石油化工管道裝置中泵類設(shè)備安裝常見問題分析

韋英龍

摘? 要：對石油化工管道裝置中泵類設(shè)備的常見安裝問題進(jìn)行了分析，對泵的布置和泵管道的設(shè)計作了系統(tǒng)的闡述，并結(jié)合具體實例，提出了相應(yīng)的解決措施，以供參考。

關(guān)鍵詞：泵類設(shè)備;石油化工管道;自吸泵;離心泵

中圖分類號：TE973 ????????????文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A?? ????????????文章編號：2095-6835（2014）23-0042-02

1? 泵的布置

石化裝置中的泵大多是室外布置，一般會將其集中布置在管廊下方或側(cè)面。可將泵布置為單排、雙排或多排，這樣布置的優(yōu)點是通風(fēng)良好、操作和維修方便。對于泵的布置，首先應(yīng)考慮操作、維修方便，其次要美觀整齊。

布置泵時，具體要注意以下幾個方面：①對于成排布置的泵，應(yīng)根據(jù)工藝條件、介質(zhì)特性、防火要求等進(jìn)行分組布置，泵的出口中心線應(yīng)與泵基礎(chǔ)邊對齊。對于兩排對稱布置的泵，宜將泵的驅(qū)動端相對，中間應(yīng)留出檢維修通道。②對于布置在管廊下方或管廊外側(cè)的泵，泵界區(qū)內(nèi)通道的凈寬應(yīng)不小于2 m，凈高不小于3.2 m，泵端前面的操作通道寬度至少為1 m。泵和驅(qū)動機(jī)的中心線宜與管廊走向垂直。③對于布置在管廊下方的立式泵，其上方必須留出泵體安裝和維修的空間。④蒸汽往復(fù)泵的動力端和泵側(cè)應(yīng)有抽出活塞和拉桿的空間。⑤泵的基礎(chǔ)面應(yīng)高出地面0.1 m，在泵入口前安裝過濾器時，泵的基礎(chǔ)高度上方必須留出過濾器的抽芯空間。⑥泵的布置還應(yīng)滿足管道的柔性連接設(shè)計要求，裝卸泵還應(yīng)滿足裝卸要求，公用備用泵宜布置在相應(yīng)泵的中間位置。

2? 泵的管道設(shè)置

要想做好泵的配管設(shè)計，首先要充分理解管道和儀表流程圖中所示的管道流程，熟悉泵的選用。除了要滿足工藝要求外，還應(yīng)考慮泵在正常運行、維修等情況下的操作要求。因此，在布置泵的管道時，不應(yīng)在泵體的正上方和正前面安裝管道，以免檢修泵時沒有充足的拆卸和維修空間。

2.1? 泵的入口管道

為防止泵出現(xiàn)汽蝕、管道振動等問題，泵入口管線的設(shè)計至關(guān)重要，需要注意以下幾個方面的問題：①離心泵的入口標(biāo)高與貯罐或塔類設(shè)備的標(biāo)高關(guān)系應(yīng)滿足汽蝕余量的要求。首先要根據(jù)工藝要求計算出泵入口管道的壓力，并使總的配管走向滿足此要求。對于水平吸入的離心泵，其入口變徑管應(yīng)采用偏心異徑管，當(dāng)管道向上彎曲進(jìn)泵時，異徑管應(yīng)為頂平安裝;當(dāng)管道向下彎曲進(jìn)泵時，異徑管也宜為頂平安裝，并需要在最低點處設(shè)置排凈口。②如果在泵入口管道上安裝過濾器，其周圍必須預(yù)留出過濾器的抽芯空間。如果在泵入口管道上安裝臨時過濾器，入口管道上應(yīng)設(shè)置一段帶有法蘭連接口的短管，其長度至少應(yīng)為臨時過濾器的長度加上0.1 m，并備一個與臨時過濾器同厚的墊環(huán)。③如果離心泵的吸入口處有水平布置的彎頭，為防止偏流、漩渦流使泵性能降低，單吸泵入口和彎頭之間應(yīng)設(shè)一段大于管徑長度3倍的直管段，雙吸泵入口和彎頭之間應(yīng)設(shè)一段至少為管徑長度5～10倍的直管段。當(dāng)直管段不夠長時，需改變配管。如果不方便改變配管，也可在短管內(nèi)安裝導(dǎo)流板或整流管。如果吸入口的彎頭是垂直安裝，則泵吸入端的直管段可以忽略。④當(dāng)往復(fù)泵的汽蝕余量不能滿足要求時，可在入口管道上設(shè)置緩沖罐。

