化工用泵的工艺计算
化工工艺设计涉及计算的软件介绍
化工工艺设计涉及大量的计算，主要的有工艺流程的模拟，管道水力学计算，公用工程管网计算，换热器设计计算，容器尺寸计算，转动设备的计算和选型，安全阀泄放量和所需口径的计算，火炬泄放系统，控制阀Cv计算和选型，等等。
这些计算过程通常都有专用的商业软件或者是工程公司自行开发的软件或者计算表格。
大的设计公司通常也会指定公司用于以上设计过程的软件或经过确认的表格。
下面就我的经验来看看常用的一些软件。
1.工艺流程模拟：ASPEN PlusPro IIHYSYS2.管道水力学计算通常是工程公司自备的EXCEL表格，没必要使用专用软件。
当然，也可以自己编制，一般来说使用CRANE手册提供的公式就足够了。
两相流的水力学计算相当复杂，自己编制费力不讨好，用公司内部经过验证的表格就可以了。
3.公用工程管网计算我用过Pipe 2000，肯塔基大学教授的出品，包括Gas 2000, Water 2000, Steam 2000等一系列。
Pipenet也是不错的选择。
有人用SimSCI的InPlant。
没用过，有用过的朋友可以介绍一下。
4.换热器设计计算HTRIHTFS这两个软件都可以。
常见的介质用HTRI更好，因为它的物性数据是经过实验得到的。
HTFS使用了ASPEN或HYSYS的物性数据，很多都是计算得到的，所以精度可能稍差。
5.压力容器尺寸计算（长度与内径）工程公司往往使用自制的EXCEL表格来计算容器尺寸。
内构件一般要提交供货商来设计。
计算容器尺寸首先要确定容器的用途：气液分离，液液分离，还是气液液三相分离。
然后要确定容器是卧式还是立式。
最后要根据物料属性，考虑是否使用Wire Mesh或其他内构件来除去微小雾滴。
以上三项是影响计算的主要因素。
6.塔设备计算塔设备的计算和内构件的计算通常要由主要的供货商来进行。
软件比如说Koch-Glitsch的KG-Tower和Sulzer 的SULCOL。
工程公司一般只提供过程模拟的结果。
化工设备的工艺设计
6. 结构设计 在设备型式及主要尺寸已定的基础上，根据各种设备常用结构，
参考有关资料与规范，详细设计设备各零部件的结构尺寸。如填 料塔要设计液体分布器、再分布器、填料支承、填料压板和各种 接口等；板式塔要确定塔板布置、溢流管、各种进出料口结构、 塔板支承、液体收集器与侧线出入口和破沫网等。还有各种构件 的材料选择、壁厚计算，塔板、塔盘等的机械设计；各种辅助结 构如支座、吊架、保温支架等的设计；内件与管口方位设计；全 设备总装配图及零件图绘制；全设备材料表。
3.2.2 鼓风机
➢ 化工厂中常用的鼓风机 有旋转式和离心式两类 。
罗茨鼓风机是旋转式鼓 风机中应用最广的一种, 外形如图5-4所示.罗茨鼓 风机的风量为2-500m3／ min，出口压强不超过 81KPa(表压)。出口压强 大高,则泄漏量增加,效率 降低。罗茨鼓风机工作 时,温度不能超85℃,否则 易田转子受热膨胀而发 生卡住现象。
技术指标
型号:以圆型单级单吸离心泵为例说明泵 的型号标志如下:பைடு நூலகம்
扬程：泵在输送单位液体量时,泵出口能量的增加值,包 括液体静压头、速度头及几何位能等能量增加值总和 ，以m液柱表示
流量：泵在单位时间内抽吸或排送液体的体积数称为 流量，以m3/h或L/s表示。必需汽蚀余量(NPSHr)：为 使泵在工作时不产生汽蚀现象，泵进口处必需具有超 过输送温度下液体的汽化压力的能量．使泵在工作时 不产生汽蚀现象所必需具有的富余能量称为必需汽蚀 余量。必需汽蚀余量，国际上普遍称为必需的净正吸 入压头单位为m。
➢ 按泵作用于液体的原理可分为：
水泵相关计算公式
1.水泵的流量、扬程、轴功率和转速间的关系为：
G/G1=n/n1
H/H1=(n/n1)²
N/N1=(n/n1)3
式中:G、H、N——叶轮转速为n(r/min) 时的流量(m³/h) 、扬程(m) 和轴功率(kW) ；
G1、H1、N1 ——叶轮转速为n1时的流量、扬程和轴功率。
2.泵的轴功率Nz(kW)
水泵的轴功率Nz(kW)，可按下式计算：
N Z=ρ.G.H
102.ƞ
式中:ƞ一水泵的效率，一般为0.5~0.8。
3.水泵配用的电机容量N(kW)
N=K A·Nz
式中K A:电机容量安全系数，其值见下表
4.水泵所需轴功率：
P=2.72∗ρ∗D∗H
*10−6
η
式中
P:水泵轴功率，kW ；
D:水泵流量，t/h ；
ρ:流体密度，kg/m 3
H:水泵扬程， mH 2O(10kPa) ；
η:水泵效率，%。
5. 水泵配用电动机额定功率：
P e =KP
式中
P e ：水泵配用电动机额定功率，kW ；
K ：配用电动机容量的机械贮备系数，对于水泵，K=1.20； P ：水泵运行中可能出现的最大流量所对应的轴功率，kW.
