李 光

(煙臺萬華化工設(shè)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(shè)計

李 光

(煙臺萬華化工設(shè)計院有限公司,山東 煙臺 264006)

結(jié)合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和文獻(xiàn)資料[1-4]，對石油化工裝置中泵的布置及附屬管道的設(shè)計要求及注意事項(xiàng)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(shè)備，主要用于化工原料、中間產(chǎn)物及最終產(chǎn)品等的輸送和增壓。對于石化生產(chǎn)中的大口徑、高壓泵及特殊介質(zhì)泵，泵的布置不當(dāng)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(yīng)力產(chǎn)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(chǎn)裝置的停車。筆者結(jié)合相關(guān)設(shè)計規(guī)范及自身工作設(shè)計經(jīng)驗(yàn)，對泵的布置和配管進(jìn)行簡要的歸納總結(jié)。

1 泵的布置

1.1 泵的布置方式

泵的平面布置應(yīng)首先滿足裝置設(shè)備布置所遵循的規(guī)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(dāng)起吊設(shè)備無法靠近質(zhì)量較大泵及驅(qū)動機(jī)時，應(yīng)設(shè)置檢修固定式起重設(shè)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(nèi)布置三種。輸送高溫介質(zhì)的熱油泵和輸送易燃、易爆、有毒介質(zhì)的泵宜采用露天或半露天布置；對于多風(fēng)沙或寒冷地區(qū)，泵宜布置在室內(nèi)。

1.2 泵的布置要求

考慮泵的設(shè)備布置時，一般要重點(diǎn)注意以下幾個方面：

①成排布置的泵應(yīng)根據(jù)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(diǎn)的可燃液體泵宜集中布置；與操作溫度低于自燃點(diǎn)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(qū)動端相對，中間應(yīng)留出檢維修通道。泵的出口中心線應(yīng)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(cè)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(fù)泵的動力端和泵側(cè)應(yīng)有抽出活塞和拉桿的空間。⑤對于需設(shè)置移動式泵的場合，應(yīng)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(shè)置排污管或排污溝及基礎(chǔ)施工。

泵基礎(chǔ)標(biāo)高一般情況應(yīng)高出地面100mm以上。泵基礎(chǔ)高度首先要根據(jù)設(shè)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(shè)計

泵的管道設(shè)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(shè)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(yīng)力分析計算，使得泵嘴受力在要求范圍內(nèi)。②為避免氣蝕現(xiàn)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(yīng)采用偏心異徑管，不論管道向上或向下彎曲進(jìn)泵時，異徑管均應(yīng)為頂平設(shè)計。③如果泵入口管道上安裝過濾器，必須預(yù)留出抽芯空間，實(shí)際情況確實(shí)無法滿足的考慮斜裝或選擇其它結(jié)構(gòu)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(yīng)設(shè)一段大于管徑長度3 倍的直管段；為使得雙吸泵兩側(cè)推力相等，葉輪平衡，雙吸泵吸入管和彎頭之間應(yīng)設(shè)一段至少為管徑長度5～10 倍的直管段。⑤當(dāng)容積式泵的氣蝕余量不能滿足要求時，考慮入口管道上設(shè)置緩沖罐。

2.2 泵出口管道

泵的出口管道需要重點(diǎn)考慮管道的壓降和熱應(yīng)力。為防止介質(zhì)倒流，在離心泵出口與第一道切斷閥之間應(yīng)設(shè)止回閥。泵出口壓力表，應(yīng)朝向泵的操作方向，設(shè)置在泵出口管道高點(diǎn)處，同時做管道的高點(diǎn)放空用。

對于容積式泵，一般在出口切斷閥前設(shè)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(hù)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(shè)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(nèi)，造成泵體、葉輪受熱不均損壞。

暖泵管道要注意以下事項(xiàng)：(1)對易凝介質(zhì)，暖泵線閥門應(yīng)安裝在水平管上，盡量減少管道死區(qū)。(2)管道的限流孔板或調(diào)節(jié)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(jīng)過備用泵的泵體返回入口管，備用泵內(nèi)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(yáng)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(shè)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(dāng)泵工作流量低于額定流量30%時，就會產(chǎn)生徑向推力，對泵運(yùn)行非常不利。此外，為避免泵在低效率下更容易發(fā)生氣蝕的情況，設(shè)置小流量線。小流量線原則上宜短，另外管道應(yīng)接至吸入罐或其它系統(tǒng)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(diǎn)狀態(tài)液體的泵，為防止進(jìn)泵液體產(chǎn)生氣泡或氣泡進(jìn)入泵內(nèi)發(fā)生氣蝕，考慮設(shè)置平衡線。這種保護(hù)管道配置時應(yīng)盡可能直、短和少拐彎。

圖3 蒸汽平衡管道示意

3 泵進(jìn)出口管道支架的設(shè)置

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

(2)往復(fù)式泵的出口管道應(yīng)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(yīng)用最普遍的設(shè)備，其布置和配管顯得尤為重要。因此，管道設(shè)計人員要嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求開展工作，設(shè)計時結(jié)合實(shí)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(tuán)公司配管設(shè)計技術(shù)中心站. SH3011-2011 石油化工工藝裝置布置設(shè)計規(guī)范[S]．北京：中國石化出版社，2011．

[2] 中國石油化工集團(tuán)公司配管設(shè)計技術(shù)中心站. SH3012-2011石油化工金屬管道布置設(shè)計規(guī)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(shè)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(shè)計手冊[M].北京：中國石化出版社,2009.

(本文文獻(xiàn)格式：李 光.簡述石化裝置中泵的布置及管道設(shè)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(jié)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(jié)表彰大會，132名營銷精英登上光榮榜，分別領(lǐng)取銷售任務(wù)完成獎、新客戶開發(fā)獎、完成全年銷售任務(wù)獎、業(yè)績貢獻(xiàn)獎、新人招募獵頭獎等七大獎項(xiàng)，共計11萬余元的現(xiàn)金紅包獎勵。

此外，紅日化工公司還發(fā)放了2017年一季度兌現(xiàn)提成的現(xiàn)金大禮包。該公司經(jīng)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(fā)放現(xiàn)金近200萬元，激發(fā)了銷售將士的活力，提振了銷售人員的士氣。

在肥料行業(yè)產(chǎn)能過剩、產(chǎn)品同質(zhì)化嚴(yán)重的大環(huán)境下，山東紅日化工股份有限公司除了提高產(chǎn)品科技含量、大力推廣差異化品種、深挖生產(chǎn)潛能外，還十分注重開發(fā)職工的潛能，大大提高了職工的工作積極性與創(chuàng)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(shè)計工作。

TQ050.2

A

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