石油化工管道装置中泵类设备安装常见问题分析

韦英龙

摘  要：对石油化工管道装置中泵类设备的常见安装问题进行了分析，对泵的布置和泵管道的设计作了系统的阐述，并结合具体实例，提出了相应的解决措施，以供参考。

关键词：泵类设备;石油化工管道;自吸泵;离心泵

中图分类号：TE973             文献标识码：A               文章编号：2095-6835（2014）23-0042-02

1  泵的布置

石化装置中的泵大多是室外布置，一般会将其集中布置在管廊下方或侧面。可将泵布置为单排、双排或多排，这样布置的优点是通风良好、操作和维修方便。对于泵的布置，首先应考虑操作、维修方便，其次要美观整齐。

布置泵时，具体要注意以下几个方面：①对于成排布置的泵，应根据工艺条件、介质特性、防火要求等进行分组布置，泵的出口中心线应与泵基础边对齐。对于两排对称布置的泵，宜将泵的驱动端相对，中间应留出检维修通道。②对于布置在管廊下方或管廊外侧的泵，泵界区内通道的净宽应不小于2 m，净高不小于3.2 m，泵端前面的操作通道宽度至少为1 m。泵和驱动机的中心线宜与管廊走向垂直。③对于布置在管廊下方的立式泵，其上方必须留出泵体安装和维修的空间。④蒸汽往复泵的动力端和泵侧应有抽出活塞和拉杆的空间。⑤泵的基础面应高出地面0.1 m，在泵入口前安装过滤器时，泵的基础高度上方必须留出过滤器的抽芯空间。⑥泵的布置还应满足管道的柔性连接设计要求，装卸泵还应满足装卸要求，公用备用泵宜布置在相应泵的中间位置。

2  泵的管道设置

要想做好泵的配管设计，首先要充分理解管道和仪表流程图中所示的管道流程，熟悉泵的选用。除了要满足工艺要求外，还应考虑泵在正常运行、维修等情况下的操作要求。因此，在布置泵的管道时，不应在泵体的正上方和正前面安装管道，以免检修泵时没有充足的拆卸和维修空间。

2.1  泵的入口管道

为防止泵出现汽蚀、管道振动等问题，泵入口管线的设计至关重要，需要注意以下几个方面的问题：①离心泵的入口标高与贮罐或塔类设备的标高关系应满足汽蚀余量的要求。首先要根据工艺要求计算出泵入口管道的压力，并使总的配管走向满足此要求。对于水平吸入的离心泵，其入口变径管应采用偏心异径管，当管道向上弯曲进泵时，异径管应为顶平安装;当管道向下弯曲进泵时，异径管也宜为顶平安装，并需要在最低点处设置排净口。②如果在泵入口管道上安装过滤器，其周围必须预留出过滤器的抽芯空间。如果在泵入口管道上安装临时过滤器，入口管道上应设置一段带有法兰连接口的短管，其长度至少应为临时过滤器的长度加上0.1 m，并备一个与临时过滤器同厚的垫环。③如果离心泵的吸入口处有水平布置的弯头，为防止偏流、漩涡流使泵性能降低，单吸泵入口和弯头之间应设一段大于管径长度3倍的直管段，双吸泵入口和弯头之间应设一段至少为管径长度5～10倍的直管段。当直管段不够长时，需改变配管。如果不方便改变配管，也可在短管内安装导流板或整流管。如果吸入口的弯头是垂直安装，则泵吸入端的直管段可以忽略。④当往复泵的汽蚀余量不能满足要求时，可在入口管道上设置缓冲罐。

2.2  泵的出口管道

泵的出口管道相对于入口管道而言，其压力损失不是最重要的，但是管道的压降和热应力仍需认真考虑。为使流速增大，

不易产生气阻，一般要使泵出口管径比吸入管径小1～2级。泵出口管道上的异径管应靠近泵的出口。

泵出口应设置切断阀，为防止介质倒流，在离心泵出口与切断阀之间应设止回阀，其管径与切断阀一致。当出口管路特长或管径较大时，为防止水锤被破坏，还需有阀门缓闭装置。容积泵通常不设止回阀，但出口处需要设安全阀。

当泵的出口管道为立式管道时，应在止回阀的出口侧管道上安装放净阀。对于并列布置的泵，其进、出口阀门应采用相同的安装高度。当进出口阀门安装在立管上时，其安装高度一般为1.2～1.3 m，手轮的安装位置应方便操作。