6. 水泵配用电动机的额定电流：
式中
I:电动机额定电流，A ；
P e :水泵配用电动机额定功率，kW ；
U:电动机电压，取380V ；
COS φ∗η:功率因数与电动机效率的乘积，此值与电动机转速和容量有关，对于Y 型电动机,转速为1450r/min 、功率为100kW 左右时，COS φ∗η=0.8~0.85。
I=e 3
√3∗UCOSφ∗η。
化工设备的选型和设计计算
5.2 贮罐
分类
A.立式贮罐 平底平盖系列、平底锥系列底 90°无折边锥形底平盖系列、立式球形封头系列 90°折边锥形底、椭圆形盖系列、立式椭圆封头系列 以上系列适用非易燃易爆、非剧毒化工液体 B.卧式贮罐 卧式无折边球形封头系列 ：适用非易燃易爆、非剧毒 化工液体。P≤0.07MPa 卧式有折边球形封头系列 ：化工液体。P=0.25~4.0MPa
温度、压力和化学性质、物性参数取提有关设备
的负荷、流程中的地位与流程中其他设备的关系
等数据。 ② 设计换热器流程 将换热的工艺流程仔细探讨，以利于充分利用热 量和热流。
③ 设计换热器的材质 根据介质的腐蚀性和其它有关性，按照操作压力、
温度、材料规格和制造价格，合理选择。
④ 选择换热器的类型。
⑤ 确定换热器中冷热流体的流向，根据截体的性质，
叉式装卸车、手动液压装卸车、圆筒搬运车、液压升
降台等，指标：起重重量、升高高度、空载行走速
度等。
C.运输设备 移动式皮带输送机、气垫式输送机、螺旋输送机、 载货电梯等
D.给料设备 电磁振动给料机、振动漏斗等，技术指标：进了 尺寸、激振电动机 型号与功率、激振力等 E.破碎设备
粗碎颚式破碎机、环锤式破碎机、锤式破碎机等。
内热式回转 炉 外热式回转 炉
直立圆筒形炉－垂直燃烧式（底烧）
箱式炉－卧式－水平燃烧式
垂直燃烧式（底烧）
管式炉
卧管（水平管） 水平燃烧式 特殊燃烧式 立式炉 垂直燃烧式（底烧） 立管（垂直管） 水平燃烧式 管式炉特殊燃烧式
冷却塔
干式 直接式 间接式 自然通风 冷却塔分类 湿式 机械通风 抽风式 开放式 逆流式 横流式 逆流式 横流式 鼓风式 －逆流式
第5章 设备的选型和设计计算
化工常用泵
化工常用泵1、概述泵是对流体加压和输送的机器，它将原动机的机械能或其他能量转变为液体的能量（势能和动能）一化工用泵的分类1按泵的工作原理和结构分类：2叶轮式泵：它是依靠旋转的叶轮对液体的动力作用，将能量连续传递给液体，使液体的速度能和压力能增加，随后通过压力室将大部分速度能转换为压力能,叶轮式泵包括离心泵、混流泵、轴流泵、旋涡泵、高速切线泵。
3容积式泵：它是依靠工作室容积周期性变化，将能量传递给液体，使液体的压力增加，达到输送液体的目的。
它可分为往复泵和转子泵。
4其他类型泵：包括依靠电磁力输送电导体流体的电磁泵；依靠流体流动的能量输送液体的喷射泵、空气扬水泵以及依靠水流本身的位差能来输送液体的水击泵等。
1.1.2 按用途分类：1.1.2.1 工艺流程泵：包括进料泵、回流泵、循环泵、塔（釜）底泵、产品泵、冲洗泵、排污泵等。
1.1.2.2 公用工程泵：包括锅炉用泵、凉水塔泵（冷却水泵、循环泵）、水源用深水泵、排污用排污泵、消防用泵、卫生用泵等。
1.1.2.3 辅助用途泵：包括润滑油泵、密封油泵等。
1.1.2.4 管路输送泵：包括输油管线用泵、装卸用泵等。
1.1.3 按使用条件分类：1.1.3.1 大流量泵与微流量泵：流量分别300m3/min0.01L/h 。
1.1.3.2 高温泵与低温泵：高温高达500℃，低温低至－ 253℃。
1.1.3.3 高压泵与低压泵：高压高达 200MPa，低压低至真空度为2.66～10.66kPa。
1.1.3.4 高速泵与低速泵：高速高达 24000r/min ，低速低至5～10r/min 。
1.1.3.5 高黏度泵：黏度达数万泊（1P=0.1Pa .）s 1.1.3.6 精确计量泵：流量的计量精度达±0.3%。
1.2 表示泵工作性能的主要参数：1.2.1 流量：单位时间内通过排出口输送的液体量，称为泵的流量。
