加氢裂化进料泵管道设计论述

摘 要：重点介绍加氢进料泵设计过程中注意事项，总结了一下设计过程中的一些思路和方法，加氢进料泵是关键设备，设计时合理设置管道支架，正确规划管道走向，增加泵出入口管道柔性，尽量减少泵嘴受力，满足泵允许受力。

关键词：加氢进料泵；管道设计；管道柔性

加氢进料泵是加氢装置的关键设备，它的安全运行是整个加氢装置的命脉。加氢进料泵单台造价高，投资大，为加氢进料提供动力。该泵能否长久的正常运转，对装置的正常运行起到了关键性作用。该泵正常运行时介质温度高，出口压力高，是整个加氢装置设计的难点之一。

1 加氢进料泵平面布置

加氢进料泵通常采取两种布置方式，一种露天布置，一种给泵增加构架，防雨棚。布置加氢进料泵时要综合考虑以下因素：①综合考虑工艺流程图，满足工艺要求；②与相邻设备（入口缓冲罐）就近布置；③满足装置内防火间距的要求；④进出口管道应有一定的柔性，使泵嘴子受力尽量小；⑤考虑润滑油站及高位油箱的操作、检修空间。

2 加氢进料泵管道布置的一般要求

泵是回转机械，属精密机械，一旦受到外力作用会发生变形、振动和噪音，是轴承烧毁和损毁的主要原因。布置泵进出口管道时，尽量增加管道的柔性，减少管道对泵进出口的力。一般情况下泵制造厂规定了泵嘴子允许受力和力矩值，这是泵管道设计的依据，当缺少制造厂的数据时，泵管嘴允许受力可按API610规定选取，布置管道时要满足泵厂规定的受力要求。泵进出口阀门布置时要方便操作，不妨碍泵和本身自带润滑油站的检修。

3 加氢进料泵入口管线设计

加氢进料泵入口管线设计时。要满足以下几点要求：

①满足泵汽蚀余量的要求，原料罐最低液面与泵人口中心线的高差满足泵汽蚀余量的要求，尽可能缩短管道长度，减少弯头个数，步步低进泵。防止泵的汽蚀现象是确保泵经常处于正常工作状态。

②吸入管系统气体的积聚，也会产生汽蚀，泵人口变径管处偏心大小头采用顶平安装方式，这样凝液可在人口过滤器底部的排凝阀处排净。

③泵入口管道不能出现U型，这样导致泵入口阀门比较高，可在泵入口阀门旁边设置操作平台。

入口管線压力低，壁厚薄，在满足嘴子受力的条件下，入口管线上宜设刚性支，少设或不设弹簧，以增加管系的稳定性，防止管系在正常运行和空管时不致出现因较大重量变化而产生较大位移。

4 加氢进料泵出口管线设计

进料泵出口升压后，管子壁厚很大，管子的刚度大，要通过管子的自然走向来消除应力已经很困难。我们通常根据经验人为的在管子上绕平π或立π来增加管道柔性，减少管道应力。另外合理的设置弹簧支架和导向支架，将泵嘴子的受力限制在允许的范围内。

加氢进料泵出口管线的设计是进料泵设计的难点，要注意以下几点：

①加氢进料泵出口嘴子允许附加力一般較小，出口管线温度高，高度单位长度热涨量大，柔性差。针对这一点，设计管道出口支架时，出口管线的上方要设弹簧支架来吸收初始热位移和出口管线在垂直方向的热位移。出口管线在嘴子附近设计导向支架，将管线的热涨量导向管桥侧。

②加氢进料泵出口管线的流速高，我们在出口管道设计时除考虑管道的柔性外，我们还应该注意管道的防振。在满足泵嘴子的受力的条件下，尽量减少弯头，管子长度，增设导向支架。在弹簧的选型中，尽量选择刚度大的弹簧。

③泵出口线上的返回线在设计时也要特别注意，介质在瞬间降压后流速变高，易引起管道的振动，和对管道弯头处造成冲蚀破坏，角阀后的第一个弯头要用高压厚壁弯头，耐冲蚀角阀前后都要设置防振支架，角阀后要留10～ 20D的直管段来稳流。

鑫海石化加氢裂化装置加氢进料泵出口口管道布置见图1，支架PS-1选用弹簧支架，其作用是吸收出口嘴子初始热位移和出口管线在垂直方向的热位移；支架PS-1选用摩擦系数=0.1的低摩擦设置，是为了减少摩擦反力对泵嘴子的作用；支架PS-3选用组合支架（弹簧+导向），导向是为了减少管系对泵出口嘴子的推力和力矩；支架PS-4，PS-5选用防振支架，防止管道振动。

5 加氢进料泵管道受力计算

为保证加氢进料泵长时间安全运行，就应该核算管道对设备作用力，让泵嘴子受力不超过泵厂家所推荐的数值。当制造厂未提供该方面数值时，满足API610的规定。

6 结束语

在加氢进料泵的设计时，我们因该合理的布置加氢进料泵的位置，安排进出口管线的走向，科学的设置支架将泵嘴子的受力限制在泵允许受力范围内，保证泵长久正常的运行，进而保证整个装置的平稳运行。

参考文献：

[1]张德姜.石油化工装置工艺管道安装设计手册[M].北京：中国石化出版社，2004.

作者简介：

董吉鹏（1984- ），男，河南林州人，学历：本科，研究方向：石油化工工艺管道配置。