簡述石化裝置中泵的布置及管道設計

李 光

(煙臺萬華化工設計院有限公司,山東 煙臺 264006)

簡述石化裝置中泵的布置及管道設計

李 光

(煙臺萬華化工設計院有限公司,山東 煙臺 264006)

結合相關標準規范和文獻資料[1-4]，對石油化工裝置中泵的布置及附屬管道的設計要求及注意事項作了簡要概述，以供參考。

泵； 布置； 管道； 支架

泵是石油化工裝置中最普遍的設備，主要用于化工原料、中間產物及最終產品等的輸送和增壓。對于石化生產中的大口徑、高壓泵及特殊介質泵，泵的布置不當會造成泵的安裝檢修、操作不方便；配管不合理可能會造成管道、閥門重量及管道熱應力產生的力和力矩超過泵口允許最大外荷載，損害泵本身，甚至造成生產裝置的停車。筆者結合相關設計規范及自身工作設計經驗，對泵的布置和配管進行簡要的歸納總結。

1 泵的布置

1.1 泵的布置方式

泵的平面布置應首先滿足裝置設備布置所遵循的規范要求，之后要考慮方便操作與檢修，最后是注意美觀整齊。當起吊設備無法靠近質量較大泵及驅動機時，應設置檢修固定式起重設施(如吊梁、電動葫蘆等)。

泵的布置方式有露天布置、半露天布置和室內布置三種。輸送高溫介質的熱油泵和輸送易燃、易爆、有毒介質的泵宜采用露天或半露天布置；對于多風沙或寒冷地區，泵宜布置在室內。

1.2 泵的布置要求

考慮泵的設備布置時，一般要重點注意以下幾個方面：

①成排布置的泵應根據防火要求、操作條件和物料特性分組布置，露天、半露天布置時，操作溫度等于或高于自燃點的可燃液體泵宜集中布置；與操作溫度低于自燃點的可燃液體泵之間防火間距不小于4.5m。②兩排對稱布置的泵，宜將泵的驅動端相對，中間應留出檢維修通道。泵的出口中心線應取齊，使泵的出口管整齊，也方便操作。③管廊下方或管廊外側布置泵，泵頭端前面的操作通道至少保留1 m，兩排泵之間的凈距不小于2 m，凈高不小于3.2 m。④蒸汽往復泵的動力端和泵側應有抽出活塞和拉桿的空間。⑤對于需設置移動式泵的場合，應考慮同類型的泵集中布置，使得移動泵處易通行又不妨礙其檢修與操作。

1.3 泵安裝要求

離心泵并列布置時，泵出口中心線取齊，管道布置整齊的同時也便于設置排污管或排污溝及基礎施工。

泵基礎標高一般情況應高出地面100mm以上。泵基礎高度首先要根據設備布置計算滿足泵的氣蝕余量和管道壓降的需要，此外還需考慮泵吸入管下部空間(過濾器抽芯、排液管、支架等)。

2 泵的管道設計

泵的管道設計在熟悉泵選用的前提下，更要分理解管道和儀表流程圖(PID)，滿足特殊工藝要求。

2.1 泵的入口管道

泵入口管線主要考慮泵氣蝕及振動的設計，需注意以下幾個方面：

①泵的入口管道宜短而直，但必須具有一定的柔性，對較高溫和高溫管道做應力分析計算，使得泵嘴受力在要求范圍內。②為避免氣蝕現象，泵吸入管的有效氣蝕余量至少為泵所要求氣蝕余量的1.3倍。水平吸入的離心泵，其入口管變徑應采用偏心異徑管，不論管道向上或向下彎曲進泵時，異徑管均應為頂平設計。③如果泵入口管道上安裝過濾器，必須預留出抽芯空間，實際情況確實無法滿足的考慮斜裝或選擇其它結構形式的過濾器。④為防止偏流、漩渦流使泵性能降低，單吸泵入口和入口彎頭之間應設一段大于管徑長度3 倍的直管段；為使得雙吸泵兩側推力相等，葉輪平衡，雙吸泵吸入管和彎頭之間應設一段至少為管徑長度5～10 倍的直管段。⑤當容積式泵的氣蝕余量不能滿足要求時，考慮入口管道上設置緩沖罐。

2.2 泵出口管道

泵的出口管道需要重點考慮管道的壓降和熱應力。為防止介質倒流，在離心泵出口與第一道切斷閥之間應設止回閥。泵出口壓力表，應朝向泵的操作方向，設置在泵出口管道高點處，同時做管道的高點放空用。

