浅谈化工工程中离心泵的配管设计与安装问题论文_陈朝辉

浅谈化工工程中离心泵的配管设计与安装问题论文_陈朝辉

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摘要:这篇文章主要通过笔者在化工工程设计和安装过程中涉及的离心泵配套管道设计和安装问题,做一些经验总结。主要介绍离心泵的出入口管道的配管在设计过程中需要注意的问题,为化工工程设计和安装人员提供经验参考。

关键词:泵;入口管道;出口管道;辅助管道

引言:

离心泵设备是化工生产中重要的设备之一,相邻工艺流程之间液体物料的输送、加压都要依赖离心泵的作用。在许多化工生产过程中离心泵是使用最频繁的设备,数量相较其他设备一般也是最多的,离心泵设备在化工生产中的作用显而易见。因此作为连接泵体的配套管道在化工工程设计和施工中也具有一定的重要性。

1 一般要求

(1)当泵布置在管廊下方时,进出管廊的配管管底距地面静距离除应该满足泵的检修外,不应小于3.5m.

(2)输送腐蚀性介质的管道,不应布置在泵和电机上方。

(3)水平吸入管道要避免由于热膨胀而形成“袋形”。

(4)泵的配管要有足够的柔性,泵口承受的反力必须在允许范围内。输送高温或低温介质时,蹦的配管要经应力分析,配管的形状和长度应在热应力允许范围内。

(5)配管时要考虑泵的拆卸,公称管径小于或等于DN40的承插焊管道在适当的位置需设置拆卸法兰。

(6)泵的吸入管道应满足泵所需净正吸入压头(NPSH),管道尽可能短和少拐弯。

(7)几台并列布置的泵的进出口阀门应该尽量采用相同的安装高度。当进出口阀门安装在立管上时,一般安装高度为1.2到1.3m,手轮方位应便于操作。

(8)泵的基础高于地面不应小于0.2m,其具体高度应根据泵进口处放净管的安装高度确定。

(9)对输送可燃液体和有毒介质的泵,泵的放净管应按照工艺流程图要求设计,不应采取明沟排放。

(10)为使泵体外力作用减少,应在靠近泵的管道上设置合理的支吊架或弹簧支吊架。

(11)泵的水平管或泵前管道弯头处(垂直时)应设可调支架。

(12)泵的水平吸入管或泵前管道弯头处(垂直时),应设可调支架。

(13)不带底座的管道泵进出口管道支架应尽量接近管口。

(14)泵出口后的第一个弯头处或弯头附近应设置吊架或者弹簧支架。当操作温度高于120℃或附加于垂直的泵口的管道载荷超过允许载荷时,应设置弹簧支架。

(15)管道布置时要考虑阀门和仪表的操作和检修的空间及通道,以方便泵日常使用。

2 离心泵入口管道

(1)泵吸入管道在满足热应力的前提下尽量的短且少拐弯,在任何情况下入口管道不允许有袋形。

(2)双吸入泵的入口要设置一段至少3倍管径的直管段,对大型泵则直管段管长应为5到7倍管径。

(3)当双吸入泵的配管为上吸入时,不必考虑本条第二款要求的直管段。垂直管道可以通过弯头和异径管与吸入管口直接相连,并且尽量短。

(4)为防止发生气蚀,吸入管道要避免有“几”形弯。入口处偏心异径管的安装方向应为:水平或从下方抽吸时异径管应为顶平安装;当吸入管是垂直向下的时,异径管应为底平安装。

(5)当泵的吸入管道较长时,最好设计成一定的坡度(i=5‰);当泵比容器低的时候管道坡向泵,泵比容器高的时候管道坡向容器。

(7)当泵的吸入口和排出口在同一垂直面时,为便于安装阀门,出入口可用偏心异径管或两个45°弯头增大出入口管间距。

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(8)当泵入口和切断阀之间的最低点设放净阀,排出物经漏斗排至地下污水管道,如需回收排出物至低位槽时,应另设地下管道。

