当前位置: 旋转机 >> 旋转机市场 >> 什么是确保离心泵高效可靠运行的关键
衡量一个国家自主创新能力的三大指标是:标准、专利和品牌。对于我国离心泵行业来说,“走出去”最大的短板是生产中、高端技术产品的企业奇缺,而与中高端产品相对应的是高水平的设计制造标准的严重滞后。没有高水平的设计制造标准,哪来高品质的产品?
本篇文章主要由美国水力协会(HI)的一个团队撰写(该协会以卓越和效率为中心,以推进泵制造为使命,专注于泵行业),简要介绍了对离心泵发展带来重大影响的几个ANSI/HI标准,相信对我国离心泵行业的发展具有一定的借鉴作用。仅供参考。
有关ANSI/HI标准的更多信息,请访问:pumps.org/Standards。
前言
寻求离心泵系统解决方案的最有效途径是符合监管机构、设计制造方、施工方和系统所有者的要求,尤其是在发电领域。不断升版的标准在提高泵系统的性能、可靠性和质量方面起着重要作用,最大限度地减少了为获得最适合应用的解决方案而经常需要的反复试验(即大幅度降低了试错成本)。
离心泵的标准非常繁多、杂乱。就拿我国来说吧,有国际标准(ISO)、国外标准(ANSI、EN、DIN、JIS等)、国家标准(GB)、行业标准(如JB、NB、SH)等,然而,高品质的标准并不多。不过,终归有一些标准因其影响的程度而引人注目,如ANSI/API、ANSI/HI等。本文作者为泵领域的三位专家,参与了他们认为对泵系统设计带来最重大或持久变化的标准ANSI/HI的编制(升版),了解一下他们的看法。
成功始于统一的测试标准
HI技术事务主任PeterGaydon指出,该组织是美国国家标准协会(ANSI)认可的标准制定组织。HI已经发布了35项泵类标准和指南,其中大部分通过ANSI的认可、并作为美国国家标准发布。其中,包括ANSI/HI14.6《RotodynamicPumpsforHydraulicPerformanceAccep-tanceTests》。
Gaydon表示,年更新的ANSI/HI14.6规定了采购商和制造商用于验收旋转动力泵(离心泵、混流泵和轴流泵)的标准,标准中概述的验收试验包括水力性能测试、静水压测试、机械完整性测试和净正吸入压头NPSH测试。
标准中描述的内容包括工厂性能测试的类型、测试试验台的要求、允许的设备不确定度和测量波动。对于性能测试,可应用于保证点的验收等级和公差带。标准的核心是三个测试等级和六个公差带,这些等级单边(有的参数只允许有单向偏差)或双边(有的参数允许有正负偏差)应用于流量和总扬程的保证点。本标准还提供了按行业细分的默认验收等级,但如果买方希望采用与默认不同的验收等级,他们可以指定。
ANSI/HI14.6之所以如此重要,是因为它为所有制造商创建了测试装置的通用统一标准以及设备验收的通用统一标准。最终用户可以要求泵达到特定的验收等级,并保证泵在现场正常运行。如果没有这个标准,就不可能达到测试的统一性、可比性和高效性。
进水口设计标准带来的便利
美国陆军工程兵机械工程师、HI标准合作伙伴TimothyPaulus说:“在兵团中,我们将水泵基础设施设计作为土建工程任务的一部分。在设施中,我们使用了许多潜水泵,因此我们参考ANSI/HI11.6《RotodynamicSubmersiblePumpsforHydraulicPerformance,Hydro-staticPressure,Mechanical,andElectricalAcceptanceTests》标准对潜水电机泵进行独特的测试”。该标准要求潜水泵作为一个完整的紧密联接单元(即共轴式泵)进行测试。
Paulus说:“我们还使用了另一个标准ANSI/HI9.8《RotodynamicPumpsforPumpIntakeDesign》,在有助我们的团队确定所需尺寸(包括泵站的高度、长度和宽度)方面节省了大量的时间”。
Paulus表示,该标准旨在帮助工程师优化效率和流量。它涉及“矩形进水口、成型吸入口、圆形泵站、用于清洁液体和含固体液体的沟槽式进水口、储罐的泵吸入管,筒袋形立式涡轮泵进水口和无限制进水口”。“该标准还帮助工程师了解如何围绕泵的几何结构和入口连接的尺寸配置功能性泵送设施。这有助于液体均匀地流入叶轮的入口(eye),从而实现高效、可靠的运行,同时减少振动”。
Paulus说,一个“真实世界的例子”说明了该标准的重要性,这是在密歇根州苏圣玛丽的一个陆军部队船闸设计的泵站,那里空间狭小。“物理建模有时是必要的,但通常需要大量的时间,”他说。“虽然用于泵站建模的软件已经取得了长足的进步,但它还不够先进,无法在没有物理建模的情况下做到完全依赖。我们利用ANSI/HI9.8和我们自己的工程手册(由HI帮助更新)以节省时间,同时最大限度地减少了占地面积”。
不可否认尺寸标准的重要性,因为构建比例模型既费时又费钱,而且一些泵站的高度和宽度非常大,很容易造成次优选项。ANSI/HI9.8对于尽可能快速、顺利地完成设计过程至关重要。
“此外,HI目前正在对该标准进行更新,以解决计算流体动力学(CFD)模拟参数。虽然物理模型可能总是必要的,但对于工程师来说,依靠CFD建模软件并使用物理模型进行验证将是一个巨大的飞跃。这种情况可能即将出现。”
确定可接受的泵管道及振动要求
作为ANSI/HI9.8的配套标准,ANSI/HI9.6.6《RotodynamicPumpsforPumpPiping》解决了泵管道设计、布置等方面的要求,特别是直管段要求及管道设计指南(见图1)。CDMSmith首席工程师兼HI标准合作伙伴、专注于水/废水细分市场的SteveFehniger表示,“如果不能满足改造中的最小值,可参照9.6.6标准中对最小吸入口直管段要求和考虑。”
图1:HI泵标准帮助用户确定泵管道所需尺寸
Fehniger说,另一个标准ANSI/HI9.6.4《RotodynamicPumpsforVibrationMeasure-mentsandAllowableValues》设定了旋转动力泵的振动验收标准和测量方法。该标准用于提供有关振动测量和相关验收标准的指导,以确定从振动角度来看新安装设备是否可接受。Fehniger说:“我们使用该标准作为现有泵的基准,以确定相对于初始基准的变化,并评估由于磨损、系统变化、运行条件变化等导致的泵机组偏离可接受振动的程度。”
Fehniger说,标准和指南对于未来的泵系统设计和评估仍然很重要,并且需要随着行业的变化而发展,以适用新的发展趋势或挑战。“ANSI标准的五年审查周期促进了定期更新,并提供了一种考虑市场变化的手段。例如,我们见证了许多HI出版物中从泵焦点到系统焦点的转变。现在,全行业的
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