可以用体积流量 qv 来表示，也可以用质量流量 qm 来表示。
泵加工工艺
屏蔽泵轴套加工工艺方案1（2）
要点 如何保证喷 涂层的厚度
屏蔽泵轴套加工工艺方案1（3）
o 要点 o 心轴的形 式。 o 工件卸下 的困难。
屏蔽泵轴套加工工艺 方案2
要点、 （喷涂后）
夹具的锥 角大小 车、磨的 选择
屏蔽泵轴套加工工艺方案2（3）
要点 弹性夹紧套 的制作结构 形式
• 要点
• 孔的相对位 置要求
叶轮加工工艺（零件图）
o 叶轮的设 计图样
叶轮加工工艺1
要 点 要以进水流 道和出水流 道找正。 保证相对重 要尺寸G
叶轮加工工艺2
要点 靠平已加工表 面
保尺寸S4。
叶轮加工工艺3
• 要点 • 心轴的形式 和尺寸
叶轮加工工艺4
要 点 去重的位置和方 法。 检测仪器的精度 （心轴和零件的质 量比）。 动平衡和静平衡 的区别。出口宽度 /叶轮直径＞0.2时 做动平衡
泵盖加工工艺 2
o 要点
o 圈内尺寸的保证。
o 换压板加工
o 定位基准的选择原则
o 车夹具的尺寸精度
泵盖加工工艺 方案 1
要点 尺寸A加工注 意的问题。 注意要求的尺 寸链。 刀具的制备和 尺寸的测量。
泵盖加工工艺 方案 2
• 要点
• 车夹具的精
度
• 尺寸A、D
很难同时保
证。
AY油泵泵体加工工艺 1
卧式泵体加工工艺3
要点 保证中心高 尺寸 中心高的测 量
卧式泵体加工工艺4
• 要点
• 设计车床 夹具弯板
卧式泵体加工工艺5（ 钻孔、攻螺纹）
要点
A面孔和底 面孔的位置
钻孔注意事项
泵扬程计算公式
泵扬程计算公式：H=H1+H2+V2^2/2g+h1H1:垂直距离，米；H2：泵座出口压力，米；V2^2/2g：泵座出口测压点处动能，米；h1:井内泵管的水力损失，（取7--9米）。
1）、300米输送水力损失：输送管内径300mm损失23米；输送管内径325mm损失14米；输送管内径350mm损失10米；输送管内径400mm损失5米；2）、H1=40米；出水口到目的高度；3）、H2= 根据上面40米的定义，可取动水位到出水口高度列入计算；4）、v=2m/s;5) 、气蚀余量：深井泵忽略，离心泵随便估算个个位数值即可；6) 、前提条件：抽水处和目的水池均为标准大气压；上面6项全部相加得到的数值×1.1裕度。
325mm管路水平输送300米到达高度40处，大约扬程：66--70米扬程。
终于找到了。
根据条件选择水泵合适的扬程。
水泵的扬程是指将水输送出去的高度，即水面到出水口的垂直高度，用米作单位。
水通过输水管路和管路附件时会受到磨擦阻力，损失一部分扬程（称为损失扬程）。
因此，水泵的总扬程等于实际扬程与损失扬程之和。
而水泵铭牌上所注明的扬程是指水泵的总扬程。
因此，我们在测出实际扬程后去购买水泵时，要在总扬程（即铭牌上的扬程）中考虑到损失扬程。
损失扬程应根据管路长短、底阀等附件的情况，一般其值为实际扬程10%－20%，即：水泵总扬程（铭牌上的扬程）＝实际扬程＋损失扬程（10%－20%的实际扬程），通过计算，我们就可以知道需要多大扬程水泵，方便选择。
扬程计算泵的扬程计算是选择泵的重要依据，这是由管网系统的安装和操作条件决定的。
计算前应首先绘制流程草图，平、立面布置图，计算出管线的长度、管径及管件型式和数量。
一般管网如下图所示，（更多图例可参考化工工艺设计手册）。
D——排出几何高度，m；取值：高于泵入口中心线：为正；低于泵入口中心线：为负；S——吸入几何高度，m；取值：高于泵入口中心线：为负；低于泵入口中心线：为正；Pd、Ps——容器内操作压力，m液柱（表压）；取值：以表压正负为准Hf1——直管阻力损失，m液柱；Hf2——管件阻力损失，m液柱；h ——泵的扬程，m液柱。
泵扬程计算公式
泵扬程计算公式：H=H1+H2+V2^2/2g+h1H1:垂直距离，米；H2：泵座出口压力，米；V2^2/2g：泵座出口测压点处动能，米；h1:井内泵管的水力损失，（取7--9米）。