對于容積式泵，一般在出口切斷閥前設置安全閥，泵出口的管道上安裝減振緩沖罐減小脈沖式振動。

2.3 泵的保護管道

2.3.1 暖泵線

泵在輸送高溫液體(200℃以上)，且有備用泵時，設置泵的暖泵線，目的是避免兩泵切換時高溫液體急劇涌入泵內，造成泵體、葉輪受熱不均損壞。

暖泵管道要注意以下事項：(1)對易凝介質，暖泵線閥門應安裝在水平管上，盡量減少管道死區。(2)管道的限流孔板或調節閥門的安裝要注意流體流向；(3)要確保閥門間凈距不妨礙止回閥、切斷閥的拆卸；備用泵啟動前先開暖泵閥門，使熱流體經過備用泵的泵體返回入口管，備用泵內溫度升高后再開啟。見圖1。

圖1 暖泵管道示意

2.3.2 壓力平衡線

對于石化裝置中高揚程泵剛啟動時，出口閥單方面受壓過大，往往不易打開出口閥，可考慮設限流孔板的旁通線以平衡閥門前后的壓力，方便出口閥開啟。見圖2。

圖2 壓力平衡管道示意

2.3.3 小流量線

當泵工作流量低于額定流量30%時，就會產生徑向推力，對泵運行非常不利。此外，為避免泵在低效率下更容易發生氣蝕的情況，設置小流量線。小流量線原則上宜短，另外管道應接至吸入罐或其它系統上，不能接至泵的吸入管上。

2.3.4 蒸汽平衡線

對于輸送常溫下飽和蒸汽壓高于大氣壓的液體或處于泡點狀態液體的泵，為防止進泵液體產生氣泡或氣泡進入泵內發生氣蝕，考慮設置平衡線。這種保護管道配置時應盡可能直、短和少拐彎。

圖3 蒸汽平衡管道示意

3 泵進出口管道支架的設置

(1)泵尤其是高溫泵的進出口管道上設置合理的支吊架，力和力矩不得超過泵進出口所允許的最大管口載荷或API Std 610的要求。同時泵進出口管道上的管架布置應滿足泵檢修的支撐要求。

(2)往復式泵的出口管道應選用合適的支吊架型式和合理的跨距，增加管架的剛度。但第一個支架不能采用吊架。

綜上所述，泵作為石化裝置中應用最普遍的設備，其布置和配管顯得尤為重要。因此，管道設計人員要嚴格按照相關標準規范的要求開展工作，設計時結合實際情況全面考慮，保障石化裝置的正常工作。

[1] 中國石油化工集團公司配管設計技術中心站. SH3011-2011 石油化工工藝裝置布置設計規范[S]．北京：中國石化出版社，2011．

[2] 中國石油化工集團公司配管設計技術中心站. SH3012-2011石油化工金屬管道布置設計規范[S].北京：中國石化出版社，2011.

[3] 王懷義.石油化工管道安裝設計便查手冊[M]．北京：中國石化出版社，2010．

[4] 張德姜，王懷義，劉紹葉.石油化工裝置工藝管道安裝設計手冊[M].北京：中國石化出版社,2009.

(本文文獻格式：李 光.簡述石化裝置中泵的布置及管道設計[J].山東化工，2017，46(10)：1501-151.)

紅日化工召開2017年度銷售半年總結表彰大會

2017年5月3日，山東紅日化工股份有限公司召開2017年度銷售半年總結表彰大會，132名營銷精英登上光榮榜，分別領取銷售任務完成獎、新客戶開發獎、完成全年銷售任務獎、業績貢獻獎、新人招募獵頭獎等七大獎項，共計11萬余元的現金紅包獎勵。

此外，紅日化工公司還發放了2017年一季度兌現提成的現金大禮包。該公司經營層成員、中層管理人員及銷售公司全體銷售將士共同見證了這一激動人心的時刻。本次表彰會合計發放現金近200萬元，激發了銷售將士的活力，提振了銷售人員的士氣。

在肥料行業產能過剩、產品同質化嚴重的大環境下，山東紅日化工股份有限公司除了提高產品科技含量、大力推廣差異化品種、深挖生產潛能外，還十分注重開發職工的潛能，大大提高了職工的工作積極性與創新性，取得了良好的效果。

(紅日化工公司 劉海青)

Arrangement and Pipeline Design for Pump in petrochemical units

LiGuang

(Yantai Wanhua Chemical Engineering Design Co.,Ltd.,Yantai 264006,China)

The paper, combined with the relevant standards and literature, mainly introduces the demand of the pump arrangement and piping in petrochemical units.

the pump;arrangement ; piping ; hangers

2017-03-31

李 光(1986-),河北保定人，主要從事化工管道設計工作。

TQ050.2

A

1008-021X(2017)10-0150-02