石油精製所の複雑なネットワークでは、無数のパイプラインが静脈のように様々な機器を接続し、遠心ポンプがシステム全体に流体を絶えず循環させる心臓部として機能しています。生産の安全性と運転効率を確保するためには、適切な遠心ポンプの選定が不可欠です。石油業界における遠心ポンプ設計のゴールドスタンダードとして認められているAPI 610規格は、ポンプの種類を詳細に分類しています。この記事では、API 610で定義されている3つの主要な遠心ポンプカテゴリー、オーバーハング(OH)、ベアリング間(BB)、および垂直懸架(VS)設計について詳細に分析し、専門家が実際の用途に合わせて情報に基づいた意思決定を行うのに役立ちます。
API 610は、石油、重化学、天然ガス産業で使用される遠心ポンプに関する米国石油協会(American Petroleum Institute)が発行した規格です。この規格は、ポンプの設計、材料、製造、試験、設置のすべての側面を網羅しており、信頼性、安全性、性能を確保することを目的としています。構造的特性に基づいて、API 610は遠心ポンプをオーバーハング(OH)、ベアリング間(BB)、および垂直懸架(VS)の3つの主要なカテゴリーに分類しています。
オーバーハング遠心ポンプは、インペラがシャフトの一端に取り付けられ、もう一端がベアリングで支持されているのが特徴です。このコンパクトな設計はメンテナンスを容易にし、中~低流量および低揚程の用途に適しています。API 610は、特定の構造の詳細に基づいて、オーバーハングポンプを6つのサブタイプ(OH1からOH6)にさらに細分化しています。
OH1ポンプは、フットマウントサポートと水平設置を備えた単段オーバーハング設計です。フレキシブルカップリングを介してモーターに接続され、ポンプケーシングは通常、設置とメンテナンスを容易にするためにベースプレートの中央に配置されています。これらのポンプはシンプルな構造と低コストを提供し、一般的な流体移送用途に適しています。
OH2ポンプの主な特徴は、ケーシングがフットではなく、中心線に沿ってブラケットで支持される中心線サポート設計です。この構成は、熱膨張の影響を最小限に抑え、高温または変動温度条件下での運転安定性を向上させます。OH2ポンプは通常、軸方向の力を吸収し、運転中にインペラの適切な位置を維持する単一のベアリングハウジングを採用しています。
OH3ポンプは、単段、直結、インライン設計で、オーバーハングインペラと独立したベアリングサポートを備えています。モーターはコンパクトな設置のためにポンプに直接取り付けられ、独立したベアリングハウジングが運転負荷を吸収します。この構成は、スペースが限られた用途で特に役立ちます。
OH4ポンプは、OH3モデルと同一の構造を共有しており、フレキシブルカップリングの代わりにリジッドカップリングを使用している点が異なります。リジッドカップリングはより大きなトルクを伝達しますが、より高い設置精度を必要とします。
OH5ポンプは、モーターシャフトにインペラが直接取り付けられたクローズカップリング設計が特徴です。これらの垂直インライン単段ポンプは、非常にコンパクトな構造と簡素化されたメンテナンスを提供し、さまざまな業界で広く適用されています。
OH6ポンプは、増速ギアボックスを組み込んだ高速設計を表しています。インペラはギアシャフトに直接取り付けられ、フレキシブルカップリングを介してモーターに接続されます。垂直および水平構成の両方で利用可能で、これらのポンプは高揚程、低流量の用途で優れています。
ベアリング間遠心ポンプは、インペラをポンプケーシングで支持された2つのベアリングの間に配置します。この配置は、優れたシャフトサポートを提供し、たわみを減らし、高流量、高揚程の用途での運転安定性を向上させます。API 610は、ケーシング構造に基づいて、BBポンプを5つのタイプ(BB1からBB5)に分類しています。
BB1ポンプは、単段または2段の水平設置用の水平分割ケーシングが特徴です。この設計は、内部コンポーネントの迅速な分解とメンテナンスを容易にします。BB1ポンプは、一般的な流体移送用途でうまく機能します。
BB2ポンプは、主にラジアル分割ケーシング構造である点でBB1モデルと異なります。この設計は、より高い圧力に耐えることができ、要求の厳しい用途に適しています。
BB3ポンプは、水平分割ケーシングを備えた多段水平設計を表しており、通常、フレキシブルカップリングを介してモーターに接続されます。これらのポンプは、高揚程用途で非常に優れた性能を発揮します。
BB4ポンプは、各段がタイロッドで接続されたリングを形成する多段、セグメント構造を採用しています。リングセクションポンプとしても知られ、各ラジアル分割段は、両端にベアリングで支持されたシャフトに取り付けられます。