2.2? 泵的出口管道

泵的出口管道相對于入口管道而言，其壓力損失不是最重要的，但是管道的壓降和熱應(yīng)力仍需認(rèn)真考慮。為使流速增大，

不易產(chǎn)生氣阻，一般要使泵出口管徑比吸入管徑小1～2級。泵出口管道上的異徑管應(yīng)靠近泵的出口。

泵出口應(yīng)設(shè)置切斷閥，為防止介質(zhì)倒流，在離心泵出口與切斷閥之間應(yīng)設(shè)止回閥，其管徑與切斷閥一致。當(dāng)出口管路特長或管徑較大時，為防止水錘被破壞，還需有閥門緩閉裝置。容積泵通常不設(shè)止回閥，但出口處需要設(shè)安全閥。

當(dāng)泵的出口管道為立式管道時，應(yīng)在止回閥的出口側(cè)管道上安裝放凈閥。對于并列布置的泵，其進(jìn)、出口閥門應(yīng)采用相同的安裝高度。當(dāng)進(jìn)出口閥門安裝在立管上時，其安裝高度一般為1.2～1.3 m，手輪的安裝位置應(yīng)方便操作。

在每臺泵的出口與第一個切斷閥之間的直管道上，需安裝壓力表，其位置要易于觀察。對于往復(fù)泵，為防止液壓脈動使系統(tǒng)操作不穩(wěn)定，應(yīng)設(shè)緩沖罐。

2.3? 泵的管道支架的設(shè)置

離心泵的管嘴受力太大，將影響泵的可靠運行。為了避免閥門的重量、進(jìn)出口管道的重量和管道熱應(yīng)力所產(chǎn)生的力和力矩超過泵進(jìn)出口所允許的最大管口載荷，應(yīng)在靠近泵的進(jìn)出口管道上設(shè)置合適的吊架或支架。泵進(jìn)出口管道上的管架布置應(yīng)滿足泵檢修的支撐要求。泵的水平吸入管道宜在靠近泵的管道上設(shè)置可調(diào)可拆支架。應(yīng)減小往復(fù)泵出口管道的跨距，并增加管架的剛度。如果離心泵的介質(zhì)溫度較高或較低時，離心泵管道就會因熱脹冷縮產(chǎn)生巨大的管道熱應(yīng)力。為了補(bǔ)償管道的伸縮，并消除管道熱應(yīng)力，可使管道和泵之間有一定的位移自由度。往復(fù)泵的進(jìn)出口管道應(yīng)考慮液體脈動的影響，為防止此脈動，應(yīng)縮短管道支架之間的距離，盡量采用管卡型支架，不宜采用吊架。

3? 常見管道問題

3.1? 離心泵入口管液位高于取液口

離心泵的入口管配置必須滿足泵汽蝕余量的要求。一旦泵的入口壓力低于液體的汽化壓力，泵就會產(chǎn)生汽蝕。此泵入口配管明顯高于液體的最低液位，當(dāng)集油箱內(nèi)的液位低于泵的入口管線時，泵的入口壓力就會形成負(fù)壓，即泵入口壓力明顯小于液體的汽化壓力，泵就會產(chǎn)生汽蝕。一般情況下，普通離心泵無自吸功能，其入口液體必須倒灌，即集油箱的最低液位核算到泵入口的壓力至少要高于液體汽化壓力。為了保證泵不汽蝕，入口壓力還會增加一個余量，這就要求最低液位更高。由于泵底座二次灌漿已經(jīng)完成，降低泵的標(biāo)高已不可能，因此只有增高集液箱的高度。

3.2? 自吸泵入口管線變徑問題

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（a）????????????????????? ??????（b）

