈可能有些不可靠,，因為密封面上的壓縮力可能會根據(jù)施加到殼體螺栓上的扭矩而變化,。此外,，這些材料可能受到泵送流體的溫度和化學(xué)成分的限制。
API 610第5版引入了受約束,、可控壓縮量的金屬纏繞墊圈的要求,，以提高泵的密封能力，并擴(kuò)大溫度和產(chǎn)品的運行限制,。
許多制造商的軸承箱改造在設(shè)計新的箱蓋時使用了金屬纏繞墊圈,。然而，通常情況下必須為這種轉(zhuǎn)換做好準(zhǔn)備,。
許多傳統(tǒng)的泵可能有一個用于安裝非金屬墊圈的凹槽,，但這種凹槽尺寸很少能精確控制深度。其它類型可能沒有墊圈凹槽,。
如上一節(jié)所述,，當(dāng)對現(xiàn)有殼體樣式進(jìn)行修改時，可以將改進(jìn)整體密封設(shè)計的機(jī)會納入其中,。如果泵蓋接口處的現(xiàn)有殼體尺寸不允許加入金屬纏繞墊圈凹槽,，則可以適當(dāng)增加配合法蘭的外徑。然后增加殼體和泵蓋連接螺栓的分布圓,，以創(chuàng)建整合現(xiàn)代API 610 Table 7密封腔所需的空間,。
在現(xiàn)代煉油應(yīng)用中，由于生產(chǎn)需求的變化,，很有可能會在泵的預(yù)期壽命期間改變原始泵的設(shè)計工作點,。
在新提供的泵殼體的重新設(shè)計階段，可以應(yīng)用水力重新評估來優(yōu)化泵的性能,，以滿足當(dāng)前的運行需求。蝸殼唇部延伸或從原始設(shè)計中減少可能就足夠了,。
如果需要,，可以創(chuàng)建一個備用的蝸殼型芯盒，以提供更緊密匹配的水力輪廓,?？梢园惭b改進(jìn)的高流量或低流量葉輪，以進(jìn)一步優(yōu)化最佳效率點（BEP）,，使其達(dá)到所需的工作流量和壓差（揚(yáng)程）,。
考慮一個在懸臂泵上進(jìn)行水力重新評估的實例。該泵的原始工作點要求已經(jīng)降低,，新的流程需要進(jìn)一步降低流量,。
通過對蝸殼的修改和葉輪的更換，得到了滿足客戶要求的令人滿意的運行曲線,。
為了幫助對抗泵殼體腐蝕或侵蝕的影響,，可能需要謹(jǐn)慎地升級泵殼體材料,，以更好地適應(yīng)流程液體。這些變化可能包括從碳鋼升級到馬氏體,、奧氏體或雙相不銹鋼,。另外，許多傳統(tǒng)泵使用的可能是鑄鐵材料,。
用碳鋼或其它可焊接合金代替鑄鐵,，可能會使設(shè)備的使用壽命延長數(shù)十年。對于高度侵蝕的工況,，還可以考慮在流道中施加涂層,。其中可能包括超音速火焰噴涂、堆焊和擴(kuò)散涂層等技術(shù),。
懸臂式軸承箱改造,，長期以來一直是一種經(jīng)過驗證的升級，有助于延長API 泵和前 API 泵的 MTBR,。然而,，重要的是要認(rèn)識到，在不需要對現(xiàn)有裝置進(jìn)行額外的現(xiàn)場改造的情況下,，將新的泵技術(shù)適當(dāng)?shù)貞?yīng)用于傳統(tǒng)設(shè)備,，可以獲得進(jìn)一步的收益。雖然這些改造似乎需要很長的準(zhǔn)備時間,，而且前期成本可能很高,，但與對底座和管道安裝進(jìn)行現(xiàn)場改造的成本相比，這些修改可能會相形見絀,。
除了這些改造以外,，通常還可以將效率改進(jìn)納入其中，以進(jìn)一步延長裝置的使用壽命,，降低運營成本,，同時滿足生產(chǎn)需求變化后的要求。