石油化工装置泵的配管设计

石油化工装置泵的配管设计

张亚坤 刘志杰

新疆寰球工程公司新疆 830019

摘要：泵在石油化工装置中起着至关重要的作用，其类型多种多样。在进行配管设计时，有经验的专业人员应负责保证每一个细节的标准化和专业化，提高配管设计的合理性，保证符合泵安全运行的基本要求。根据以往经验，影响石化装置泵管设计的因素很多，必须综合分析，坚持严谨、安全的原则，确保满足石化装置安全生产的基本要求，避免常见问题。

关键词：石油化工；设备；泵；管道设计；分析

1为保证石油化工装置泵的配管设计安全

石油化工管道多用于输送易燃易爆、腐蚀性较强的介质，所以在进行石油化工装置泵的配管设计过程中应强化泄漏问题并提高防火意识，有效避免安全事故的发展。可以将报警装置安装到石油化工装置泵中，确保设备可以紧急停车，避免运行机械给操作人员带来安全威胁。同时在对国内外技术的研究及我国相关法律法规进行调查后，可以对工艺设备进行更加全面的检测，避免设备及装置使用过程出现违规问题。

2石油化工装置泵的配管设计关键点

2.1热应力计算

泵的配管材料容易受到介质温度等因素的限制，如果运送的液体温度过高或过低，就容易使泵的配管出现热胀冷缩现象。在石油化工装置的泵运行过程中，管道的不均匀膨胀和收缩会对机泵管嘴产生一定的推力，迫使泵轴发生位移。如果推力超过标准规范允许的范围，将影响机泵的长周期安全运行。因此，设计人员在设计管道时有必要对其进行热应力计算，充分考虑泵管嘴所受的力，保证管道具有足够的柔性，确保其不超过标准受力要求。

2.2泵的固定

机泵的定位一般以泵出口中心为基准。一般来说，泵基础高度为100-300mm，但对于那些特殊类型的泵，可以根据实际情况设置泵基础高度。在固定泵的过程中，通常将螺栓预埋在混凝土中，在预留孔洞的基础上，进行两次混凝土灌浆，螺栓预埋在混凝土中的长度是螺栓本身长度的20～30倍。如果泵的容积比较小，可以选择钢结构，将泵固定在地面上。

2.3泵的辅助管道和保护管道

①冷却水管道。设在冷却水管道上的检流器应便于观察水流情况。冷却水管道布置应尽量贴近泵座，使之不影响检修，并需要考虑美观，注意防冻。②密封液管道。管道布置时，应了解泵是否带有密封液系统，该系统通常由制造厂设计配套。③暖泵管道。输送230度以上的介质时，且有备用泵的情况下，常在泵的出口阀组前后设置使液体少量回流的旁通管作为暖泵管道。防止因高温液体突然进入泵体造成设备损坏。预冷管道是同样的道理。输送低温介质的泵组中，常在泵的出口阀组前后设置DN20旁通管道。④小流量旁通管道。当泵的工作流量低于额定流量的20%时，常设置小流量旁通管。为了防止高扬程泵备用泵出口闸板因单侧受压过大，不易打开，常设旁通管解决该问题。⑤防凝管道。环境温度低于运输物料的凝固点，在备用泵的进出口常设置DN20的防凝旁通。通常防凝管道需要伴热保温。⑥平衡线。对于输送在常温下饱和蒸汽压高于大气压的液体为了防止进泵液体产生蒸汽或者有气泡进入泵内引起气蚀需设置平衡线。

2.4防止出现气蚀现象

在对标高关系的设置过程中，要以不违背净正吸入压头为原则，对吸入口的标注高度和其他设备的标注高度进行设计，确保两者间保持一定的关系，防止由于净正吸入压头的有效数值比最小阈值小，从而出现了一定的气蚀现象。一旦发生了气蚀现象，不仅会使泵的工作部件受到破坏，还可能会导致泵振动，从而引起一定的噪声，这就会使泵的多方面性质质量有所降低，甚至会使整个泵出现了报废问题。因此在入口管道的设计过程中，就需要保证泵的正常性能得到充分发挥，使泵可以正常运作，在遇到了管道变径问题时，就可以使用偏心大小头，从而有效避免气袋的出现。

