简述石化装置泵的配管

简述石化装置泵的配管

张学玲

（北京燕山玉龙石化工程股份有限公司（天津分公司），天津，300280）

摘  要:石化装置规模持续放大，节约意识和环保意识持续提升，越来越多行业人员关注泵的配管。泵是石化装置中输送设备的核心，石化行业中泵的类型较多，并且管道的选材繁多，合理的配管设计对泵的稳定运行及操作人员的安全性有重要影响。因此配管设计过程中需要设计者抓关键点，合理准确的运用专业知识与标准规范，对设计过程中遇到的各种问题进行剖析和解决，为促进泵的稳定运行提供了安全有效的保证。

关键词：石化装置; 泵；配管设计

1 泵的配管设计重要性

石化装置中泵是输送流体的设备，或使流体产生机械增压作用[1]。泵输送的流体种类甚多，其中有易燃易爆，腐蚀性强的物质，另外，石化行业泵的种类也是比较多的，管材繁多，配管设计方法也各有千秋，这就需要配管设计人员在设计中结合项目实际情况综合考虑各种因素的影响[2]，分析并解决设计中遇到的各类问题。泵的配管设计人员不仅要熟知相关的标准规范，还要有足够扎实的专业知识做支撑，吸取前人优秀的配管设计方法，优化泵的配管设计，规避不合理问题，使泵的配管设计更加合理，泵的运行更加稳定安全。

2 泵的配管设计注意点

2.1 泵的布置

泵的配管设计以泵的合理布置为前提。近年来随着装置大型化，泵也随之大型化[3]，需要在空间上合理布置泵，才能在视觉角度显得美观。合理的布置不仅为泵的相关配管留有充足空间，还要为泵检维修时拆卸外壳甚至机动检修车辆的通行保留足够空间。按防火规范要求布置泵，泵的布置按作业条件及物料物性分组，泵的布置基准线一般选择泵出口、进口的中心线或者泵端的基础线，将泵对齐布置。当大小不同的泵呈双排排列时，为便于泵的检维修，适宜将泵的电机端相对布置[4]。当泵分布于管廊下时，通常将泵的长轴垂直于管廊轴线布置泵，如果泵过长，已经妨碍了通道，可以平行于管廊布置泵。

2.2 热应力分析

泵的管材受影响要素较多，其中极容易受到运输介质温度和压力的影响，若管路内介质温度过高或者过低，管路就会出现热胀冷缩现象[5]，泵长期受到这种不均匀膨胀影响，会有一定的推动力，造成泵的转轴偏移。这就要求配管设计人员在设计过程中对泵口处的进行受力分析，保证泵的配管具有足够的柔性，若泵口处所受力不在允许范围内，则需要进行热应力计算，保证结果的可靠性。

2.3 避免汽蚀现象发生

当叶轮泵进口压力比环境温度饱和蒸汽压小时，会有大量蒸汽从输送介质中逸出，形成小气泡进入泵内，到达高压区，气泡破裂凝结在叶片上，对叶片的金属表面受到更大的力，因力过大泵而振动，这种现象就成了汽蚀现象[6]。这种现象的发生会大大降低泵的效率，严峻时可造成泵丧失输出液体的能力。因而泵的标高设置应遵守净正吸入压头原则，泵的吸入口要与关联设备有足够

[1]

的高度差，须保证泵吸入口压头比最小阈值大，避免汽蚀现象发生，方可保证泵在稳定环境下作业。

2.4 合理放置过滤器

石化装置中不能长期保证流体绝对纯净，流体中杂质或者管道内的焊渣，焊条头等一些金属物质，随流体进入泵内，会对泵体造成损坏，严重时造成安全事故，危及到现场操作人员的安全。为规避此问题的发生，在泵吸入口之前应设一个过滤器，无论是临时，还是永久性的均有意义。为了拆卸过滤器，需要设置短管，若不拆卸则需留足空间抽滤网。目前石化行业中主要有T型过滤器和Y型过滤器，设计人员依据工艺要求、配管方式、空间等要素选型。