圖1? 自吸泵配管模型圖

某污水提升泵采用的是氣液混合式自吸泵，它帶有一個氣液混輸罐，如圖1所示。首次啟動前，先向罐內(nèi)和泵內(nèi)注滿水，以后再啟動時就不用再灌水，即一次注滿，永久使用。此泵的入口管徑為DN100，所配入口管線為DN200，中間連接為DN200×DN100的異徑接頭，如圖1（a）所示。此泵啟動20 min后都不上水，經(jīng)分析、核算得知，氣液混輸罐的容積是根據(jù)泵入口管道不變徑，即泵的入口管線也為DN100時設(shè)計的，當(dāng)泵的入口管徑增大到DN200時，入口管線內(nèi)空氣量增大，氣液混輸罐不能完全形成真空，從而無法實現(xiàn)自吸功能。對此，只能將入口管線拆除，改為DN100的管線，如圖2（b）所示。改裝完后重新啟泵，此泵在幾秒內(nèi)就正常出水。所以，對于自吸泵，如果入口管徑?jīng)]有特殊用途，最好不要變徑，否則會嚴(yán)重影響泵的自吸效果。

3.3? 隔膜計量泵進(jìn)出口管線未留維修空間

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圖2? 計量泵配管模型圖

隔膜計量泵是由電機(jī)驅(qū)動蝸輪、蝸桿，并帶動曲軸和連桿將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為柱塞的往復(fù)運動，柱塞的運動使液壓油傳遞的力作用于隔膜上，隔膜的往復(fù)運動又促使泵腔容積發(fā)生變化，并通過進(jìn)、出口單向閥的控制，使介質(zhì)從泵頭入口吸入，從出口排出，如圖2所示。計量泵的這種往復(fù)運動使進(jìn)、出口單向閥頻繁運動，因此，單向閥極易損壞。如果輸送介質(zhì)中的顆粒或臟物進(jìn)入單向閥，就會極易使其堵塞。計量泵的很多故障都是因單向閥的堵塞或損壞引起的，因此，需要經(jīng)常清理或更換單向閥。這就要求此閥必須有合理的拆卸空間，但由于配管人員不了解計量泵的功能和結(jié)構(gòu)，配管時，計量泵的進(jìn)、出口管線采用的都是焊接管線，如圖2（a）所示。這就導(dǎo)致計量泵的進(jìn)、出口單向閥無法拆卸。因此，最好是在泵的進(jìn)、出口增加一段短節(jié)，兩端都采用法蘭連接，如圖2（b）所示。這樣單向閥如果需拆卸時，就可以先拆除短節(jié)，然后順利拆卸單向閥。

3.4? 泵入口過濾器的抽芯空間不夠

在施工過程中，管道內(nèi)不可避免地會殘留一些焊渣等雜物，因此，要在靠近吸入口切斷閥的下游設(shè)置過濾器，并確保清掃時能取出金屬網(wǎng)。因過濾器形式各異，因此，必須先了解清楚過濾器的構(gòu)造，再進(jìn)行管道設(shè)計。另外，還要特別要注意介質(zhì)流向的限制。

4? 結(jié)束語

綜上所述，泵是石化裝置應(yīng)用最普遍的設(shè)備，如果泵類設(shè)備出現(xiàn)故障，將會嚴(yán)重影響到石化裝置的正常運行。因此，我們必須重視對泵類設(shè)備的布置和安裝工作，在石化工裝置泵設(shè)備的配管設(shè)計、施工過程中，采取有效措施及時解決出現(xiàn)的各種失誤和問題，保障石化裝置的正常工作。

參考文獻(xiàn)

[1]馬鐸芩.化工設(shè)備管道安裝常見問題及應(yīng)對策略[J].河南化工，2013（Z2）.

[2]于秀美.泵的布置和管道設(shè)計要求[J].內(nèi)蒙古石油化工，2009（23）.

〔編輯：王霞〕

Pump in Petrochemical Pipeline Equipment Installation Common Problem Analysis

Wei Yinglong

Abstract： The pump equipment in petrochemical pipeline equipment common installation problems are analyzed， the design of the arrangement of the pump and the pump pipe way of the system， and connecting with the concrete examples， puts forward the corresponding solution measures， for reference.

