漫谈传统离心泵的升级改造

单级悬臂泵是将流体从一个位置输送到另一个位置的重要全球资源。这种特定类型的泵是所有泵类型中受欢迎的，因为它们提供了相对较大的流量和压力范围选择，并且通常易于维护。

在某些情况下，所服务的流程范围从重到轻比重液体、从低温到温度超过 800 °F（427 °C）。这种多功能性会使这些泵成为维护关注的焦点，以提高可靠性和运行时间，从而保持生产装置的正常运行。

技术和经验带来了制造、材料和设计方面的进步，提高了单级悬臂式（OH）泵的整体可靠性。卧式OH型泵的基本设计标准一直保持相对不变，包括带有径向和推力轴承的轴承箱，以及悬挂在轴承箱外部轴上的叶轮。行业标准，如美国石油学会（API）610，采购建议和设计考虑因素已经稳步修订，以帮助提高这些泵的整体可靠性。

API 610现有轴承箱改造对传统型泵提供了多项升级，这些泵可能受到平均维修间隔时间（MTBR）或无组织排放要求的限制。在大多数情况下，这些改造将提供单列深沟径向轴承和成对安装的背靠背角接触推力轴承。甩油环和润滑通道改善了润滑。

更大的油池、风扇和铸造散热片（翅片），以减少或消除对外部冷却水的需求。最后，密封腔和轴的设计满足当前的API 610的挠度限制和表7的尺寸要求。这使得可以使用API 682密封来升级密封技术，提高使用寿命和密封性能。

通常不考虑升级泵的现有液体端（也称为“湿端"）组件。一些传统泵的设计早于许多行业标准，并且不包含一些易于维护和压力边界可靠性的功能。建议最终用户使用以下升级机会。

在实施现代工业规范之前购买和安装的设备，可能缺乏处理连接管道施加的外部接管力和力矩的能力。当过度施加这些力和力矩时，可能会导致泵壳体和/或底座变形、不对准、过度振动和潜在的零部件接触磨损。

通常，这些泵被设计为较薄的安装脚、最小的连接板支撑和平面法兰，额定压力为 150 或 300 psi（10 或 20 bar）。这些配置可以通过对现有样式的适当修进行升级，同时保持适合现有管道和底座安装的能力。

传统的安装支脚和连接板可能厚1英寸，甚至更小，具体取决于原始设计。符合API 610 标准的新型泵具有更厚的支脚和连接板（加强筋），以满足 API 610 标准接管载荷要求。图 2（右）显示了对传统设计进行的样式修改，以提高泵的整体刚度。安装脚的厚度增加了一倍以上，为铸件提供了额外的强度。

从支脚到蜗壳外壁的连接板支撑厚度也增加了。除了这些变化之外，这种情况的法兰也从最初的美国国家标准协会（ANSI）300凸面设计更改为ANSI 600厚度，与最初的300法兰具有相同的钻孔和加工尺寸。

所有这些改进都有助于提高壳体在存在管道应变的情况下的整体抗偏转能力，或者增加与泵对中有关的管道应变的总体裕度。

为提高泵和壳体连接的整体刚度，对这种情况进行的最终升级是在排气和排液法兰上安装了角撑板。增加角撑板，可以减少由于振动疲劳而导致小口径管道焊接失效的几率。

ANSI/美国机械工程师协会（ASME）B73.1 泵和 API 610第4版之前的 API泵，不要求在（径向剖分的）壳体和泵盖之间使用受约束、可控压缩量的金属缠绕垫圈。在许多情况下，使用的垫圈是夹在泵盖法兰和壳体之间的非金属片。

这些垫圈可能有些不可靠，因为密封面上的压缩力可能会根据施加到壳体螺栓上的扭矩而变化。此外，这些材料可能受到泵送流体的温度和化学成分的限制。

API 610第5版引入了受约束、可控压缩量的金属缠绕垫圈的要求，以提高泵的密封能力，并扩大温度和产品的运行限制。

许多制造商的轴承箱改造在设计新的箱盖时使用了金属缠绕垫圈。然而，通常情况下必须为这种转换做好准备。

许多传统的泵可能有一个用于安装非金属垫圈的凹槽，但这种凹槽尺寸很少能精确控制深度。其它类型可能没有垫圈凹槽。

如上一节所述，当对现有壳体样式进行修改时，可以将改进整体密封设计的机会纳入其中。如果泵盖接口处的现有壳体尺寸不允许加入金属缠绕垫圈凹槽，则可以适当增加配合法兰的外径。然后增加壳体和泵盖连接螺栓的分布圆，以创建整合现代API 610 Table 7密封腔所需的空间。

在现代炼油应用中，由于生产需求的变化，很有可能会在泵的预期寿命期间改变原始泵的设计工作点。

在新提供的泵壳体的重新设计阶段，可以应用水力重新评估来优化泵的性能，以满足当前的运行需求。蜗壳唇部延伸或从原始设计中减少可能就足够了。

如果需要，可以创建一个备用的蜗壳型芯盒，以提供更紧密匹配的水力轮廓。可以安装改进的高流量或低流量叶轮，以进一步优化最佳效率点（BEP），使其达到所需的工作流量和压差（扬程）。

考虑一个在悬臂泵上进行水力重新评估的实例。该泵的原始工作点要求已经降低，新的流程需要进一步降低流量。

通过对蜗壳的修改和叶轮的更换，得到了满足客户要求的令人满意的运行曲线。