1）、300米输送水力损失：输送管内径300mm损失23米；输送管内径325mm损失14米；输送管内径350mm损失10米；输送管内径400mm损失5米；2）、H1=40米；出水口到目的高度；3）、H2= 根据上面40米的定义，可取动水位到出水口高度列入计算；4）、v=2m/s;5) 、气蚀余量：深井泵忽略，离心泵随便估算个个位数值即可；6) 、前提条件：抽水处和目的水池均为标准大气压；上面6项全部相加得到的数值×1.1裕度。
325mm管路水平输送300米到达高度40处，大约扬程：66--70米扬程。
终于找到了。
根据条件选择水泵合适的扬程。
水泵的扬程是指将水输送出去的高度，即水面到出水口的垂直高度，用米作单位。
水通过输水管路和管路附件时会受到磨擦阻力，损失一部分扬程（称为损失扬程）。
因此，水泵的总扬程等于实际扬程与损失扬程之和。
而水泵铭牌上所注明的扬程是指水泵的总扬程。
因此，我们在测出实际扬程后去购买水泵时，要在总扬程（即铭牌上的扬程）中考虑到损失扬程。
损失扬程应根据管路长短、底阀等附件的情况，一般其值为实际扬程10%－20%，即：水泵总扬程（铭牌上的扬程）＝实际扬程＋损失扬程（10%－20%的实际扬程），通过计算，我们就可以知道需要多大扬程水泵，方便选择。
扬程计算泵的扬程计算是选择泵的重要依据，这是由管网系统的安装和操作条件决定的。
计算前应首先绘制流程草图，平、立面布置图，计算出管线的长度、管径及管件型式和数量。
一般管网如下图所示，（更多图例可参考化工工艺设计手册）。
D——排出几何高度，m；取值：高于泵入口中心线：为正；低于泵入口中心线：为负；S——吸入几何高度，m；取值：高于泵入口中心线：为负；低于泵入口中心线：为正；Pd、Ps——容器内操作压力，m液柱（表压）；取值：以表压正负为准Hf1——直管阻力损失，m液柱；Hf2——管件阻力损失，m液柱；h ——泵的扬程，m液柱。
石油化工装置泵的配管设计
石油化工装置泵的配管设计摘要：泵在石油化工装置中起着至关重要的作用，其类型多种多样。
在进行配管设计时，有经验的专业人员应负责保证每一个细节的标准化和专业化，提高配管设计的合理性，保证符合泵安全运行的基本要求。
根据以往经验，影响石化装置泵管设计的因素很多，必须综合分析，坚持严谨、安全的原则，确保满足石化装置安全生产的基本要求，避免常见问题。
关键词：石油化工；设备；泵；管道设计；分析1为保证石油化工装置泵的配管设计安全石油化工管道多用于输送易燃易爆、腐蚀性较强的介质，所以在进行石油化工装置泵的配管设计过程中应强化泄漏问题并提高防火意识，有效避免安全事故的发展。
可以将报警装置安装到石油化工装置泵中，确保设备可以紧急停车，避免运行机械给操作人员带来安全威胁。
同时在对国内外技术的研究及我国相关法律法规进行调查后，可以对工艺设备进行更加全面的检测，避免设备及装置使用过程出现违规问题。
2石油化工装置泵的配管设计关键点2.1热应力计算泵的配管材料容易受到介质温度等因素的限制，如果运送的液体温度过高或过低，就容易使泵的配管出现热胀冷缩现象。
在石油化工装置的泵运行过程中，管道的不均匀膨胀和收缩会对机泵管嘴产生一定的推力，迫使泵轴发生位移。
如果推力超过标准规范允许的范围，将影响机泵的长周期安全运行。
因此，设计人员在设计管道时有必要对其进行热应力计算，充分考虑泵管嘴所受的力，保证管道具有足够的柔性，确保其不超过标准受力要求。
2.2泵的固定机泵的定位一般以泵出口中心为基准。
一般来说，泵基础高度为100-300mm，但对于那些特殊类型的泵，可以根据实际情况设置泵基础高度。
在固定泵的过程中，通常将螺栓预埋在混凝土中，在预留孔洞的基础上，进行两次混凝土灌浆，螺栓预埋在混凝土中的长度是螺栓本身长度的20～30倍。
如果泵的容积比较小，可以选择钢结构，将泵固定在地面上。
2.3泵的辅助管道和保护管道①冷却水管道。
设在冷却水管道上的检流器应便于观察水流情况。
化工泵的选型原则
化工泵的选型原则1、输送介质的物理化学性能：输送介质的物理化学性能直接影响泵性能、材料和结构。
