立式涡轮泵是一种值得信赖、久经考验的主力泵，广泛应用于世界各地的工业环境中。这种泵的设计不断改进着全球重要行业的运行状况，如石油和天然气、石化、化工、电力、海水淡化和采矿等行业。立式泵设计用于处理具有挑战性的应用，其悠久的历史可追溯到一百多年前在洛杉矶地区发明的立式泵。最早的立式泵用于农业用途。现在，立式泵经常被选为应对需要低流量和高扬程泵的常见挑战的强有力的解决方案。尽管如此，与传统卧式泵相比，设计工程师、工厂管理人员和现场操作人员可能对立式涡轮泵何时是最佳的解决方案缺乏了解。

图1：符合API 610标准的性能和NPSH测试系统（图片由ITT Goulds Pumps提供）

可扩展性

立式泵的长度可根据需要延伸至地下，以确保净正吸入压头（装置汽蚀余量）。这种灵活的设计具有明显的优势，可以根据需要通过叠加级数或叶轮来定制、调整尺寸。由于立式泵可根据任何设施的当前和未来需求进行定制安装，因此可随着时间的推移进行分阶段调整，从而降低运营成本。

尺寸

立式泵可以安装在狭小的空间内，与传统的卧式泵相比，所需的占地面积要小得多。在尺寸受限的环境中，这是一个重要的考虑因素。此外，立式泵的基础材料可以升级，从而减少磨损，缩短设备停机时间，最大限度地延长泵的使用寿命。

效率

立式泵可以绕过的另一个难题是灌泵，因为许多立式泵都具有自吸功能。这意味着，在立式泵中，操作人员无需在泵开始运行前排除空气、抽真空并进行灌泵。相反，立式泵在启动时无需注入液体，只要达到第一级叶轮开始泵送的最低液位即可正常运行。立式泵可以组合不同的水力模型，以满足应用的特定条件。这种灵活性使定制成为可能。

安全、水力和机械

立式涡轮泵在安全、水力和机械方面也有不同之处。在狭小空间和危险环境中，立式涡轮泵的功能往往变得更加重要，这在许多能源应用中都很常见。在安全性方面，立式泵采用浸没式泵元件，扬程-流量曲线更陡峭。立式泵的另一个特点是电机位于设备顶部。由于立式泵不像卧式泵那样离地面很低，因此易于监测，并提供一定的保护。在洪水泛滥的地区，由于泵电机被抬高到离地面足够高的位置，因此有可能免受损坏。立式涡轮泵的水力技术在一系列因素上提供了更大的灵活性：能够处理低吸入压力、根据不同需要来增加和减少扬程、宽比转速（Ns）范围以及无需灌泵。在某些情况下，卧式泵的吸入口可能没有足够的压力来防止汽蚀。而立式设计则无需确保NPSHa（吸入压力）与液体蒸汽压力相匹配。

狭小空间和尺寸要求

卧式泵可能比较笨重。由于整个泵都在地面上，而且占地面积通常是平铺的，因此卧式泵有时不能满足严格的占地面积和重量要求。此外，卧式泵在处理具有挑战性的压力和低流量应用时也会受到限制。立式泵通常可以满足更小、更紧凑的泵设计要求，从而最大限度地利用地面空间，并更容易更换泵部件。立式泵可以在不改变管口位置的情况下更换整个泵的水力系统。泵操作员有时可以更换卧式泵，但在将管口与现有管道位置和底座上的钻孔螺栓相匹配方面往往会遇到困难。立式泵的下部或泵扩散体组件是泵送元件，可以在不移动管口位置的情况下进行互换。在水平面上，卧式泵本身位于泵壳体内，如果需要移动，则还必须调整管道，使其与新位置或新管道螺栓的精确高度相匹配。相比之下，当今许多最先进的立式涡轮泵设计结构紧凑、立式悬吊、配备径向叶轮，显示出处理低流量和高扬程的能力。适用于低流量、高扬程的径向叶轮是石油化工行业（包括轻烃、炼油、原油生产、储运等）普遍需要的叶轮。立式叶轮可根据需要叠加多级，以获得高扬程。例如，如果操作人员需要高压，流量从30 gpm到2,800 gpm不等，扬程高达4,500英尺或更高，那么立式多级低流量高扬程泵就可以实现这一目标。最新的立式涡轮泵技术可提供高度小于7英尺的30级泵，具有短而紧凑的叶轮叠加。电力市场中的锅炉给水应用就是受益于这种泵设计和技术的一个行业实例。传统上，其中一些应用是由卧式泵提供的。在这种情况下，立式泵是一种更好的解决方案。

具有挑战性的现场环境

有时，设备安装在极端温度的环境中。立式泵可以深入地下，远离环境，避免设备和液体暴露在极端、寒冷的地面温度下，而这种温度会对传统的卧式泵造成严重破坏。由于立式泵位于温度更稳定的地下，因此通常不需要对设备进行额外的调整，就能使泵正常工作。一些最新的立式技术采用了径向剖分的双壁压力泵壳，带有金属对金属配合和受控压缩垫圈。这种设计功能非常适合轻烃应用。最后，一些地区或市场由于法规的限制。立式泵的特点是筒体长度较短，比转速Ns较低，因此挖掘量最小，可满足在狭窄空间内输送和储存轻烃的要求。

图2：许多高扬程应用涉及在VS6吸入筒体中抽吸低比重碳氢化合物

不断变化的现场需求

用户在上述市场中面临着许多挑战 - 恶劣环境、高温和危险材料。一个主要趋势是，现场需求会随着时间的推移而不断变化。这就需要一个可扩展的泵设计平台，以满足泵送需求。这种定制的灵活性和便利性为这些类型的工作场所提供了许多优势。例如，可以购买五级或五级叶轮的立式泵，以满足系统的最大扬程或压力要求，从而满足系统每年所需的压力。而卧式泵则无法做到这一点。相反，必须预先对设备进行全部投资。在采购评估和决策中，间隔采购可能是一个重要因素。根据需要分阶段投资购买泵设备，可以更轻松地选择合适的立式泵解决方案。这使现场操作人员能够订购当前和短期内所需的泵，同时还具有可扩展的设计，随着扬程需求的增加，他们可以轻松订购更多级和叠加叶轮的泵。例如，采矿运营商在特定泵送应用的第一年只需要一级泵。第二年，需要更多级泵，立式泵设计的灵活性和定制性使其能够根据即时需求分阶段或分期购买。当需要更大的压力时，则需要更多的级数。此外，在许多情况下，变频驱动器（VFD）通常与石油和天然气市场上的这些泵送解决方案搭配使用，以管理特定比重的液体，避免因超负荷而更换驱动机和泵。

在许多与能源相关的应用中，选择立式泵而非卧式泵通常可以减少停机时间，并使现场的预防性维护计划更加准确，从而提高运营效率、可靠性和盈利能力。了解所有可选泵设计方案的功能和特点，有助于降低泵的振动水平，减少泵内部组件的磨损，从而延长正常运行时间。通过更深入的了解，泵操作人员就能更准确地评估所有选项，并做出明智的决策，从而延长运行时间，提高利润。