Key words： pump device; petrochemical pipeline; self-priming pump; centrifugal pump

3.2? 自吸泵入口管線變徑問題

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圖1? 自吸泵配管模型圖

某污水提升泵采用的是氣液混合式自吸泵，它帶有一個氣液混輸罐，如圖1所示。首次啟動前，先向罐內(nèi)和泵內(nèi)注滿水，以后再啟動時就不用再灌水，即一次注滿，永久使用。此泵的入口管徑為DN100，所配入口管線為DN200，中間連接為DN200×DN100的異徑接頭，如圖1（a）所示。此泵啟動20 min后都不上水，經(jīng)分析、核算得知，氣液混輸罐的容積是根據(jù)泵入口管道不變徑，即泵的入口管線也為DN100時設(shè)計的，當(dāng)泵的入口管徑增大到DN200時，入口管線內(nèi)空氣量增大，氣液混輸罐不能完全形成真空，從而無法實現(xiàn)自吸功能。對此，只能將入口管線拆除，改為DN100的管線，如圖2（b）所示。改裝完后重新啟泵，此泵在幾秒內(nèi)就正常出水。所以，對于自吸泵，如果入口管徑?jīng)]有特殊用途，最好不要變徑，否則會嚴(yán)重影響泵的自吸效果。

3.3? 隔膜計量泵進(jìn)出口管線未留維修空間

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圖2? 計量泵配管模型圖

隔膜計量泵是由電機(jī)驅(qū)動蝸輪、蝸桿，并帶動曲軸和連桿將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為柱塞的往復(fù)運動，柱塞的運動使液壓油傳遞的力作用于隔膜上，隔膜的往復(fù)運動又促使泵腔容積發(fā)生變化，并通過進(jìn)、出口單向閥的控制，使介質(zhì)從泵頭入口吸入，從出口排出，如圖2所示。計量泵的這種往復(fù)運動使進(jìn)、出口單向閥頻繁運動，因此，單向閥極易損壞。如果輸送介質(zhì)中的顆粒或臟物進(jìn)入單向閥，就會極易使其堵塞。計量泵的很多故障都是因單向閥的堵塞或損壞引起的，因此，需要經(jīng)常清理或更換單向閥。這就要求此閥必須有合理的拆卸空間，但由于配管人員不了解計量泵的功能和結(jié)構(gòu)，配管時，計量泵的進(jìn)、出口管線采用的都是焊接管線，如圖2（a）所示。這就導(dǎo)致計量泵的進(jìn)、出口單向閥無法拆卸。因此，最好是在泵的進(jìn)、出口增加一段短節(jié)，兩端都采用法蘭連接，如圖2（b）所示。這樣單向閥如果需拆卸時，就可以先拆除短節(jié)，然后順利拆卸單向閥。

3.4? 泵入口過濾器的抽芯空間不夠

在施工過程中，管道內(nèi)不可避免地會殘留一些焊渣等雜物，因此，要在靠近吸入口切斷閥的下游設(shè)置過濾器，并確保清掃時能取出金屬網(wǎng)。因過濾器形式各異，因此，必須先了解清楚過濾器的構(gòu)造，再進(jìn)行管道設(shè)計。另外，還要特別要注意介質(zhì)流向的限制。

4? 結(jié)束語

綜上所述，泵是石化裝置應(yīng)用最普遍的設(shè)備，如果泵類設(shè)備出現(xiàn)故障，將會嚴(yán)重影響到石化裝置的正常運行。因此，我們必須重視對泵類設(shè)備的布置和安裝工作，在石化工裝置泵設(shè)備的配管設(shè)計、施工過程中，采取有效措施及時解決出現(xiàn)的各種失誤和問題，保障石化裝置的正常工作。

參考文獻(xiàn)

[1]馬鐸芩.化工設(shè)備管道安裝常見問題及應(yīng)對策略[J].河南化工，2013（Z2）.

[2]于秀美.泵的布置和管道設(shè)計要求[J].內(nèi)蒙古石油化工，2009（23）.

〔編輯：王霞〕

Pump in Petrochemical Pipeline Equipment Installation Common Problem Analysis

Wei Yinglong

Abstract： The pump equipment in petrochemical pipeline equipment common installation problems are analyzed， the design of the arrangement of the pump and the pump pipe way of the system， and connecting with the concrete examples， puts forward the corresponding solution measures， for reference.