介质的物理化学性能包括：名称、特性（腐蚀、磨蚀、毒性等）、颗粒大小及含量、密度、粘度、汽化压力等。
必要时还应列出介质中的气体含量，说明介质是否容易结晶等。
2、工艺参数：工艺参数是泵选型的重要依据，应根据工艺流程和操作变化范围慎重考虑。
流量Q：工艺装置中要求泵输送的介质量，应给出正常、最大、最小流量。
选泵时，要求泵额定流量不小于装置的最大流量，或取正常流量的1.1～1.15倍。
扬程H：工艺装置所需要的扬程值，也称为计算扬程。
一般要求泵额定扬程为装置所需扬程的1.05～1.1倍。
进口压力Ps和出口压力Pd：指泵进出接管法兰处的压力，进出口压力大小影响到泵壳的耐压和轴封的要求。
温度：泵进口温度，一般给出正常、最高、最低温度。
装置气蚀余量NPSHa：也称为有效气蚀余量。
操作状态：连续或间断运行。
二、泵类型的选择选泵类型应根据装置的工艺参数、输送介质的物理和化学性质、操作周期和泵的结构特性等因素合理选择。
离心泵具有结构简单，输送液体无脉动，流量调节简单等优点，所以除以下情况外，要尽可能地选用离心泵。
有计量要求时选用计量泵；扬程很高流量很小且无合适小流量高扬程离心泵可以选用时可选用往复泵；如气蚀要求不高时也可以选用旋涡泵；扬程很低流量很大时选用轴流泵或混流泵；粘度较大（650～1000mm2/s）时，可以考虑选用转子泵或往复泵，粘度特大时，可以选用特殊设计的高粘度转子泵和高粘度往复泵；介质含气量＞5％，流量较小且粘度小于37.4mm2/s时，可以选用旋涡泵。
如允许流量有脉动，可以选用往复泵。
对启动频繁或灌泵不便的场合，应选用具有自吸性能的泵，如自吸式离心泵、自吸式旋涡泵、容积泵等。
三、泵系列和材料的选择泵的系列是指泵厂生产同一类结构和用途的泵，如IH、CZ、IJ、ZA型化工流程泵，AY型油泵，ZE型石油化工流程泵等。
泵类设备安装工艺标准
泵类设备安装工艺标准 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998泵类设备安装施工工艺标准QB-CNCEC J20701-20061 适用范围本工艺标准适用于除蒸汽往复泵之外的化工用泵的安装工程（包括整体安装和解体安装的泵），包括单机试车和配合系统联动试车。
泵类设备的典型结构见图1(1)～(9)。
图1（1）离心泵结构图图1（2）水平剖分式离心泵图1（3）垂直剖分式离心泵1-泵体；2-泵盖；3-叶轮；4-泵轴；5-轴承体；6-齿轮联轴器；7-轴套；8-叶轮密封环；9-泵体密封环；10-填料环；11-填料；12-水冷式填料压盖图1(4)齿轮泵图1(5)螺杆泵图1(6)电动柱塞泵1-机座；2-曲轴；3-连杆；4-十字头；5-液缸；6-吸入阀；7-排出阀；8-柱塞；9-填料阀图1（7）柱塞式计量泵图1（8）隔膜式泵头计量泵图1（9）双隔膜式泵头计量泵2 施工准备技术准备2.1.1 施工技术资料2.1.1.1 审批合格的设备布置图。
2.1.1.2 审批合格的设备配管图。
2.1.1.3 审批合格的工艺流程图。
2.1.1.4 审批合格的其它相关施工图。
2.1.1.5 设备出厂技术资料。
2.1.2 现行施工标准规范2.1.2.1 《机械设备安装工程施工及验收通用规范》GB502312.1.2.2 《化工机器安装工程施工及验收规范》HGJ2072.1.2.3 《压缩机、风机、泵安装工程施工及验收规范》GB502752.1.2.4 《工程建设安装工程起重施工规范》HG202012.1.2.5 《脱脂工程施工及验收规范》HG202022.1.2.6 《工业设备化学清洗质量标准》HG/T23872.1.2.7 《石油化工施工安全技术规程》SH35052.1.2.8 《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ462.1.2.9 《化学工业工程建设交工技术文件规定》HG202372.1.3 施工方案2.1.3.1 泵设备安装施工方案。
水泵的并联与串联计算公式
水泵的并联与串联计算公式水泵是工业生产中常用的设备，用于输送液体或压缩气体。