在每台泵的出口与第一个切断阀之间的直管道上，需安装压力表，其位置要易于观察。对于往复泵，为防止液压脉动使系统操作不稳定，应设缓冲罐。

2.3  泵的管道支架的设置

离心泵的管嘴受力太大，将影响泵的可靠运行。为了避免阀门的重量、进出口管道的重量和管道热应力所产生的力和力矩超过泵进出口所允许的最大管口载荷，应在靠近泵的进出口管道上设置合适的吊架或支架。泵进出口管道上的管架布置应满足泵检修的支撑要求。泵的水平吸入管道宜在靠近泵的管道上设置可调可拆支架。应减小往复泵出口管道的跨距，并增加管架的刚度。如果离心泵的介质温度较高或较低时，离心泵管道就会因热胀冷缩产生巨大的管道热应力。为了补偿管道的伸缩，并消除管道热应力，可使管道和泵之间有一定的位移自由度。往复泵的进出口管道应考虑液体脉动的影响，为防止此脉动，应缩短管道支架之间的距离，尽量采用管卡型支架，不宜采用吊架。

3  常见管道问题

3.1  离心泵入口管液位高于取液口

离心泵的入口管配置必须满足泵汽蚀余量的要求。一旦泵的入口压力低于液体的汽化压力，泵就会产生汽蚀。此泵入口配管明显高于液体的最低液位，当集油箱内的液位低于泵的入口管线时，泵的入口压力就会形成负压，即泵入口压力明显小于液体的汽化压力，泵就会产生汽蚀。一般情况下，普通离心泵无自吸功能，其入口液体必须倒灌，即集油箱的最低液位核算到泵入口的压力至少要高于液体汽化压力。为了保证泵不汽蚀，入口压力还会增加一个余量，这就要求最低液位更高。由于泵底座二次灌浆已经完成，降低泵的标高已不可能，因此只有增高集液箱的高度。

3.2  自吸泵入口管线变径问题

 

（a）                            （b）

图1  自吸泵配管模型图

某污水提升泵采用的是气液混合式自吸泵，它带有一个气液混输罐，如图1所示。首次启动前，先向罐内和泵内注满水，以后再启动时就不用再灌水，即一次注满，永久使用。此泵的入口管径为DN100，所配入口管线为DN200，中间连接为DN200×DN100的异径接头，如图1（a）所示。此泵启动20 min后都不上水，经分析、核算得知，气液混输罐的容积是根据泵入口管道不变径，即泵的入口管线也为DN100时设计的，当泵的入口管径增大到DN200时，入口管线内空气量增大，气液混输罐不能完全形成真空，从而无法实现自吸功能。对此，只能将入口管线拆除，改为DN100的管线，如图2（b）所示。改装完后重新启泵，此泵在几秒内就正常出水。所以，对于自吸泵，如果入口管径没有特殊用途，最好不要变径，否则会严重影响泵的自吸效果。

3.3  隔膜计量泵进出口管线未留维修空间

 

（a）                             （b）

图2  计量泵配管模型图

隔膜计量泵是由电机驱动蜗轮、蜗杆，并带动曲轴和连杆将旋转运动转换为柱塞的往复运动，柱塞的运动使液压油传递的力作用于隔膜上，隔膜的往复运动又促使泵腔容积发生变化，并通过进、出口单向阀的控制，使介质从泵头入口吸入，从出口排出，如图2所示。计量泵的这种往复运动使进、出口单向阀频繁运动，因此，单向阀极易损坏。如果输送介质中的颗粒或脏物进入单向阀，就会极易使其堵塞。计量泵的很多故障都是因单向阀的堵塞或损坏引起的，因此，需要经常清理或更换单向阀。这就要求此阀必须有合理的拆卸空间，但由于配管人员不了解计量泵的功能和结构，配管时，计量泵的进、出口管线采用的都是焊接管线，如图2（a）所示。这就导致计量泵的进、出口单向阀无法拆卸。因此，最好是在泵的进、出口增加一段短节，两端都采用法兰连接，如图2（b）所示。这样单向阀如果需拆卸时，就可以先拆除短节，然后顺利拆卸单向阀。

