每一台离心泵都有一个特定容许工作区域，一旦超过该工作区域运作，将会影响到到泵（组）的靠谱高效运行使用期限。因而，泵生产商一般都需要为系统软件中常用的每一台离心泵得出较大容许工作中流量和最少持续平稳流量限制值。

1 涉及的好多个定义

1.1 最低持续热限定流量（minimum continuous thermal flow）

泵可以维持工作中并且运作不至于被地泵液体温度所危害的最小流量。

1.2 最低持续平稳流量（minimum continuous stable flow）

在没有超出指定规范/技术规格书等所规定的震动限制值的情形下泵可以工作中的最小流量。

1.3 容许工作区（allowable operating region，AOR）

API610第11版规范^[1]界定如下所示：

在这里区域范围流量下运行中，离心泵震动比较高，但依然是“能接受的”水准。

1.4 比能量（energy density）

比能量又被称为动能抗压强度，即离心泵最大功率kW和最高转速r/min的相乘。ANSI/API 610第11版标准：假如离心泵动能抗压强度为400万或更高，则应选用液体气体压力径向轴承和推力滚动轴承。而API 610第12版要求：除开管道服务项目建议使用更高比能量水准10.7×10⁶ 以外的其他所有的服务项目，仍需要满足此规定。进口水泵维修，格兰富泵维修，ITT水泵维修，飞力水泵维修，赛莱默水泵维修，科沛达泵维修，罗瓦拉水泵维修，荏原水泵维修  ，酉岛水泵，鹤见水泵维修，苏尔寿水泵维修，泰拉尔水泵维修

1.5 吸进比转速（suction specific speed）

吸进比转速又称为气蚀比转速，要在给出转速比下、水泵扬程降低3 % 后的必不可少汽蚀余量、以较佳高效率点（BEP）的流量计算出来的，是一个与离心泵吸入能有关的指数值。吸进比转速是检验一台离心泵对内部结构逆流的脆弱水平评估尺寸。公式计算界定如下所示：

式中：n = 离心泵转速比，企业r/min；

Q = 最好高效率点流量，企业m³/s；针对单吸离心叶轮，Q为总流量，针对双吸离心叶轮，Q为总流量的一半；

NPSH3 = 在较佳高效率点流量和第一级离心叶轮较大孔径下，水泵扬程降低3 % 后的必不可少汽蚀余量，企业m。

1.6 吸进动能（suction energy）

吸进动能界定为：吸进动能 = D_e × N × S × S_g

式中：D_e = 离心叶轮通道孔径，具体工程实践中，一般用泵通道管（管径）规格取代，in；

N = 泵转速，rpm；

S = 吸进比转速，(gpm，ft)；

S_g = 液体的比例。

针对端吸泵，高吸进动能起源于160 × 10⁶；针对立式中开泵起源于120 × 10⁶。非常高吸进动能 是高吸进能量1.5倍。

而ANSI/HI 9.6.1-1998《Centrifugal and Vertical Pumps for NPSH Margin》规范中图9.6.1.3，提出了鉴别高吸进动能离心泵简单化方式。

1.7 较高能泵（high energy pump）

API 610第11版规范将单极水泵扬程超过200米且单极输出功率超过225 kW的泵界定为较高能泵。

2 危害容许工作区的影响因素

危害离心泵容许工作区的影响因素比较多，主要有以下层面。

2.1 震动

离心泵的震动伴随着流量而改变，通常是在最好高效率附近位置震动最少，并且随着流量增大或减少而变化。从最好高效率点流量起，震动随流量的改变在于离心泵比能量的提高、比转速增大、吸进比转速的提升而变化。振动测试适合于协助评定AOR。

2.2 噪声

一切泵都是会产生一定的噪声。噪声的形成包含机械设备要素（如动/静零部件之间产生磨擦）和水力发电要素（如气蚀）。高与非常高吸进动能泵一般以相对较高的噪声水准运作。在较高与相对较低的流量及较低的NPSH裕量下，噪声会大幅增加。对于这一点，高比转速泵比低比转速泵更敏感。此外，噪声一般会伴随振动发生而发生，太高的噪声一般会导致设备破坏，并且会限定AOR。噪音检测可用于协助评定AOR。

2.3 滚动轴承/机封的使用寿命

生产商将设计方案用以连续操作的离心泵AOR控制在滚动轴承系统软件使用寿命大于等于16000钟头^[1]的运行条件下。设计方案用以间歇性运转的泵能够具备更短测算轴承使用寿命；立柱式扩散体泵和具备液体动压轴承的泵一般不具备相较于流量计算出来的轴承使用寿命，可是在预估滚动轴承转动和最大载荷流量时可以选择流量限定^[2]。

机械设备突面处轴过多偏移（挠度值）会减少封闭的使用寿命。为了获得较好的密封性能，在最严重动态性标准（较大叶轮直径与在要求转速比、所规定的物质标准）下，泵生产商将AOR控制在最主要的突面处轴总挠度值不得超过0.05 mm。该点轴挠度值限制可以通过轴孔径、轴跨度或悬壁长及其外壳设计方案（包含应用双涡壳或扩压器）的搭配来达到^[1]。