在一些情况下，需要将多个水泵进行并联或串联以满足特定的流量和压力要求。
本文将介绍水泵的并联与串联计算公式，帮助读者了解如何进行水泵的并联与串联设计。
首先，我们来介绍一下水泵的并联与串联的概念。
水泵的并联是指将多个水泵同时工作，以增加流量；水泵的串联是指将多个水泵依次连接，以增加压力。
在实际应用中，通常需要根据具体的工艺要求和管道系统来选择并联或串联的方式。
一、水泵的并联计算公式。
水泵的并联计算公式可以通过以下公式来计算总流量：Q = Q1 + Q2 + Q3 + ... + Qn。
其中，Q表示总流量，Q1、Q2、Q3...Qn表示每个水泵的流量。
在水泵的并联中，每个水泵的流量相加即为总流量。
在实际应用中，需要根据具体的工艺要求和管道系统来确定所需的总流量，然后选择合适数量的水泵进行并联。
水泵的并联还需要考虑系统的阻力特性，通常需要通过管道系统的阻力曲线来确定每个水泵的工作点，以保证系统的稳定运行。
在进行水泵的并联设计时，需要综合考虑流量、阻力特性、水泵的性能曲线等因素，以确保水泵系统的正常运行。
二、水泵的串联计算公式。
水泵的串联计算公式可以通过以下公式来计算总扬程：H = H1 + H2 + H3 + ... + Hn。
其中，H表示总扬程，H1、H2、H3...Hn表示每个水泵的扬程。
在水泵的串联中，每个水泵的扬程相加即为总扬程。
在实际应用中，需要根据具体的工艺要求和管道系统来确定所需的总扬程，然后选择合适数量的水泵进行串联。
在进行水泵的串联设计时，还需要考虑水泵的性能曲线和系统的工作点。
通常需要通过系统的工作点来确定每个水泵的工作条件，以保证系统的稳定运行。
在进行水泵的串联设计时，需要综合考虑扬程、工作点、水泵的性能曲线等因素，以确保水泵系统的正常运行。
三、水泵的并联与串联的应用。
水泵的并联与串联在工业生产中有着广泛的应用。
化工装置中泵的管路设计（上）
化⼯装置中泵的管路设计（上） 泵的稳定⾼效运⾏除了确定泵型、⼯艺参数、过流部件材质、密封⽅案等以外，还要做好其⼯艺管道上的阀门、过滤器、吹扫接头等细⼩部件与不同泵之间的配合。
本⽂介绍了离⼼泵、旋涡泵、容积泵等不同类型泵的⼯艺管线的管径、阀门、仪表、吹扫接头等的⼀般设置及其作⽤。
泵是⽯油化⼯装置的重要设备，作为液体输送的设备应⽤极为⼴泛。
为保证泵稳定⾼效运⾏，⼯艺设计⼈员除了确定好泵型、⼯艺参数、过流部件材质、密封⽅案等，还要针对不同类型的泵，做好配套的进出管道设计。
这种设计常包括管径的确定和阀门、仪表的配置。
为防⽌⽓蚀（针对吸⼊管）和利于布置的紧凑，泵管道上阀门的配置既要满⾜⼯艺、检修、吹扫等要求，数量⼜要尽量少以减⼩压⼒损失。
这⾥简单介绍了常⽤泵⼯艺管线的设计、作⽤及不同泵管道设计的对⽐。
泵的管道设计 1.管径的设计 泵的吸⼊管和排出管的直径应经计算确定，但吸⼊管的直径不得⼩于泵进⼝的直径。
离⼼泵吸⼊管直径⼀般⽐泵进⼝直径⼤1～2个等级，往复泵吸⼊管直径⼀般⽐泵进⼝直径⼤1～3个等级。
原因如下： 1）使吸⼊⼝的流量满⾜设计要求，防⽌泵抽空现象保护泵的叶轮（同样的原因，⼀般离⼼泵吸⼊管径不⼩于泵排出管径）。
2）吸⼊管径⼤，同样流量时流速较⼩，流动损失减⼩，利于避免⽓蚀（对于输送密度⼩于650kg/m3的液体，泵的吸⼊管道应有0.01～0.1的坡度坡向泵，使⽓化产⽣的⽓体返回吸⼊罐内，以避免泵产⽣汽蚀。
泵的吸⼊管道中的液体接近泡点状态时，泵的吸⼊管道宜步步低坡向机泵）。
泵排出管设扩⼝，流道断⾯加⼤，可将泵内⾼速流体的动压头转变为静压头，即转换为为泵的扬程，进⼀步增压。
对于⼩扬程、⼩流量、⼩⼝径的泵在⼯艺允许的要求下，吸⼊管和排出管也可以不加异径管，设计举例如图1～图3所⽰。
图1 离⼼泵管道管径、阀门设计举例（出⼝阀门调节） 图2 离⼼泵管道管径、阀门设计举例（旁路调节） 图3 旋涡泵管道阀门设计举例 2.离⼼泵的吸⼊管 泵吸⼊管道顺介质流向为切断阀、过滤器（如果需要）、导淋和异径管（如果需要）。
化工设计工艺计算(52页)