3.4  泵入口过滤器的抽芯空间不够

在施工过程中，管道内不可避免地会残留一些焊渣等杂物，因此，要在靠近吸入口切断阀的下游设置过滤器，并确保清扫时能取出金属网。因过滤器形式各异，因此，必须先了解清楚过滤器的构造，再进行管道设计。另外，还要特别要注意介质流向的限制。

4  结束语

综上所述，泵是石化装置应用最普遍的设备，如果泵类设备出现故障，将会严重影响到石化装置的正常运行。因此，我们必须重视对泵类设备的布置和安装工作，在石化工装置泵设备的配管设计、施工过程中，采取有效措施及时解决出现的各种失误和问题，保障石化装置的正常工作。

参考文献

[1]马铎芩.化工设备管道安装常见问题及应对策略[J].河南化工，2013（Z2）.

[2]于秀美.泵的布置和管道设计要求[J].内蒙古石油化工，2009（23）.

〔编辑：王霞〕

Pump in Petrochemical Pipeline Equipment Installation Common Problem Analysis

Wei Yinglong

Abstract： The pump equipment in petrochemical pipeline equipment common installation problems are analyzed， the design of the arrangement of the pump and the pump pipe way of the system， and connecting with the concrete examples， puts forward the corresponding solution measures， for reference.

Key words： pump device; petrochemical pipeline; self-priming pump; centrifugal pump

3.2  自吸泵入口管线变径问题

 

（a）                            （b）

图1  自吸泵配管模型图

某污水提升泵采用的是气液混合式自吸泵，它带有一个气液混输罐，如图1所示。首次启动前，先向罐内和泵内注满水，以后再启动时就不用再灌水，即一次注满，永久使用。此泵的入口管径为DN100，所配入口管线为DN200，中间连接为DN200×DN100的异径接头，如图1（a）所示。此泵启动20 min后都不上水，经分析、核算得知，气液混输罐的容积是根据泵入口管道不变径，即泵的入口管线也为DN100时设计的，当泵的入口管径增大到DN200时，入口管线内空气量增大，气液混输罐不能完全形成真空，从而无法实现自吸功能。对此，只能将入口管线拆除，改为DN100的管线，如图2（b）所示。改装完后重新启泵，此泵在几秒内就正常出水。所以，对于自吸泵，如果入口管径没有特殊用途，最好不要变径，否则会严重影响泵的自吸效果。

3.3  隔膜计量泵进出口管线未留维修空间

 

（a）                             （b）

图2  计量泵配管模型图

隔膜计量泵是由电机驱动蜗轮、蜗杆，并带动曲轴和连杆将旋转运动转换为柱塞的往复运动，柱塞的运动使液压油传递的力作用于隔膜上，隔膜的往复运动又促使泵腔容积发生变化，并通过进、出口单向阀的控制，使介质从泵头入口吸入，从出口排出，如图2所示。计量泵的这种往复运动使进、出口单向阀频繁运动，因此，单向阀极易损坏。如果输送介质中的颗粒或脏物进入单向阀，就会极易使其堵塞。计量泵的很多故障都是因单向阀的堵塞或损坏引起的，因此，需要经常清理或更换单向阀。这就要求此阀必须有合理的拆卸空间，但由于配管人员不了解计量泵的功能和结构，配管时，计量泵的进、出口管线采用的都是焊接管线，如图2（a）所示。这就导致计量泵的进、出口单向阀无法拆卸。因此，最好是在泵的进、出口增加一段短节，两端都采用法兰连接，如图2（b）所示。这样单向阀如果需拆卸时，就可以先拆除短节，然后顺利拆卸单向阀。

3.4  泵入口过滤器的抽芯空间不够

在施工过程中，管道内不可避免地会残留一些焊渣等杂物，因此，要在靠近吸入口切断阀的下游设置过滤器，并确保清扫时能取出金属网。因过滤器形式各异，因此，必须先了解清楚过滤器的构造，再进行管道设计。另外，还要特别要注意介质流向的限制。

4  结束语

综上所述，泵是石化装置应用最普遍的设备，如果泵类设备出现故障，将会严重影响到石化装置的正常运行。因此，我们必须重视对泵类设备的布置和安装工作，在石化工装置泵设备的配管设计、施工过程中，采取有效措施及时解决出现的各种失误和问题，保障石化装置的正常工作。

参考文献

[1]马铎芩.化工设备管道安装常见问题及应对策略[J].河南化工，2013（Z2）.