BB5ポンプは、高圧運転用に設計されたバレル型の外側ケーシングが特徴です。これらの多段設計は、二重ケーシング、ラジアル分割構造、およびフレキシブルカップリングを組み込んでいます。
垂直懸架遠心ポンプは、ケーシングを液体に浸し、カラムを介して取り付けプレートから吊り下げます。この構成は、キャビテーションのリスクを最小限に抑え、低液面または自吸式用途に最適です。API 610は、構造的バリエーションに基づいて、VSポンプを7つのタイプ(VS1からVS7)に分類しています。
VS1ポンプは、単一ケーシング垂直懸架設計が特徴で、ウェットピットまたはディフューザーポンプとして機能します。カラムは吐出導管として機能します。
VS2ポンプは、VS1モデルと同様の他の特性を維持しながら、ボリュートケーシング設計を採用しています。
VS3ポンプは、アキシアルフロー、単一ケーシング垂直懸架設計を表しており、ポンプカラムが吐出導管として機能します。
VS4設計は、ボリュートケーシングを備えた独立した吐出カラムを組み込んでいます。垂直懸架シャフトには、中間ベアリングサポートが含まれる場合があります。
VS5ポンプも独立した吐出カラムを備えていますが、中間ベアリングを排除している点が異なります。ポンプシャフトはオーバーハングのままで、上部ベアリングのみで支持されています。
VS6ポンプは、二重ケーシング構造を組み込んでおり、「缶ポンプ」というニックネームが付けられています。これらの垂直懸架設計は、ポンプカラムを介して吐出します。地下設置は、NPSH(正味有効吸込ヘッド)の利用可能性を高める場合があります。
VS7ポンプは、VS6モデルと同様のボリュートケーシング設計でAPI 610分類を完了し、他の同等の特性を維持しています。
API 610規格は、包括的な遠心ポンプ分類を提供しており、各タイプは特定の用途に独自の利点を提供します。適切なポンプの選定には、API 610ガイドラインに従って、流量、揚程、流体特性、および運転環境を慎重に検討する必要があります。これにより、信頼性の高い運転、効率の向上、および生産の安全性が確保されます。技術が進歩するにつれて、新しいポンプ設計とスマートモニタリングシステムが引き続き登場しており、基本的なAPI 610の原則と並行して、業界の発展を継続的に評価することが不可欠です。
石油精製所の複雑なネットワークでは、無数のパイプラインが静脈のように様々な機器を接続し、遠心ポンプがシステム全体に流体を絶えず循環させる心臓部として機能しています。生産の安全性と運転効率を確保するためには、適切な遠心ポンプの選定が不可欠です。石油業界における遠心ポンプ設計のゴールドスタンダードとして認められているAPI 610規格は、ポンプの種類を詳細に分類しています。この記事では、API 610で定義されている3つの主要な遠心ポンプカテゴリー、オーバーハング(OH)、ベアリング間(BB)、および垂直懸架(VS)設計について詳細に分析し、専門家が実際の用途に合わせて情報に基づいた意思決定を行うのに役立ちます。
API 610は、石油、重化学、天然ガス産業で使用される遠心ポンプに関する米国石油協会(American Petroleum Institute)が発行した規格です。この規格は、ポンプの設計、材料、製造、試験、設置のすべての側面を網羅しており、信頼性、安全性、性能を確保することを目的としています。構造的特性に基づいて、API 610は遠心ポンプをオーバーハング(OH)、ベアリング間(BB)、および垂直懸架(VS)の3つの主要なカテゴリーに分類しています。
オーバーハング遠心ポンプは、インペラがシャフトの一端に取り付けられ、もう一端がベアリングで支持されているのが特徴です。このコンパクトな設計はメンテナンスを容易にし、中~低流量および低揚程の用途に適しています。API 610は、特定の構造の詳細に基づいて、オーバーハングポンプを6つのサブタイプ(OH1からOH6)にさらに細分化しています。
OH1ポンプは、フットマウントサポートと水平設置を備えた単段オーバーハング設計です。フレキシブルカップリングを介してモーターに接続され、ポンプケーシングは通常、設置とメンテナンスを容易にするためにベースプレートの中央に配置されています。これらのポンプはシンプルな構造と低コストを提供し、一般的な流体移送用途に適しています。
OH2ポンプの主な特徴は、ケーシングがフットではなく、中心線に沿ってブラケットで支持される中心線サポート設計です。この構成は、熱膨張の影響を最小限に抑え、高温または変動温度条件下での運転安定性を向上させます。OH2ポンプは通常、軸方向の力を吸収し、運転中にインペラの適切な位置を維持する単一のベアリングハウジングを採用しています。