根据物料衡算和能量的衡算结果，， 可以：
1） 对生产设备进行设计和选型； 2 ）确定产品成本等各项技术经济指标， 从而可以定量地评述所选择的工艺路线 、 生产方法及工艺流程在经济上是否合理 ，， 技术上是否先进。
第一节 物料衡算
物料衡算的概念：
对物料平衡进行计算称为物料衡算。 即以生产过程或生产单元设备为研究对 象 ，对其进出口处进行定量计算。
单元设备的热量衡算
(3)计算结果是否正确适用 ，关键在于数
据的正确性和可靠性。
(4)间歇操作设备 ，传热量 Q随时间而变
化 ， 因此要用不均衡系数将设备的 热负荷由千焦／台换算为千焦／小
时。
(5)选定设备的换热面积要大于理论计算。
系统的热量衡算
? 系统热量平衡的作用 通过对整个系统能量平衡的计算求
解：过程如图 ，基准： 100 kmol的废气。 锅炉的能量平衡为：
计算结果
第三节 典型设备工艺设计与选型
分类：
1 ）一类称定型设备或标准设备； 2 ）一类称非定型设备或非标准设备。
化工设备工艺设计 ，对于定型设备来说就是选型，， 对于非定型设备来说就是通过化工计算 ，提出型式 、、 材 料 、 尺 寸 和 其 它 一 些 要 求 ， 由 由化工设备专业进行工化 工 设 备 专 业 进 行 程机械加工设计 ， 由有关机械加工厂制造。
转化的规则 ， 用以确定能量比例和能量用以确定能量比例和能量
转变的定量关系的过程称为能量衡算。
热量衡算是能量衡算的一种。
热量衡算的目的和任务
(1)确定物料输送机械和其它操作机械所需要的功率；
(2)确定各单元操作过程所需热量或冷量 ，及其传递速率； 计算换热设备的工艺尺寸； 确定加热剂或冷却剂的消耗 量 ，为其他专业如供汽 、供冷 、供水专业提供设条件；
第四章设备的工艺设计及化工设备图
所需的扬程，一般放大5 －10% 。
3、确定泵的安装高度 为避免水泵打不上液体，泵的安装高度应比计算
出来的允许吸上高度低0.5—1m。
4、确定泵的台数和备用台数： 一般情况下只设一台泵，一些重要岗位的泵、高
温操作或其他苛刻条件下使用的泵应设备用泵。
②旋涡泵： 适用于流量较小、扬程高、黏度不大的液体，或介质
中夹带气体大于5%的液体。
③容积式泵： 夹带或溶解气体大于5%时，可选用容积式泵；流量
较小、扬程高的宜选用往复泵。
表4-1 泵的特性
指标 液体排出状
态 液体品质
允许吸入真 空度，m
离心式
均一液体（ 或含固体的
液体） 4～8
扬程
范围大,10～ 600m(多级)
⑤氨：只有铜和铜合金不宜使用。 ⑥碱（氢氧化钠） ：钢铁广泛应用于80℃以下、30%浓 度内的氢氧化钠溶液，其他情况也有采用，虽然腐蚀增 加，但经济性好。对于高温碱液多采用钛及钛合金或者 高合金不锈钢。
⑦盐水（海水) ：普通钢铁在氯化钠溶液和海水水中腐 蚀率不高，一般须采用涂料保护 ;各类不锈钢具有很低 的均匀腐蚀率，通常采用316不锈钢。 ⑧醇、酮、酯、醚类：基本没有腐蚀性，常用材料均可 适用。酮、酯、醚对多种橡胶有溶解性，在选择密封材 料时避免出错。
管程流速(m/s) 壳程流速(m/s)
0.5-3 >1 5-30
0.2-1.5 >0.5 3-15
（5）压力降 一般随操作压力不同而有一个大致的范围。压力降的
影响因素很多，但通常希望换热器的压力降在以下参数范 围内或附近。
操作压力p/MPa
0—0.1(绝压） 0-0.07（表压） 0.07-1.0（表压）
卸油泵扬程计算公式
卸油泵扬程计算公式在石油化工行业中，卸油泵是一个非常重要的设备，用于将原油从油罐中抽出并输送至其他设备或储罐中。
而卸油泵的扬程是一个重要的参数，它代表了泵能够克服的阻力高度，也就是泵能够将液体抽送的最大高度。
因此，计算卸油泵的扬程是非常重要的。
卸油泵扬程的计算公式如下：H = (P2 P1) / (ρ g)。
其中，H代表扬程，单位为米；P2代表泵出口的压力，单位为帕斯卡（Pa）；P1代表泵入口的压力，单位为帕斯卡（Pa）；ρ代表液体的密度，单位为千克/立方米；g代表重力加速度，单位为米/秒的平方。