2.5 合理放置阀门

当检修和拆过滤器时需要切断流体，所以加装切断阀是必不可少，而且切断阀要离泵口尽量近，为了减少流体滞留量。为了减少阻力，一般情况下选择闸阀作切断阀，若有特殊要求需依据实际情况而定。关于泵的进口处切断阀口径可小于管径，也可以相同，但不能小于泵口径。泵出口切断阀的口径要和管径一致，但当管径比泵口径大2级或2级以上时，切断阀口径可比管径小1级[7]。对于叶轮泵，为防止泵内流体回流导致泵叶轮反转而对泵造成损害，所以在泵出口和切断阀之间要有一个止回阀，注意根据止回阀的类型与流体流动方向安装止回阀，避免应安装失误使止回阀失去应有的意义。

2.6 合理设置支吊架

管道设计中管架的设计是举足轻重的[8]，管道支架的作用除了承受管系自重，还要承载外力荷载，以免产生过大挠性，在允许的范围内控制一次应力。另外，要使管系顺应位移的需求，需要在允许界限内限制二次应力和综合应力，以使管路端点的应力在许用应力范围之内，以达到保护设备及管路的目标[9]。离泵口较近的支架，应设置为可调节的承重支架，来缓解管系对泵口带来的压力，同时调节高度差。设置限位支架，使泵进出口水平管的轴心不发生偏移，不会产生过大的转矩。另外，大型泵在止回阀关闭时具有动力作用，需要在止回阀与切断阀之间设置一个能承受重力和流体冲击负荷的坚固支架[10]。泵入口处过滤器需要拆卸清洗滤网，防止在拆卸时受到较大的推力，发生位移变化需设置固定支架。

2.7其他要求

泵的配管首先要符合工艺要求，其次根据实际情况合理安排上述基本要求，最后合理安排配管在空间上的布局，留足了人行通道和检修空间。泵与其他设备布置在一起时，确保管路及管件布置不影响其他设备的检修。为了避免检修泵时的不便，尽量不要在泵机的上方设置管路[11]。泵的管路布置一定要符合标准和规范，这样才能做到安全、防火、防爆等等。

3 配管设计人员的专业性

设计人在配管设计时，既要在规定时间内把设计任务完成，还要保证配管的设计质量，这就要求设计人员在熟知各类标准规范的前提下还要有一定的专业知识做支撑，避免因进度时间、专业知识等问题导致泵及相应配管的质量下降、安全性降低。此外，设计人员还应有创新性，在前人设计基础上优化配管设计，使其设计更加合理、安全性更高、经济性强。所以设计工作者的任务重于泰山，平时需要不断学习来提升专业能力，在设计工作中不断总结经验，从而提升泵的配管设计水平。

4 结论

    泵是流体运输的核心设备，其配管也是极其重要的，关乎流体运输的畅通，泵的运行质量合格，操作人员的安全。因此必须保证配管设计人员有足够的专业知识，还需要综合考虑设计的关键点，并且结合具体项目中的实际情况来综合分析各种因素的影响，能够科学合理的解决设计过程中所遇到的各种问题，保证泵的配管稳定性高，安全性强，从而为泵的运行提供稳定环境，促使石化装置不断进步及优化。

参考文献：

[1]杨振楠.石油化工装置泵的配管设计[J].化工设计通讯,2020,46(02):40-41.

[2]贺珍珍.石油化工装置工艺管道设计的合理性[J].化工管理,2017(32):42.

[3] 付思瑞.浅谈泵的管道设计[J].广东化工 2017,44(12):240-241.

[4]周豫鸽.简论泵的布置与管道设计[J].机械研究与应用,2015,28(04): 196-198.

[5]崔同凯,刘慧莉.石油化工装置泵的配管设计[J].化工设计通讯,2020,46(08):57+62.

[6]马文优.离心泵汽蚀产生的危害及防范研究[J].化工设计通讯,2022,48(06):61-63.

    [7]栾艳勤,范留彬.泵的布置与配管设计[J].化工管理,2018(05):53-54.

[8]范卫兵.浅谈化工厂中的泵配管设计与现场泵管道安装问题[J].科技创新与应用,2014(04):62.

[9]苏军. 管道支吊架的设计及应注意的若干问题[J]. 石油知识,2009(6):34-35.

[10] 徐绿军. 化工装置中管道支吊架的设计思路构建[J]. 民营科技,2014(6):97.

[11]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].中国石化出版社,2009.

[1] 张学玲（1994-），女，安徽省，北京燕山玉龙石化工程股份有限公司（天津分公司），工程师，硕士，从事工艺、配管工作