2.5防止中等偏误

石化装置选用双吸离心泵时，必须在进口处设置一小段直管，使泵轴两侧产生相同的推力，使叶轮承受平衡力，从而使叶轮损坏的可能性明显降低。如果在实际的石油化工装置中，这段直管的条件受到限制，可以在泵喷嘴处放置导板，在泵喷嘴处放置整流器，防止偏流和涡流现象。

2.6过滤器

在石化行业的实际施工过程中，防止工业废渣进入管道，造成叶轮损坏是绝对必要的。管道一旦吸入了焊渣等硬物质，就会造成泵的损坏，这就容易产生很大的安全隐患，造成施工人员面临更大的威胁。因此，可以在泵的吸入口附近安装一个永久性过滤器。过滤器的种类有很多，包括直通t形锥、篮形、y形和角t形几种，比较常见。

2.7阀门设置

通常用低阻力的阀门切断进口。闸阀是常用的阀门，为防止阀门直径小于泵入口喷嘴直径，但阀门直径可略小于管道直径，如果阀门高度在1.8米~2.3米范围内，应设置操作平台移动。如果阀门高度大于2.3m，可将操作平台设置为固定式，如果不想使用固定式操作平台，可将操作平台设置为链轮式。在使用链轮时还需要特别注意保证链条与发动机轴之间有一定的距离，以防止链条与发动机轴之间产生火花引起火灾事故。

2.8吹扫和排水管

设置相应的吹扫管，主要目的是操作时将空气送入泵内进行吹扫，如果在阀门上方安装吹扫管，还可以实现一定的排管功能。设置相应的排水管，主要是容易将物料堵出管道，同时排出容易在管道中凝固的液体，在安装排水管时，要注意不要堵塞截止阀的操作。

2.9冷却水冷却

冷却水通常用于两种情况。首先，被输送的液体太热，温度超过100℃、或管道输送材料为液化石油气和原油时，必须采用冷却水冷却轴承和填料函盖。第二，当介质温度过高，且已超过200℃时、必须使用冷却水冷却泵支架。

2.10密封设计

封油管道中使用的密封油后可以得到良好的密封效果、润滑效果及冲洗与冷却功能，同时可以对封油管道进行清洁。封油中不含有有毒物质及杂质颗粒，所以并不会导致管道腐蚀问题，同时可以保证油品运输质量。

3石油化工装置泵管设计中的注意事项

3.1积极配合现场变更问题

石油化工装置泵的配管施工现场极易出现问题到货法兰压力等级、法兰壁厚，或者法兰采用标准与配管设计图纸不一致，到货泵管口位置与厂家提供资料不一致的情况，会给现场安装工作带来极大不便，首先设计人员要找出问题的原因，由于厂家供货错误还是设计人员审查不够仔细，然后需要设计人员根据调查情况及现场进度要求出具设计变更图纸，尽快落实现场材料问题，避免给安装进度带来影响。

3.2专业协调

石油化工装置的泵管设计与其他专业有很多关系，特别是管道位置需要安装仪表和接口，因此在设计管道仪表安装位置时，必须提前设计法兰、垫片和紧固件的位置，以避免正常安装之间的错位。配管设计前，负责人应与其他专业人员联系，确认是否存在冲突部位，并及时协商，以免影响到结构的设计与安装效果。

4结论

化工厂的原料、产品、回流、中间产品等液体物料的输送和加压都是由泵来完成的，因此泵在化工厂中起着重要的作用，几乎都涉及到泵，管道设计人员也会遇到泵的布置和配管问题，需要相关设计人员掌握泵配管设计要领，结合工程实际情况对泵配管设计的经验和积累。在实际设计过程中，充分考虑各方面的影响因素，使石化装置泵的配管设计合理地满足生产要求，满足安全环保法规的要求，提高生产效率。

参考文献

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