Key words： pump device; petrochemical pipeline; self-priming pump; centrifugal pump

3.2? 自吸泵入口管線變徑問題

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圖1? 自吸泵配管模型圖

某污水提升泵采用的是氣液混合式自吸泵，它帶有一個氣液混輸罐，如圖1所示。首次啟動前，先向罐內(nèi)和泵內(nèi)注滿水，以后再啟動時就不用再灌水，即一次注滿，永久使用。此泵的入口管徑為DN100，所配入口管線為DN200，中間連接為DN200×DN100的異徑接頭，如圖1（a）所示。此泵啟動20 min后都不上水，經(jīng)分析、核算得知，氣液混輸罐的容積是根據(jù)泵入口管道不變徑，即泵的入口管線也為DN100時設(shè)計的，當(dāng)泵的入口管徑增大到DN200時，入口管線內(nèi)空氣量增大，氣液混輸罐不能完全形成真空，從而無法實現(xiàn)自吸功能。對此，只能將入口管線拆除，改為DN100的管線，如圖2（b）所示。改裝完后重新啟泵，此泵在幾秒內(nèi)就正常出水。所以，對于自吸泵，如果入口管徑?jīng)]有特殊用途，最好不要變徑，否則會嚴(yán)重影響泵的自吸效果。

3.3? 隔膜計量泵進(jìn)出口管線未留維修空間

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圖2? 計量泵配管模型圖

隔膜計量泵是由電機(jī)驅(qū)動蝸輪、蝸桿，并帶動曲軸和連桿將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為柱塞的往復(fù)運動，柱塞的運動使液壓油傳遞的力作用于隔膜上，隔膜的往復(fù)運動又促使泵腔容積發(fā)生變化，并通過進(jìn)、出口單向閥的控制，使介質(zhì)從泵頭入口吸入，從出口排出，如圖2所示。計量泵的這種往復(fù)運動使進(jìn)、出口單向閥頻繁運動，因此，單向閥極易損壞。如果輸送介質(zhì)中的顆粒或臟物進(jìn)入單向閥，就會極易使其堵塞。計量泵的很多故障都是因單向閥的堵塞或損壞引起的，因此，需要經(jīng)常清理或更換單向閥。這就要求此閥必須有合理的拆卸空間，但由于配管人員不了解計量泵的功能和結(jié)構(gòu)，配管時，計量泵的進(jìn)、出口管線采用的都是焊接管線，如圖2（a）所示。這就導(dǎo)致計量泵的進(jìn)、出口單向閥無法拆卸。因此，最好是在泵的進(jìn)、出口增加一段短節(jié)，兩端都采用法蘭連接，如圖2（b）所示。這樣單向閥如果需拆卸時，就可以先拆除短節(jié)，然后順利拆卸單向閥。

3.4? 泵入口過濾器的抽芯空間不夠

在施工過程中，管道內(nèi)不可避免地會殘留一些焊渣等雜物，因此，要在靠近吸入口切斷閥的下游設(shè)置過濾器，并確保清掃時能取出金屬網(wǎng)。因過濾器形式各異，因此，必須先了解清楚過濾器的構(gòu)造，再進(jìn)行管道設(shè)計。另外，還要特別要注意介質(zhì)流向的限制。

4? 結(jié)束語

綜上所述，泵是石化裝置應(yīng)用最普遍的設(shè)備，如果泵類設(shè)備出現(xiàn)故障，將會嚴(yán)重影響到石化裝置的正常運行。因此，我們必須重視對泵類設(shè)備的布置和安裝工作，在石化工裝置泵設(shè)備的配管設(shè)計、施工過程中，采取有效措施及時解決出現(xiàn)的各種失誤和問題，保障石化裝置的正常工作。

參考文獻(xiàn)

[1]馬鐸芩.化工設(shè)備管道安裝常見問題及應(yīng)對策略[J].河南化工，2013（Z2）.

[2]于秀美.泵的布置和管道設(shè)計要求[J].內(nèi)蒙古石油化工，2009（23）.

〔編輯：王霞〕

Pump in Petrochemical Pipeline Equipment Installation Common Problem Analysis

Wei Yinglong

Abstract： The pump equipment in petrochemical pipeline equipment common installation problems are analyzed， the design of the arrangement of the pump and the pump pipe way of the system， and connecting with the concrete examples， puts forward the corresponding solution measures， for reference.

Key words： pump device; petrochemical pipeline; self-priming pump; centrifugal pump