国家标准计划《离心式纸浆泵》由 TC211(全国泵标准化技术委员会)归口 ,主管部门为中国机械工业联合会。
主要起草单位 尚宝罗江苏节能科技有限公司 。
23 流体系统和通用件 |
23.080 泵 |
1、立项的必要性 (1)经济社会和产业的发展需求 造纸工业是与我国国民经济和社会事业发展关系密切的重要基础原材料产业,也是国民经济的重要组成部分。
产业关联度大,是拉动轻工业、纺织、农业、林业、印刷、包装、物流等产业发展的重要力量,是关系民生的直接消费品产业。
造纸产业是高污染、高耗能行业,随着国家环保法规日趋完善、环保监管执法日渐严格、劳动力成本的不断上升、原辅料价格的持续上涨、贸易保护主义的进一步抬头,以及新型智能科技的加速崛起,都给造纸行业发展带来更高要求和挑战。
纸浆泵为造纸、制浆生产中重要的流程设备,是主要的耗能设备,占全厂用电量的20%左右,因此进行纸浆泵产品应用节能技术研究应用,形成标准规范,对促进行业能耗水平的提高,提升市场竞争力具有极其重要的意义。
(2)相关法律法规、政策规划的要求 造纸行业是我国首批纳入碳交易的八大行业之一。
在碳达峰碳中和要求下,优化能源结构、推进绿色发展,已成为产业生存和发展的必然选择。
(3)标准实施后重大经济、社会、生态效益分析 造纸行业实现碳达峰碳中和目标,需要解决五个方面问题,包括解决预判纸张需求总量和产能达峰、新增产能增速科学合理控制,寻找替代能源、现有技术装备突破,确定新的能耗标准及淘汰落后产能,新增碳汇和碳储存等。
造纸行业要实现碳达峰和碳中和目标,还需调整产业和原料结构,根据造纸工业的特点,解决回收问题;提高生产力能效和生产技术水平,减少使用化石能源,增加绿色能源和生物质能源比例。
如果上述措施得以实施,造纸及纸制品行业的碳排放可在2030年达到峰值,单位产品能耗可以在“十四五”下降7%的基础上再降低2%至3%。
纸浆泵作为造纸工业流程中的重要耗能装备,通过自身效率及使用效率的提高,将有效助力造纸行业碳中和。
2、项目可行性 (1)产业发展情况 纸浆泵是造纸工业流程中输送浆料介质的主要动力设备,也是重要的耗能设备。
随着现代造纸、制浆工业的发展,高耗能、低效率及低安全可靠性的浆泵产品已越来不能满足市场的需求,同时因不合理选用匹配不合理,致使耗能严重。
(2)有关技术的成熟度和经济性分析 随着造纸工业的发展及纸浆泵的应用,浆泵水力设计已由传统的一元设计方法转向三元设计方法,通过CFX等多相流流场分析软件能够有效仿真出不同浓度纸浆的输运能力及运行效率。
经实践与仿真数据比较,仿真准确率达95%以上。
数据仿真技术有效地降低了设计成本及试制成本,因此在进行纸浆泵产品及应用提效技术的研究具有可靠性、经济性。
(3)已经具备的研究基础和条件等 目前的纸浆泵国家标准是2010年编制,2011年出版,其效率指标、性能范围及性能换算方法已经满足不了现代制造要求了,随着智能制造技术的发展,目前泵制造厂的制造能力和水平有了大幅度的提升,其性能水平已高于现有国家标准要求,同时产品选型及性能换算也有了更为精确的方法,故提出本标准的修订。
本项目是对GB/T 26115-2010《离心式纸浆泵》标准的修订,在原标准基础上进行了完善和补充,促进了造纸行业的安全可靠、绿色环保,助力造纸行业的碳中和。 (1)2010版标准是基于当时泵制造厂的制造条件,效率及稳定性均较低,因目前制造厂制造水平的提升,效率有了进一步的提升,故对部分效率指标进行了提升; (2)现在实际应用需求的纸浆泵参数在2010版标准性能参数中没有列出,故针对实际需求作了补充; (3)针对浆料的种类及其性能特怔提出了化学制浆和机械制浆的概念; (4)悬浮浆料流动时需克服剪切应力才能正常流动,因此提出了最小极限流速的概念,以便在泵选用时考虑最大管径及汽蚀余量; (5)系统编制了浆料悬浮液沿程摩擦损失计算及泵性能计算的资料性附录,为泵选用提供科学、可靠的依据。 本标准与GB/T 26115—2010相比,需修订内容如下: (1)结合实际造纸工业生产的需求,将标准范围中纸浆浓度由原来的浓度≤8%调整至浓度≤6%; (2)修改了规范性引用文件: 1)GB/T 3215 石油、石化和天然气工业用离心泵(GB/T 3215—2019,ISO 13709:2009,MOD) 2) GB/T 3216 回转动力泵水力性能验收试验1级和2级(GB/T 3216—2016,ISO 9906:2012,MOD) 3)GB/T 5661 轴向吸入离心泵机械密封和软填料用空腔尺寸(GB/T 5661—2013) 4)GB/T 5662 轴向吸入离心泵(16bar)标记、性能和尺寸(GB/T 5662—2013) 5)GB/T 29529 泵的噪声测量与评价方法(GB/T 29529—2013) 6)GB/T 29531 泵的振动测量与评价方法(GB/T 29531—2013) (3)术语和定义内容作了调整: 1)增加了GB/T 33925.1及GB/T 33925.2标准界定的内容; 2)增加了化学制浆的定义; 3)增加了机械制浆的定义; 4)增加了必需最小极限流量的定义。 (4)按照现行标准编制规范要求,将性能参数归列到附录A; (5)修改了输送浆料介质时,应保证最小极限流速的要求: (6)增加了图1,不同管道直径对应的浆体悬浮液允许最大流速; (7)因目前泵制造厂设计开发能力、技术装备水平较原标准制定时有了进一步提高,因此泵效率水平有了进一步提升,同时因单级单吸泵流量、扬程等参数未能满足用户的实际需要,故对表1中流量、扬程参数进行了扩充,并对部分效率进行了修正; (8)修改了泵配套电动机输出功率的要求,泵配套电动机的选取应考虑浆体介质的浓度、密度及其它联接条件的影响,其输出功率按附录D计算; (9)因浆体介质中含有气体,故采用开式叶轮,因此增加了对开式叶轮及配套的衬板间隙的检查要求; (10)删除了输送浆体介质时管路压头损失及黏度计算(见2010年版的附录D); (11)增加了输送悬浮浆体沿程摩擦损失及泵性能计算,可根据浆料的特性允许最小流速计算及沿程摩擦损失计算,根据输送纸浆的流量、扬程计算纸浆泵输送清水时性能并选型,同时能根据纸浆泵清水性能计算输送纸浆悬浮液的性能并验证选型的合理性,降低了能耗,并降低了纸浆泵系统的寿命周期成本。