數值法選離心泵在油庫設計中應用

熊 凡

（中石化上海石油化工股份有限公司，上海 201512）

油庫運行費用的動力費用是由泵在裝卸油品產生的電費。因此，在揚程和流量一定的情況下，泵的效率高低就決定了油庫的運行費用。在油庫設計中，在已知油品粘度的條件下，選定經濟流速，并根據經濟流速確定管徑[1]。根據所運行的鶴管數確定流量；在已知流量、粘度和管徑條件下，確定流態，根據達西或列賓宗公式計算沿程摩阻。依據流量和摩阻進行選泵，并使泵在高校區運行[2]。

1 選泵的基本原則

（1）輸送流體的性質

流體有各種各樣的，如液體、氣體、蒸汽、漿液、懸浮液、粘稠液等，有的流體帶有顆粒、粉塵、化學物質等，因此在選用閥門時，首先要了解流體的性質，如流體是否有固體懸浮物？液態流動時是否可能產生氣化？在那里氣化？氣態流動時是否液化？流體的腐蝕性如何？

（2）操作條件

在輸送油品的最高最低溫度、最高最低壓力、正常流量、最小和最大流量等。

（3）泵的工作位置

泵的工作環境溫度、濕度、海拔高度、管道的大小及長度、進口液面至泵的中心線距離、排液口至設備液面距離等[3]。

2 確定泵的參數

2.1 流量確定

泵在裝卸車、船時，流量是由裝卸時間來決定的。即流量等于裝卸車、船容積除以裝卸時間。但泵的流量應略大于有容積和時間確定的流量。

2.2 泵的揚程

泵的揚程根據達西公式計算的管路沿程摩阻確定，泵的揚程應略大于管道的沿程摩阻。泵的特性方程可根據最小二乘法來進行回歸[4]。設泵的任意已知的流量（Q1，Q2，Q3）、揚程（H1，H2，H3）和效率（η1，η2，η3），根據公式（1）（2）（3）（4）回歸泵特性方程, Q*為泵特性方程流量。

工作點的揚程：

2.3 泵的效率

在已知3 個點的流量和效率的前提下，可根據拉格朗日多項式插值法回歸效率。

3 數值求解及算例

3.1 數值求解

求解過程見程序框圖[5]。

圖1 程序框圖Fig.1 Flow diagram

3.2 算例

某油庫卸油流量為79.2 m3/h，同時工作為4 個鶴管，吸入管段長度為 19.5 m，排出管段長度為215.9 m，吸入口高度為1.1 m，高差為6.5 m，年最高工作溫度為34℃，15.6℃時汽油密度為720 kg/m3，溫度20 ℃時粘度為0.4 厘坨，20 ℃粘度為1 厘坨。選泵結果見圖2 和圖3。

圖2 輸入全局變量，點擊確定。

圖3 為輸入選泵計算參數，點擊計算。泵的參數在數據庫中。

圖2 軟件開始界面Fig.2 Software interface

圖3 軟件計算結果Fig.3 The results of software calculation

4 結 論

通過對離心泵的數值計算分析，符合條件的油泵有許多種，如果是用畫圖法選泵，軟件輸出的結果都符合要求。但最優結果比一般符合要求的結果高出 5%的效率。也就是說用效率最高的可以節省5%的動力費用。同時為油庫設計和油庫選泵提供理論依據。

［1］王宇. 慶哈輸油管道優化運行技術研究[D].大慶：大慶石油學院,2009.

［2］張國權 ，吳顯洪. 輸油泵變頻節能技術分析與運用[J]. 油氣儲運,2008,27（3）：53-55.

［3］孫偉. 輸油泵機組高壓變頻調速節能技術[J]. 油氣田地面工程,2009,28（7）：51-52.

［4］吳方科，常守軍，付來文.水泵變頻節能方案[J].純堿工業,2012(4):44-45.

［5］鄒同華，馬淑媛. 水泵變頻能耗的試驗研究[J]. 流體機械,2011,27（10）:1-9.