2.4 温度

地泵物质由泵进口的流至泵出入口后的温度升高量，称之为温度。液体温度随离心泵流量提升而降低。当泵在关死点或超过关死点处运行中，绝大多数实际功率转变成了热量，造成液体温度迅速上升。泵过电流零部件可能会因逐渐升高温度而澎涨、变型，造成泵轴与推动机轴造成轴力、动/静零部件产生磨擦、乃至牙齿咬合造成损坏泵。温度直接影响离心泵AOR。

2.5 NPSH裕量

NPSHA与NPSHR间的误差称之为NPSH裕量，NPSH裕量大小在于离心泵尺寸、设计方案、应用及材料及，将影响到离心泵流量运作范畴。GB/T 16907-2014《离心泵技术标准（Ⅰ类）》要求：NPSHA应该有比NPSHR（这里的NPSHR即是NPSH3）大10 % 的裕量，所以该裕量应不小于0.5米，该规定适用绝大部分一般离心泵。

2.6 输出功率限定

低比转速离心泵的功率曲线一般伴随着流量增大而变大，而高比转速离心泵的功率曲线则伴随着流量的降低而增加。电动机适用输出功率及启动标准（如开阀或闭阀运行）阻碍了AOR。泵生产商需提供具备充足扭曲地应力安全性能的流量限制值。

2.7 通道逆流

通道逆流就是指当离心泵流量小于一定值后，离心叶轮通道区域内的流量就会和叶子产生分离出来（脱流）从而形成循环系统涡旋的现象。伴随着泵流量的进一步减少，循环系统抗压强度提升，从而也会引起气蚀、噪音和液体脉冲。工作经验说明，通道逆流产生与吸进比转速息息相关。通道逆流产生后的流量伴随着离心叶轮通道孔径和吸进比转速的的增加扩大，这会大大压缩泵的AOR。

2.8 流量－水泵扬程曲线样子

针对中低档比转速的离心泵，流量-水泵扬程曲线图非常容易发生“骆驼峰”；但对于高比转速的泵，流量-水泵扬程曲线图中间有可能出现 “下移”（即鞍形）。具体工程实践中，应确保在骆驼峰和马鞍子地区左边运作，两种情况都是会限定AOR。

2.9 内部结构机械设备触碰

不论是生产商或是客户，都希望能泵自始至终因其BEP运作，在这里流量下，涡壳式泵所产生的水力负荷最少。但实际工程实践中，泵非常少一直处于其BEP运作。水力负荷伴随着运作流量变化而变化。伴随着负载的提高，转子的偏移很有可能越来越非常大，可能会导致转动件和静止不动件中间接触。泵生产商应评定她们设计和运作工作经验，以决定是否对AOR进行相应的限定。

3 较大容许工作中流量的明确

工程项目在实践中，绝大部分离心泵较大容许工作中流量一般为泵最高效率点流量的120 % ~ 125 %，主要是由以下几种要素明确。

3.1 比转速

比转速大小，直接影响（流量-水泵扬程、流量-高效率等）特性曲线图的发展方向（正常的、轻缓、陡降）。针对低比转离心泵，过去了最高效率点流量后水泵扬程曲线图一般降低比较快，流量很有可能不能达到BEP的105%到110%。在这样的情况下，卖家需在招投标特性曲线图上得出较大流量限定。

3.2 NPSH裕量

在大部分泵系统内，NPSHA趋向伴随着流量的的增加减少，而NPSHR趋向伴随着流量的提高而变化。在设备设备相对高度明确的情形下，应依据NPSH裕量大小，来决定离心泵有效运作范畴。这一NPSH裕量足够在大多数流量下（从最少持续平稳流量到最高容许工作中流量）维护泵免受逆流和气蚀产生的影响。

要特别说明的是：针对“特殊功能”较高能泵（如500 bar髙压、6000 rpm快速、单极水泵扬程500 m的注水泵；髙压丁二烯管道离心泵；髙压离心空压机；乃至应该没有备用3至4 MW的冶炼厂充汽油泵等），API 610第12版标准“应依据气蚀新生（NPSHi）、而不只是一般的NPSH3来决定适度的NPSH裕量”。NPSH裕量的选择，可以根据具体工程实践工作经验或参照ANSI/HI 9.6.1-2012《Rotodynamic Pumps Guideline for NPSH Margin》中常推荐之值。

3.3 输出功率限定

驱动机输出功率大小，立即阻碍了AOR。在最高容许工作中流量下，应保证驱动机不容易过载运作（电机温度正常的、驱动机机械振动噪声正常的）。API610第11版规范对原油、石油化工和天燃气工业级离心泵电动机适用输出功率明确规定了：当离心泵电机功率低于22kW时，按1.25倍采用电动机适用输出功率；当离心泵电机功率为22~55kW时，按1.15倍采用电动机适用输出功率；当离心泵电机功率超过55kW时，按1.10倍采用电动机适用输出功率。工程项目在实践中，对于一些关键工作状况用泵（如核电厂基本大岛主离心泵和凝结水泵），一般规定驱动机的适用输出功率不少于被驱动设备在大运行条件下电机功率的1.15倍。