OH3ポンプは、単段、直結、インライン設計で、オーバーハングインペラと独立したベアリングサポートを備えています。モーターはコンパクトな設置のためにポンプに直接取り付けられ、独立したベアリングハウジングが運転負荷を吸収します。この構成は、スペースが限られた用途で特に役立ちます。
OH4ポンプは、OH3モデルと同一の構造を共有しており、フレキシブルカップリングの代わりにリジッドカップリングを使用している点が異なります。リジッドカップリングはより大きなトルクを伝達しますが、より高い設置精度を必要とします。
OH5ポンプは、モーターシャフトにインペラが直接取り付けられたクローズカップリング設計が特徴です。これらの垂直インライン単段ポンプは、非常にコンパクトな構造と簡素化されたメンテナンスを提供し、さまざまな業界で広く適用されています。
OH6ポンプは、増速ギアボックスを組み込んだ高速設計を表しています。インペラはギアシャフトに直接取り付けられ、フレキシブルカップリングを介してモーターに接続されます。垂直および水平構成の両方で利用可能で、これらのポンプは高揚程、低流量の用途で優れています。
ベアリング間遠心ポンプは、インペラをポンプケーシングで支持された2つのベアリングの間に配置します。この配置は、優れたシャフトサポートを提供し、たわみを減らし、高流量、高揚程の用途での運転安定性を向上させます。API 610は、ケーシング構造に基づいて、BBポンプを5つのタイプ(BB1からBB5)に分類しています。
BB1ポンプは、単段または2段の水平設置用の水平分割ケーシングが特徴です。この設計は、内部コンポーネントの迅速な分解とメンテナンスを容易にします。BB1ポンプは、一般的な流体移送用途でうまく機能します。
BB2ポンプは、主にラジアル分割ケーシング構造である点でBB1モデルと異なります。この設計は、より高い圧力に耐えることができ、要求の厳しい用途に適しています。
BB3ポンプは、水平分割ケーシングを備えた多段水平設計を表しており、通常、フレキシブルカップリングを介してモーターに接続されます。これらのポンプは、高揚程用途で非常に優れた性能を発揮します。
BB4ポンプは、各段がタイロッドで接続されたリングを形成する多段、セグメント構造を採用しています。リングセクションポンプとしても知られ、各ラジアル分割段は、両端にベアリングで支持されたシャフトに取り付けられます。
BB5ポンプは、高圧運転用に設計されたバレル型の外側ケーシングが特徴です。これらの多段設計は、二重ケーシング、ラジアル分割構造、およびフレキシブルカップリングを組み込んでいます。
垂直懸架遠心ポンプは、ケーシングを液体に浸し、カラムを介して取り付けプレートから吊り下げます。この構成は、キャビテーションのリスクを最小限に抑え、低液面または自吸式用途に最適です。API 610は、構造的バリエーションに基づいて、VSポンプを7つのタイプ(VS1からVS7)に分類しています。
VS1ポンプは、単一ケーシング垂直懸架設計が特徴で、ウェットピットまたはディフューザーポンプとして機能します。カラムは吐出導管として機能します。
VS2ポンプは、VS1モデルと同様の他の特性を維持しながら、ボリュートケーシング設計を採用しています。
VS3ポンプは、アキシアルフロー、単一ケーシング垂直懸架設計を表しており、ポンプカラムが吐出導管として機能します。
VS4設計は、ボリュートケーシングを備えた独立した吐出カラムを組み込んでいます。垂直懸架シャフトには、中間ベアリングサポートが含まれる場合があります。
VS5ポンプも独立した吐出カラムを備えていますが、中間ベアリングを排除している点が異なります。ポンプシャフトはオーバーハングのままで、上部ベアリングのみで支持されています。
VS6ポンプは、二重ケーシング構造を組み込んでおり、「缶ポンプ」というニックネームが付けられています。これらの垂直懸架設計は、ポンプカラムを介して吐出します。地下設置は、NPSH(正味有効吸込ヘッド)の利用可能性を高める場合があります。
VS7ポンプは、VS6モデルと同様のボリュートケーシング設計でAPI 610分類を完了し、他の同等の特性を維持しています。
API 610規格は、包括的な遠心ポンプ分類を提供しており、各タイプは特定の用途に独自の利点を提供します。適切なポンプの選定には、API 610ガイドラインに従って、流量、揚程、流体特性、および運転環境を慎重に検討する必要があります。これにより、信頼性の高い運転、効率の向上、および生産の安全性が確保されます。技術が進歩するにつれて、新しいポンプ設計とスマートモニタリングシステムが引き続き登場しており、基本的なAPI 610の原則と並行して、業界の発展を継続的に評価することが不可欠です。