ANSIとAPI、どちらのプロセスポンプを使うべきですか？
ここ数カ月、トレーニングのスケジュールで、APIポンプとANSIポンプの両方を使用するさまざまな工場に行きました。 いくつかのケースでは、これら 2 つのプロセス ポンプ スタイルの違いについて、いくつかの混乱があるようだということが明らかになりました。 そのため、本当はAPIポンプが必要なのに、より安価なANSIポンプを購入してしまうのです。 1267>
The ANSI Pump
The ANSI ポンプは、米国国家規格協会の寸法基準に基づいて設計、製造されています。 長年にわたり、ANSIポンプは、化学プロセスアプリケーションだけでなく、水や他のあまり攻撃的でないサービスにおいても、エンドサクションポンプの好ましいスタイルとなっています。 この規格は、あるメーカーから別のメーカーへのポンプの寸法互換性を提供します。
The API Pump
他方、API ポンプは一般精油サービス用のアメリカ石油協会規格 610 の要件を満たしている。 このスタイルは、石油精製産業におけるアプリケーションのほぼ独占的な選択であり、精製所で一般的な、より積極的な性質の高温高圧アプリケーションを扱います。
The Service Considerations
化学および石油化学産業の両方で、ポンプ輸送される液体の多くは単に環境破壊やポンプの効率と信頼性よりも多くの考慮を必要としています。 それは、人体の安全という面を考慮する必要がある。 したがって、ANSIポンプとAPIポンプのどちらを選ぶかは、運転条件だけでなく、特定の流体特性を考慮する必要がある。
これらの選択の主な違いの1つは、主にケーシング設計定格の違いに起因するもので、以下の通りである。
APIポンプ定格＝750psig at 500-deg F
この数値から考えても、このポンプ定格の差は大きい。 APIポンプは、ANSIポンプよりも高圧・高温サービス用として検討されるべきものであることは明らかである。
ケース設計
両タイプとも1段式でケーシングは半径方向に分割されており、バックプルアウトの配置でメンテナンスが容易になります。
ほとんどのANSIポンプといくつかのAPIポンプは、ケーシング内部の通路にシングルボリュート設計を採用しています。 図1に示すように、ボリュートの面積はインペラからの吐出量に比例して増加するため、インペラ外周部では一定の速度が発生する。 この速度エネルギーは、流体が吐出ノズルに入るまでに圧力エネルギーに変わる。
図1. シングルボリュートの場合
ボリュートの特異な形状は、インペラ周辺の圧力分布にも偏りを生じさせ、その結果、インペラ周辺とシャフトに対して直角方向のスラスト荷重のバランスが悪くなる。 この荷重はポンプを停止状態で運転したときに最大となり、流量がB.E.P.に近づくにつれて徐々に減少していく。 結果として生じるシャフトのたわみの問題を調査した結果、バランスの崩れた負荷が作用する半径方向の面は、渦巻きの切水から約60度反時計回りになっていることがわかりました。 ダブルボリュートケース
大型APIポンプのほとんどは、大流量、高揚程のユニットでこれらの負荷を減らすためにダブルボリュート設計で生産されています。 これは、各ボリュートからの反対側のアウトオブバランス荷重をバランスさせることによって達成されます。
多くのAPIポンプに見られるもう一つのケーシングの特徴は、トップサクション/トップディスチャージアレンジで、サクションノズルは端ではなく、ディスチャージノズルに隣接してケーシングの上部に位置している。 この設計の欠点は、これらのポンプのほとんどで、必要なNPSHは通常、吸引フランジからインペラの目に至る曲がりくねった経路の摩擦損失を収容するために、エンドサクション配置よりも大きいということです。
バックカバーの配置
ANSIとAPIのポンプケーシングの大きな違いの1つは、バックカバーのケーシングへの固定方法である。 典型的な ANSI ポンプ Flowserve Corporation 提供
図 3 に示す ANSI 設計では、バック カバーとガスケットは軸受フレーム アダプタによってポンプ ケーシングに固定されており、これは最も頻繁に鋳鉄で提供されています。 このため、フレームアダプタとポンプケーシングの合わせ面に隙間が生じ、ボルトの締め付けにバラツキが生じる可能性がある。 このため、プロセスシステムによってケーシングの圧力が通常より高くなった場合、アダプターの破損を引き起こす可能性がある。 典型的な API ポンプ Flowserve Corporation 提供
図 4 の API 設計は、バックカバーをケーシングに直接ボルト止めし、金属と金属の嵌め合いで、限定された制御圧縮ガスケットを使用しています。
Mounting Feet
2つのポンプスタイルのもう一つの違いは、取り付け脚の構成である。 ANSIのポンプケーシングはすべてケーシングの下面から突出した脚をベースプレートにボルトで固定しています。 これらのポンプを高温用途で使用すると、ケーシングが取付脚から上方に膨張し、ケーシングに激しい熱応力が発生し、ポンプの信頼性に悪影響を及ぼします。 一方、APIポンプはケーシングの水平中心線上に、ケーシングの両側から突出した脚を設置し、ベースプレートの一部をなす台座にボルトで固定されている。 この配置により、APIポンプは高温での揚水運転が可能という利点がある。 このような場合、ポンプが温度上昇すると、金属の膨張はケーシング中心線の上下になり、ケーシングに最小限の応力を与えるので、ポンプの最適な信頼性に貢献する。
高温サービスを扱う能力は、APIポンプのベアリングハウジングにも現れており、設計上はるかに堅牢で、冷却水容量の大きい冷却ジャケットも搭載する傾向が見られる。 選択プロセスでこれらの要因を念頭に置くことで、収益性と信頼性の高い運用システムを提供するために適切に選択されたポンプ設計に仕上げることができます。
Pumps & Systems, September 2006