数值法选离心泵在油库设计中应用

熊 凡

（中石化上海石油化工股份有限公司，上海 201512）

油库运行费用的动力费用是由泵在装卸油品产生的电费。因此，在扬程和流量一定的情况下，泵的效率高低就决定了油库的运行费用。在油库设计中，在已知油品粘度的条件下，选定经济流速，并根据经济流速确定管径[1]。根据所运行的鹤管数确定流量；在已知流量、粘度和管径条件下，确定流态，根据达西或列宾宗公式计算沿程摩阻。依据流量和摩阻进行选泵，并使泵在高校区运行[2]。

1 选泵的基本原则

（1）输送流体的性质

流体有各种各样的，如液体、气体、蒸汽、浆液、悬浮液、粘稠液等，有的流体带有颗粒、粉尘、化学物质等，因此在选用阀门时，首先要了解流体的性质，如流体是否有固体悬浮物？液态流动时是否可能产生气化？在那里气化？气态流动时是否液化？流体的腐蚀性如何？

（2）操作条件

在输送油品的最高最低温度、最高最低压力、正常流量、最小和最大流量等。

（3）泵的工作位置

泵的工作环境温度、湿度、海拔高度、管道的大小及长度、进口液面至泵的中心线距离、排液口至设备液面距离等[3]。

2 确定泵的参数

2.1 流量确定

泵在装卸车、船时，流量是由装卸时间来决定的。即流量等于装卸车、船容积除以装卸时间。但泵的流量应略大于有容积和时间确定的流量。

2.2 泵的扬程

泵的扬程根据达西公式计算的管路沿程摩阻确定，泵的扬程应略大于管道的沿程摩阻。泵的特性方程可根据最小二乘法来进行回归[4]。设泵的任意已知的流量（Q1，Q2，Q3）、扬程（H1，H2，H3）和效率（η1，η2，η3），根据公式（1）（2）（3）（4）回归泵特性方程, Q*为泵特性方程流量。

工作点的扬程：

2.3 泵的效率

在已知3 个点的流量和效率的前提下，可根据拉格朗日多项式插值法回归效率。

3 数值求解及算例

3.1 数值求解

求解过程见程序框图[5]。

图1 程序框图Fig.1 Flow diagram

3.2 算例

某油库卸油流量为79.2 m3/h，同时工作为4 个鹤管，吸入管段长度为 19.5 m，排出管段长度为215.9 m，吸入口高度为1.1 m，高差为6.5 m，年最高工作温度为34℃，15.6℃时汽油密度为720 kg/m3，温度20 ℃时粘度为0.4 厘坨，20 ℃粘度为1 厘坨。选泵结果见图2 和图3。

图2 输入全局变量，点击确定。

图3 为输入选泵计算参数，点击计算。泵的参数在数据库中。

图2 软件开始界面Fig.2 Software interface

图3 软件计算结果Fig.3 The results of software calculation

4 结 论

通过对离心泵的数值计算分析，符合条件的油泵有许多种，如果是用画图法选泵，软件输出的结果都符合要求。但最优结果比一般符合要求的结果高出 5%的效率。也就是说用效率最高的可以节省5%的动力费用。同时为油库设计和油库选泵提供理论依据。

［1］王宇. 庆哈输油管道优化运行技术研究[D].大庆：大庆石油学院,2009.

［2］张国权 ，吴显洪. 输油泵变频节能技术分析与运用[J]. 油气储运,2008,27（3）：53-55.

［3］孙伟. 输油泵机组高压变频调速节能技术[J]. 油气田地面工程,2009,28（7）：51-52.

［4］吴方科，常守军，付来文.水泵变频节能方案[J].纯碱工业,2012(4):44-45.

［5］邹同华，马淑媛. 水泵变频能耗的试验研究[J]. 流体机械,2011,27（10）:1-9.