石油化工装置中泵的配管设计研究

1、    石油化工装置中泵的配管设计研究    刘雪松摘 要 泵作为一类输送流体和对流体增压的机械，广泛应用于各类石油化工装置中。按照原理可分为容积式泵、动力式泵和其他类型泵三类。泵的布置，以及相关管道的设计对装置的运行安全，运行效率，以及检维修的方便程度都有至关重要的作用。关键词 泵;化工装置;管道布置1泵的布置作为一类广泛使用的化工设备，泵在石油化工装置中的布置方式主要有：露天布置、半露天布置、室内布置等三种。泵的布置要根据泵的形式以及操作面的间距和方向综合考虑，其次还要考虑检修的方便性。泵宜布置在管廊下或管廊与塔、容器之间，平行于管廊排成一列。泵也可

2、分散布置在被抽吸设备的附近，其优点是通风良好，操作和检修方便。露天布置的泵。露天布置的泵一般都布置在管廊下。一般采取单排布置，对齐方式为泵端第一个管口或出口中心线对齐，距管廊柱中心线的间距在0.62.0m之间。泵布置在管廊下方或外侧时，泵的检修空间不宜小于3m，操作通道宽度不宜小于1m。半露天布置的泵。半露天布置的泵一般出现在多雨的地区，可管廊下方布置，在管道上方设置顶棚，或者设置在框架下方，以框架平台作为顶棚。这些泵可根据与泵有关的设备布置要求，将泵布置成单排、双排或多排。室内布置的泵。在气温寒冷或或者多风沙地区，泵宜布置在室内。这种布置方式在我国北方的工厂内非常常见。此外，工艺过程要求设备

3、布置在室内时，也应在室内布置。甲、乙a类液体泵房的地面不应有地坑或地沟，如不能避免应采取强制通风的措施，利于可燃气体及时扩散。泵的基础。泵的基础尺寸在厂家提供的装配图中会给出建议尺寸，以及螺栓形式、螺栓预留孔深度等信息。设计泵的基础时，如果不是很小的泵，应按预留孔方案考虑，在基础上预留孔洞，这样泵到货之后安装有较大的调整余地。2泵的入口管线泵的入口管道设计非常关键，因为其对泵的性能有较大影响，是确保泵长期处于正常工作状态的关键。入口管线从设计角度要注意防止泵产生气蚀现象。为防止汽独现象的发生，泵入管系统的有效汽蚀余量，最少达所要求汽蚀余量的 3倍以上，否则就不能正常工作。泵的入口管线不能有“气

4、袋”，当入口有气体吸入时也会发生汽蚀，因此在吸入管不得有气袋。当泵的入口水平管线较长时，可在吸入管上设置合适的坡度。当泵的入口管线有变径时，要采用偏心异径管来防止气体积聚。偏心异径管通常顶平设置。异径管后至入口管嘴宜设置35d直管段。但当输送流体含有固体颗粒时，为了防止固体颗粒在偏心异径管处积聚，此时要求偏心大小头底平布置。为了防止杂物进入泵内，应在泵入口管线上安装过滤器。临时过滤器通常用于试车期间，当管道吹扫或冲洗干净后可以拆除。过滤面积不应小于管道内界面的24倍。临时过滤器的安装尽可能靠近泵口。过滤器的布置要充分考虑检维修空间。3泵出口管线泵的出口管道虽然不像入口管道那样影响泵的性能。但是

5、，因为压力降和热应力仍需认真考虑。一般泵出口管道比入口管径小12级、流速大，不易产生气阻。为了防止流体倒流，在泵出口与第一道切断阀之间设置止回阀。注意，泵出口切断阀应用闸阀蝶阀或其他阻力小的阀门而不能用截止阀。泵的相关管线通常把限流孔板、调节阀和其他限流设施装在离心泵出口管道上。离心泵出口切断阀直径可与管道相同，也可比管道直径小，但不得小于泵嘴直径。往复式泵因为工作原理，会产生流体的脉冲。当出口管管径较小时，脉冲易产生振动。此时，支架的设置要增强刚度，最好设置在地面上。出口管线为了防止管道的振动，要缩短支架间的间距（多设置管架），提高管架的刚性。同时泵的出口管道应有一定的柔性，特别是在高温、高

6、压条件下，必须经过应力分析，根据应力计算结果来确定管道的合理走向。泵出口压力表，应设置在泵出口与第一道切断阀之间的管道上。当泵出口管系的压力降到低于液体蒸汽压时，就会发生闪蒸，伴随着液体中蒸汽含量增加，管系的压降增大时，管径必须按两相流计算。泵的设置为一开一备的情况下，停运泵一侧成了死区，故温度计应安装在两条泵合流后的管线上。为了防止流体倒流引起泵的叶轮倒转，泵出口应安装止回阀。4泵的辅助管道和保护管道冷却水管道。设在冷却水管道上的检流器应便于观察水流情况。冷却水管道布置应尽量贴近泵座，使之不影响检修，并需要考虑美观，注意防冻。密封液管道。管道布置时，应了解泵是否带有密封液系统，该系统通常由制

7、造厂设计配套。暖泵管道。输送230度以上的介质时，且有备用泵的情况下，常在泵的出口阀组前后设置使液体少量回流的旁通管作为暖泵管道。防止因高温液体突然进入泵体造成设备损坏。预冷管道是同样的道理。输送低温介质的泵组中，常在泵的出口阀组前后设置dn20旁通管道。小流量旁通管道。当泵的工作流量低于额定流量的20%时，常设置小流量旁通管1。为了防止高扬程泵备用泵出口闸板因单侧受压过大，不易打开，常设旁通管解决该问题。防凝管道。环境温度低于运输物料的凝固点，在备用泵的进出口常设置dn20的防凝旁通。通常防凝管道需要伴热保温。平衡线。对于输送在常温下饱和蒸汽压高于大气压的液体为了防止进泵液体产生蒸汽或者有气

8、泡进入泵内引起气蚀需设置平衡线。5其他需要注意的细节输送含有固体颗粒的液体管道，为了减少管系沉降和沉积物堵塞，泵出口与入口管的分支管连接宜采用大坡度或者45度角斜接。并且分支管道上的阀门位置应尽量靠近其根部安装。除离心泵外，其他如往复泵、容积泵应有超压保护措施，泵出口设置安全阀，泵出口管道宜返回至泵的入口管。泵的進出口宜设置可调支架。这一点一定要注意，因为震动，热位移或者基础沉降等原因，如果不设置可调支架容易造成设备管嘴损坏，影响运行安全。某些含有固体物料的泵，设置双排净阀的时候，因为操作空间的限制，部分设计人员会将排净管线加一个90度弯头，阀门水平布置。这样的布置，因为固体物料的存在容易造成堵塞，给检维修造成很大麻烦，要特别注意。6结束语泵作为一类常用设备，其配管工作在工厂设计