淺談煉油裝置中雙吸泵的平面及其入口管道布置

魏升龍 潘秀珍

（1.中石油華東設計院有限公司，山東青島266071；2.南京金凌石化工程設計有限公司，江蘇南京210042）

0 引言

泵是一種用來輸送流體或使流體增壓的機械。在石油煉制生產中，原料、半成品和成品大多是液體，泵在石油原料制成半成品和成品的復雜工藝過程中起到了輸送液體和提供化學反應的壓力流量的作用。雙吸泵在石油煉油裝置中應用十分廣泛，其原因在于：（1）雙吸泵的葉輪由兩個背靠背葉輪組合而成，相同葉輪外徑下其流量增大了一倍；（2）雙吸泵的泵殼水平中開，便于檢查和維修；（3）雙吸泵結構對稱，介質流動均勻時兩側軸向力相互抵消，轉子軸向力幾乎為零，確保高速旋轉設備的安全和平穩運行。

1 雙吸泵的平面布置

根據雙吸泵的輸送介質和相對位置的不同，雙吸泵的平面布置也有所區別，總體而言雙吸泵的平面布置必須按照SH 3011—2011《石油化工工藝裝置布置設計規范》中的要求進行。

1.1 高溫泵與低溫泵的平面布置

SH 3011—2011《石油化工工藝裝置布置設計規范》中對高溫泵與低溫泵的布置有詳細的規定：操作溫度等于或高于自燃點的可燃液體泵宜集中布置，與操作溫度自燃點的甲B、乙A可燃液體泵之間的防火間距不應小于4.5m；與液化烴泵之間的防火間距不應小于7.5m。

因此，當雙吸泵作為高溫泵進行操作溫度高于自燃點的可燃液體輸送并與其他低溫泵一起布置的時候，應當首先考慮高溫泵與低溫泵的防火間距要求；其次，要考慮高溫泵的集中布置要求，將高溫泵與其相應的介質操作設備集中布置。例如，在重油催化裂化的回煉裝置中，回煉油罐和回煉油泵的平面布置需要注意這些原則，與冷油泵安全距離保持4.5m 以上；同時考慮到雙吸泵入口管徑大的特點，故選擇將回煉油泵單獨布置在回煉油罐附近，使得熱油泵和相關設備相對集中布置、與冷油泵自燃拉開距離（大于4.5m），并且解決了管道柔性補償的問題。

1.2 管廊附近位置雙吸泵平面布置

泵布置在管廊下方或外側時，對泵的布置有一定要求。首先，泵區通道的凈寬和凈高要符合要求，泵端面操作通道的寬度不小于1m；其次，泵和驅動機的中心線宜與管廊走向垂直；最后，立式泵布置時，其上方應留出泵體安裝和檢修所需的空間。

在某汽柴油加氫進料泵平面布置實例中，濾后原料油緩沖罐和反應進料泵位置比較靠近，但是與之前的重油催化裂化的回煉裝置不同的是其反應進料泵靠近管廊，因此在布置反應進料泵的時候應當考慮靠近管廊的泵的布置要求。雖然反應進料泵布置靠近管廊更加有利于管道布置，但是在雙吸泵布置的時候需要注意泵區通道、泵端面的寬度和高度要求，注意泵和驅動電機的中心線位置要保持一致，泵的布置原則應當符合安全生產、結構合理以及布置簡便的要求。

1.3 泵與罐體相對布置

在相關要求中，對泵與罐體相對布置沒有特別的規定，僅需滿足和符合泵的布置要求即可。然而，在實際雙吸泵平面布置中，考慮到泵與管道連接的便利性、泵與罐體的相對位置合理性等綜合性因素，常常將雙吸泵布置于管廊附近，同時將罐體放置于雙吸泵相對位置。例如，在某預加氫進料緩沖罐和進料雙吸泵的平面布置中，將預加氫進料緩沖罐和進料雙吸泵進行相對布置，同時進料泵靠近管廊，以方便管道的布置。

2 雙吸泵入口管道布置

雙吸泵入口管道要根據雙吸泵的結構特點來布置，由于泵進口管嘴有向上和水平（相對于地平面）兩種方式，因此組合以后雙吸泵入口管道布置方式共有4種：（1）泵吸入口垂直向上，入口管道與泵軸平行；（2）泵吸入口垂直向上，入口管道與泵軸垂直；（3）泵吸入口水平，入口管道與泵軸平行；（4）泵吸入口水平，入口管道與泵軸垂直。下面分別對這4種雙吸泵入口管道布置方式進行介紹。

第一種方式，油液在進入油泵前入口管道與泵軸平行。此時油液在入口管道中的位置相對于兩個葉輪而言是不對稱的，可能產生油液介質偏流現象。為了保證油液進入兩個葉輪的時候完全對稱，需要在雙吸泵吸入口管道處完成油液偏流消除。一般而言，需要在泵口前方的泵吸入口直管段保證不低于7DN長度（不包括彎頭長度），此長度下可以保證當油液進入兩個葉輪時不會發生油液偏流現象。

第二種方式，油液進入油泵前入口管道與泵軸垂直。此時油液在入口管道中的位置相對于兩個葉輪而言是對稱的，不會發生油液偏流現象，但是可能存在葉輪軸向力問題。為了保證兩個葉輪的軸向力有足夠多的時間進行相互抵消，需要在泵吸入口前方設置7D 以上的直管段，此長度可以包括彎頭和大小頭的長度。此方式相較于方式一而言，可以將彎頭等部件的長度計入總長度中，減少了直管段長度。

第三種方式管道布置結構與第一種方式類似，區別在于第三種方式的泵吸入口水平，而不是垂直（方式一）。同樣，為了保障油液進入雙吸泵兩個葉輪的時候位置完全對稱，需要在泵口前方泵吸入口管道保證至少7DN長度的直管段（此長度不包括彎頭的長度），以消除油液偏流現象。

第四種方式，泵吸入口水平，入口管道與泵軸垂直。此時需要保證泵吸入口具有不低于7DN長度的直管段，以使得兩個葉輪產生的軸向力相互抵消。此外，當入口管道處接入與泵吸入口管道同面平行的直管段時，僅需保證泵吸入口直管段加上與之同面平行的直管段長度之和大于7DN即可。

總而言之，雙吸泵由于其具有兩個葉輪的對稱結構，因此其入口管道布置除了需要注意消除傳統的葉輪軸向力的問題之外，還需要注意入口管道液體流向與兩個葉輪是否對稱以防止出現油液偏流現象。為保障油液傳輸正常進行，需要對雙吸泵吸入口管道直管段的長度進行控制，一般要求滿足大于7DN的條件。

3 結語

文章從石油裝置布置規范和液體傳輸平穩性兩個方面分別對雙吸泵平面布置和入口管道布置進行了探索和分析。本文分析認為雙吸泵的平面布置應當滿足安全生產要求、注重經濟效益以及更好利用管廊及管道傳輸特性，同時其入口管道布置應當注意滿足油液流動與葉輪保持對稱性和有效抵消軸向力，并對雙吸泵吸入口處的直管段長度也作了相應要求。