3.4 总结

之上相关因素下所得的流量里的极小值，即是泵在规定设备里的较大容许流量。

4 最低持续平稳流量的明确

泵在一个小流量下运行中，可能会致使几个问题：地泵液态温度升高、造成额外轴向力（单涡壳泵）、通道逆流、气蚀等，从而造成振动分析、噪声提升及滚动轴承机械密封寿命的下降。因而，针对特定设备，生产商应当得出离心泵最少持续平稳流量限制值。

工程项目在实践中，大部分离心泵最少持续平稳流量一般为最高效率点流量的25 % ~ 30 %，中小型离心泵相对性小一些，而大中型离心泵会达到最高效率点流量的35% 之上。主要是由以下几种要素明确。

4.1 泵的种类尺寸

与比较小的泵对比，大型泵（如离心叶轮通道孔径超出450 mm）很容易出现气蚀破损的难题，其最少持续平稳流量值也随之大一些。比如，EBARA企业OH2型UCW泵，进/出入口管径低于50×40时，最低持续平稳流量一般为BEP点流量的12 %；进/出入口管径相当于50×40时，为BEP点流量的15 %；但当进/出入口管径大于100×80时，为BEP点流量的25 % ~ 30 %。

4.2 比转速

针对中低档比转速离心泵，流量-水泵扬程曲线图非常容易发生骆驼峰；但对于高比转速离心泵，流量-水泵扬程曲线图一般会有鞍形，这会大大限定离心泵AOR。在出现骆驼峰和鞍形流量-水泵扬程曲线图时，其最少持续平稳流量应是该区域较大水泵扬程对应的流量值。

4.3 通道逆流

通道逆流与泵吸进比转速及吸入动能有关，而通道逆流将影响到泵最少持续平稳流量的明确。一般，最低持续平稳流量随吸入比转速或吸入能量的增加扩大。为了防止通道逆流（造成离心泵机械振动噪声的显著扩大），我们一般会让吸入比转速设定一个限定值。在全球范围内石油化工行业获得普遍认可是指UOP 5-11-7标准^[3] 所规定的：离心泵吸入比转速不高于13000（m³/h, m）；当地泵介质为水或水分含量超出50 % 的水溶液，而且离心泵单极离心叶轮功率超出75 kW时，吸入比转速不高于11000 （m³/h, m）。

4.4 温升

泵的效率是泵对液体所作的功（合理功率）与传达到泵轴里的功率（轴功率）比例，以百分数表示。二种功率间的不一样主要是因为泵内部结构水力发电、滚动轴承和机封的磨擦、泄露（包含均衡智能回水）等所造成的功率消耗。除开泄露、滚动轴承和机封上比较少的功率损害之外，其他能量（功率）损害都转化为发热量，再通过液体传达到泵上。主要表现为地泵液体温升，它与离心泵总水泵扬程和质量相互关系如下所示^[4]：

 

式中（公制单位）： = 温升，℃；

H = 相匹配应用流量的泵总水泵扬程，m；

102 = 常量；

C_p = 地泵条件下介质的比热容，kJ/(kg·K)，水的比热为4.18 kJ/(kg·K)；

η= 相匹配应用流量的泵效率，以十进制小数表明

为了避免离心泵过多提温，每一台泵都是会提供一个适度的最小持续热限定流量值，该值一般低于离心泵最少持续平稳流量（约是最佳高效率点流量的10 %上下）。一般认为根据离心泵液态温升极限是8℃。在绝大多数装置中，根据离心泵温升按8℃考虑到时，这一适度的最小持续热限定流量能通过以下表达式开展估计^[4]：

 

按容许温升估计最少持续热限定流量^[5]：

 

式中（公制单位）：P_p = 泵最少流量点轴功率，kW

P_a = 泵额定值点轴功率，kW

433 = 常量

ρ= 介质相对密度，kg/m³

H_S = 泵关死点水泵扬程，m

g = 9.81 m²/s

当NPSHA远高于NPSHR时，泵许可的温升由离心泵原材料、介质特点及密封性状况等各项要素明确；当NPSHA和NPSHR较靠近或当运输易气化介质（如液态烃）时，泵许可的温升由气蚀标准明确。在一般的估计中，泵许可的温升依据表1^[6]中常特定的经验来选中。

表1：不一样主要用途离心水泵容许温升标准值（企业：℃）

泵种类

一般泵

离心空压机

塑料泵

液态烃泵

 

10~20

8~10

< 10

≤ 1

4.5 总结

之上相关因素下所得的流量里的最高值，即是泵在规定设备里的最少持续平稳流量。

离心泵具体最少持续平稳流量值一般由出厂试验/当场运行测试所得的，而投标书中给予给大家的最后的最小持续平稳流量值一般（相对性保守）比检测所得的值要大一些。