(9)泵体上的放净口应配置放净阀或根据制造厂家要求配管,以便在停车检修时排放。

(10)当泵从中心线以下抽吸时,应在吸入管端安装底阀,并加注液管口或加真空泵抽吸。

(11)对输送浆料物料的管道,为了避免颗粒沉降堵塞管道,泵的分支管可采用大坡度或45°角连接,阀门尽量靠近分支出安装。

(12)泵入口管线的布置应使其流向保持平滑均衡,并应安排最小的分支,分支还应尽量短。

(13)泵入口切断阀主要用于切断流体流动,应尽量靠近泵入口管嘴设置,以便最大限度减少阀门和管嘴之间之流量,并应尽可能布置在垂直管道上,阀门的手轮或手柄应便于操作。

3 泵出口管道

(1)泵的出口要有一定的柔性,特别是高温高压条件下,必须经过应力检查,依据应力分析的结果确定管道的摆放。

(2)为防止流体倒流引起泵的叶轮倒转,泵出口一般都装有止回阀。升降式止回阀只能安装在水平管道上;旋启式止回阀水平垂直管道都可以安装,但安装在垂直管道时流体方向必须是向上的。安装对夹式止回阀时,出口方向必须设置短管,不能与切断阀直接相连。

(3)泵出口的切断阀和止回阀中间接排液支管,如果管径大于DN100也可在止回阀阀体上钻孔安装排净阀。

(4)泵出口压力表安装在出口和止回阀之间的短节撒花姑娘,也可以安装在出口的异径管上。压力表接管要有切断阀,压力表表头要朝向操作面。

(5)泵出口管道一般安装异径管,当排出口在上部时,采用同心异径管,当排出口在侧面时,应采用偏心异径管并且底平安装。

(6)在有备用泵的场合,温度计应安装在两台泵合流的管道上。

4 泵的辅助管道

泵的特殊管道是指暖泵管道、蒸汽平衡管道、压力平衡管道、循环管道等泵的辅助管道。

(1)暖泵管道:在输送200℃以上高温流体时,为防止启动备用泵时,冷泵快速受热升温引起泵体发生故障而设置暖泵管道。备用泵启动前先开暖泵阀门,小流量的热流体经出口流至入口,达到暖泵的目的。

(2)防冻管道:在输送易冻和易凝固的流体时,为防止备用泵结冻凝固,可配置设有限流孔板的防冻循环管道,小流量流体可以经泵体流至入口,达到预冷的目的。

(3)压力平衡管道:操作压力较高时,阀门前后压差较大,会出现阀门不易打开的现象,可以考虑设置旁通支管来平衡阀门前后的压力。

(4)蒸汽平衡管道:常温下饱和蒸气压大于大气压力的液体产生的气体会因为浮力的原因回到吸入容器,为防止这些气体进入泵内发生气蚀破坏叶轮,应该在输送此类流体的泵的出口设置蒸汽平衡管道。这种管道配置时要尽可能紧凑且少拐弯,特别是立式泵,由于气体很容易集聚在泵体内,必须设置平衡管。

(5)循环管道:当实际需要量小于泵所允许的最小输送量时,特别是低沸点液化烃类流体,为保证泵可以稳定运转,应设置循环管道。循环量小时,可以由泵出口管接到泵入口管;循环量大时,应接到吸入容器,以防止因为液体循环温度升高引起蒸气压增高而引起气蚀。

5 总结

离心泵在化工生产中占有重要的地位,泵的管道设计和安装是化工工程人员日常工作中经常要遇到的。在设计离心泵的配套管道的过程中,要综合考虑工艺及运行过程中的要点,全面加以考虑,使最终的管道走向合理,运行相对经济,满足生产的要求。

参考文献:

[1]宋继江,赵金立.全国压力管道设计审批人员培训教材[M].中国石化出版社,2011.

[2]张德姜,王怀义,刘绍叶.石油化工装置工艺管道安装设计手册[M].第一篇,设计与计算中国石化出版社,1992.

[3]高海峰,王佳博.炼油厂中泵配管设计和现场泵管道安装的探讨[J].化工中间体,2015,11(05):53-54.

[4]马淑玲.论述炼油厂中泵配管设计与现场泵管道安装[J].化工管理,2017,(08):83.

论文作者:陈朝辉

论文发表刊物:《基层建设》2018年第34期

论文发表时间:2019/1/15

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