槽车充装系统管路阻力特性与泵的选型探讨

汪国洪，吴 波

（湖州三井低温设备有限公司，浙江湖州 313000）

槽车充装系统管路阻力特性与泵的选型探讨

汪国洪，吴 波

（湖州三井低温设备有限公司，浙江湖州 313000）

对液化气槽车充装泵实际充装流量偏小的情况进行分析，计算该充装系统管路的阻力特征，现场实验结果与计算分析一致，为该系统选取合适的充装泵提供借鉴。

槽车；管路阻力；泵；选型

气体生产企业或天然气液化工厂一般用液体储槽来储存液化气，当液化气需要运输或外销时，需要将液化气从储槽充装至槽车［1］。槽车充装方法主要有两种：一是槽车放空泄压，同时贮槽利用空温式汽化器增压，带有压差后再向槽车充装液体，该方法简单易行但气体放空会造成一定的经济损失和环境污染，随着环保意识的增强，该方法使用渐少；二是无需放空气体直接采用大流量充装泵增压液体，向槽车充装液体。对于该法，充装管路的阻力特性与增压泵的选型都很重要［2］。我公司某槽车充装时出现流量偏小的问题，本文以其为例，对其管路的阻力特性与增压泵的选型进行了探讨。

1 槽车充装情况

某低温离心泵槽车充装工艺流程见图1。由图1可知，液体从储罐流入充装管路，经低温离心泵增压后，再由充装管路充入槽车中。该系统选用的是我公司生产的流量为40 m3／h、扬程为90m的离心泵，该泵在出厂时，各项性能指标均能达到相关标准和设计要求，且已通过样机的型式实验。但在现场应用过程中，当充装液氮或液体天然气时，流量只有约25 m3／h，严重偏离了泵的设计运行点。为查找原因，将泵更换为某相同参数的进口泵，发现情况与之前类似，实际充装流量也只有25 m3／h，达不到该充装系统所要求的40 m3／h的流量。

2 计算分析及实验结果

2.1 计算分析

更换泵之后流量没有改善，说明不是泵的问题。对管路阻力进行分析，液氮、液氧槽车充装接口为DN40，液化天然气槽车一般为DN50，槽车压力一般为0.3～0.5 MPa，泵出口管路为 DN40或DN50金属软管，长约5m，弯头4个。充装时，液体从泵出口到槽车，依次经过泵出口阀门、金属软管、槽车充装进口阀门三大主要部件，液体进入槽车需要克服三大主要部件的阻力和槽车内部的压力。在该系统管路下不同充装速度的管路阻力（不含槽车压力）见表1。

液氮槽车内部压力一般约为0.3MPa、液化天然气槽车约0.2MPa［3］。根据表1数据，液氮流量为40 m3／h时泵出口系统阻力约为1.36MPa，泵的出口压力为0.827MPa，克服不了泵出口系统的阻力，不能满足40 m3／h的充装要求；当流量为 25 m3／h时，泵出口阻力0.75MPa，此时泵的出口压力为0.859MPa，大于出口系统阻力，可以实现充装。同样，根据表1数据，液化天然气流量为40 m3／h时泵出口系统阻力约为0.64MPa、泵的出口压力为0.482MPa，克服不了泵出口系统的阻力，不能满足40m3／h的充装要求；当流量为25m3／h时，泵出口阻力0.4MPa，此时泵的出口压力为0.499 MPa，大于出口系统阻力，可以实现充装。

由上述分析可知，流量偏小的问题是因为管路阻力较大，充装泵出口压力较小的原因。

图1 某低温离心泵槽车充装工艺流程Fig.1 A cryogenic centrifugal pum ps tank filling process

表1 管路阻力表Table 1 Pipeline resistance table

2.2 现场实验

为验证上述分析，对槽车充装系统进行现场实验。该泵各流量点的增压能力、泵出口压力见表2。以充装液氮为例：先通过调整泵的运行频率来调节出口压力，当频率调到55 Hz，泵的出口阀门至出口压力为0.95 MPa，实际充装速度约为31 m3／h。用上节的算法进行计算，在31 m3／h充装时，槽车压力为0.3 MPa，管路阻力为0.65 MPa，系统阻力为0.95 MPa，与泵的出口压力一致，可以满足充装要求。这表明现场应用的实际情况与上节计算分析基本一致，上述计算分析方法可行。技术交流会论文集，2005.

表2 泵的增压能力、出口压力对照表Table 2 Pum p booster capacity，outlet pressure table

［3］ 王怀义.石油化工管道安装设计便查手册［M］.第3版.北京：中国石化出版社，2010.

［1］ 贺耿，王正，包光磊.LNG槽车装车系统的技术特点［J］.天然气与石油，2012，（4）：11-14＋97.

［2］ 杨桂丽.优化槽车充装工艺［C］.成都：空分设备

Pipeline Resistance Characteristics and Pump Type Selection of Tanker filling system

WANG Guo-hong，WU Bo

（Huzhou Sanjing Cryogenic Equipment Co.Ltd.，Huzhou 313000，China）

The situation of the actual pump filling flow of the liquefied gas tanker filling is analyzed.The resistance characteristics of the filling of the pipeline system were calculated，the field test result and calculation analysis is consistent.By analysis，the pressure parameters of the charging pump outletwere obtained when the flow reached 40m3／h.This provided a reference for the selection of suitable filling pump system.

tank；pipeline resistance；pump；type selection

TQ022

A

1004-275X（2015）03-0056-03

12.3969／j.issn.1004-275X.2015.03.016

收稿：2015-03-20

汪国洪（1981-）男，工程师，从事低温离心泵的研发设计、服务。