[2]于秀美.泵的布置和管道设计要求[J].内蒙古石油化工，2009（23）.

〔编辑：王霞〕

Pump in Petrochemical Pipeline Equipment Installation Common Problem Analysis

Wei Yinglong

Abstract： The pump equipment in petrochemical pipeline equipment common installation problems are analyzed， the design of the arrangement of the pump and the pump pipe way of the system， and connecting with the concrete examples， puts forward the corresponding solution measures， for reference.

Key words： pump device; petrochemical pipeline; self-priming pump; centrifugal pump

3.2  自吸泵入口管线变径问题

 

（a）                            （b）

图1  自吸泵配管模型图

某污水提升泵采用的是气液混合式自吸泵，它带有一个气液混输罐，如图1所示。首次启动前，先向罐内和泵内注满水，以后再启动时就不用再灌水，即一次注满，永久使用。此泵的入口管径为DN100，所配入口管线为DN200，中间连接为DN200×DN100的异径接头，如图1（a）所示。此泵启动20 min后都不上水，经分析、核算得知，气液混输罐的容积是根据泵入口管道不变径，即泵的入口管线也为DN100时设计的，当泵的入口管径增大到DN200时，入口管线内空气量增大，气液混输罐不能完全形成真空，从而无法实现自吸功能。对此，只能将入口管线拆除，改为DN100的管线，如图2（b）所示。改装完后重新启泵，此泵在几秒内就正常出水。所以，对于自吸泵，如果入口管径没有特殊用途，最好不要变径，否则会严重影响泵的自吸效果。

3.3  隔膜计量泵进出口管线未留维修空间

 

（a）                             （b）

图2  计量泵配管模型图

隔膜计量泵是由电机驱动蜗轮、蜗杆，并带动曲轴和连杆将旋转运动转换为柱塞的往复运动，柱塞的运动使液压油传递的力作用于隔膜上，隔膜的往复运动又促使泵腔容积发生变化，并通过进、出口单向阀的控制，使介质从泵头入口吸入，从出口排出，如图2所示。计量泵的这种往复运动使进、出口单向阀频繁运动，因此，单向阀极易损坏。如果输送介质中的颗粒或脏物进入单向阀，就会极易使其堵塞。计量泵的很多故障都是因单向阀的堵塞或损坏引起的，因此，需要经常清理或更换单向阀。这就要求此阀必须有合理的拆卸空间，但由于配管人员不了解计量泵的功能和结构，配管时，计量泵的进、出口管线采用的都是焊接管线，如图2（a）所示。这就导致计量泵的进、出口单向阀无法拆卸。因此，最好是在泵的进、出口增加一段短节，两端都采用法兰连接，如图2（b）所示。这样单向阀如果需拆卸时，就可以先拆除短节，然后顺利拆卸单向阀。

3.4  泵入口过滤器的抽芯空间不够

在施工过程中，管道内不可避免地会残留一些焊渣等杂物，因此，要在靠近吸入口切断阀的下游设置过滤器，并确保清扫时能取出金属网。因过滤器形式各异，因此，必须先了解清楚过滤器的构造，再进行管道设计。另外，还要特别要注意介质流向的限制。

4  结束语

综上所述，泵是石化装置应用最普遍的设备，如果泵类设备出现故障，将会严重影响到石化装置的正常运行。因此，我们必须重视对泵类设备的布置和安装工作，在石化工装置泵设备的配管设计、施工过程中，采取有效措施及时解决出现的各种失误和问题，保障石化装置的正常工作。

参考文献

[1]马铎芩.化工设备管道安装常见问题及应对策略[J].河南化工，2013（Z2）.

[2]于秀美.泵的布置和管道设计要求[J].内蒙古石油化工，2009（23）.

〔编辑：王霞〕

Pump in Petrochemical Pipeline Equipment Installation Common Problem Analysis

Wei Yinglong

Abstract： The pump equipment in petrochemical pipeline equipment common installation problems are analyzed， the design of the arrangement of the pump and the pump pipe way of the system， and connecting with the concrete examples， puts forward the corresponding solution measures， for reference.

Key words： pump device; petrochemical pipeline; self-priming pump; centrifugal pump