这个公式的推导是基于质量守恒和能量守恒原理的，通过对流体在泵内的流动过程进行分析，可以得到上述的计算公式。
在实际应用中，要计算卸油泵的扬程，需要首先测量出泵入口和泵出口的压力，并且需要知道液体的密度。
一般来说，液体的密度可以通过实验室测试或者查阅相关的资料来获取。
而压力的测量可以通过压力传感器或者其他压力测量设备来实现。
在进行扬程计算时，需要注意的是，液体的密度和压力的单位需要进行统一转换，以确保计算结果的准确性。
另外，重力加速度g的取值一般为9.81米/秒的平方，这是地球表面的标准重力加速度值。
除了通过上述的公式来计算卸油泵的扬程外，还可以通过实际的试验来获取泵的性能曲线，从而得到不同工况下的扬程值。
一般来说，泵的性能曲线可以通过实验室测试或者现场试验来获取，这样可以更加直观地了解泵的性能特点。
在实际的工程应用中，卸油泵的扬程是一个非常重要的参数，它直接影响着泵的输送能力和工作效率。
因此，合理地计算和控制卸油泵的扬程是非常重要的。
通过对扬程的准确计算，可以更好地设计和选择泵的工作工况，从而提高泵的工作效率和使用寿命。
除了扬程外，卸油泵的其他性能参数，如流量、效率、功率等，也是需要进行合理计算和控制的。
这些参数的合理选择和控制，可以保证卸油泵在工程应用中能够稳定、高效地工作，从而提高整个生产系统的运行效率。
化工节能中的热泵精馏工艺流程分析_许维秀
化工节能中的热泵精馏工艺流程分析许维秀1,朱圣东2,李其京1(11荆门职业技术学院化工系,湖北荆门448000;21武汉化工学院,湖北荆门430073)摘要:介绍了几种典型的精馏热泵流程,分析了它们的特点、应用条件及节能效果,供进行热泵精馏可行性设计时参考。
关键词:热泵;精馏;节能中图分类号:TQ05115;TQ02811+3 文献标识码:A 文章编号:1004-7948(2004)10-0019-04 化工行业是能耗大户,其中精馏又是能耗极高的单元操作,而传统的精馏方式热力学效率很低,能量浪费很大。
在今天能源价格不断上涨的情况下,如何降低精馏塔的能耗,充分利用低温热源,已成为人们普遍关注的问题。
对此人们提出了许多节能措施,通过大量的理论分析、实验研究以及工业应用表明其中节能效果十分显著的便是热泵精馏技术。
热泵精馏是把精馏塔塔顶蒸汽加压升温,使其用作塔底再沸器的热源,回收塔顶蒸汽的冷凝潜热。
热泵精馏在下述场合应用,有望取得良好效果:(1)塔顶和塔底温差较小,因为压缩机的功耗主要取决于温差,温差越大,压缩机的功耗越大。
据国外文献报导,只要塔顶和塔底温差小于36℃,就可以获得较好的经济效果。
(2)沸点相近组分的分离,按常规方法,蒸馏塔需要较多的塔盘及较大的回流比,才能得到合格的产品。
而且加热用的蒸汽或冷却用的循环水都比较多。
若采用热泵技术,一般可取得较明显的经济效益。
(3)工厂蒸汽供应不足或价格偏高,有必要减少蒸汽用量或取消再沸器时。
(4)冷却水不足或者冷却水温偏高、价格偏贵,需要采用制冷技术或其他方法解决冷却问题时。
(5)一般蒸馏塔塔顶温度在38～138℃之间,如果用热泵流程对缩短投资回收期有利就可以采用,但是如果有较便宜的低压蒸汽和冷却介质来源,用热泵流程就不一定有利。
(6)蒸馏塔底再沸器温度在300℃以上,采用热泵流程往往是不合适的。
以上只是对一般情况而言,对于某个具体工艺过程,还要进行全面的经济技术评定之后才能确定。
水泵扬程的具体概念及计算方法
水泵扬程的具体概念及计算方法扬程H（m）离心泵的扬程又称为泵的压头，是指单体重量流体经泵所获得的能量。
泵的扬程大小取决于泵的结构(如叶轮直径的大小,叶片的弯曲情况等、转速。
目前对泵的压头尚不能从理论上作出精确的计算,一般用实验方法测定。
泵的扬程可同实验测定，即在泵进口处装一真空表，出口处装一压力表，若不计两表截面上的动能差（即Δu2/2g=0），不计两表截面间的能量损失(即∑f1-2=0），则泵的扬程可用下式计算注意以下两点：(1）式中p2为泵出口处压力表的读数（Pa);p1为泵进口处真空表的读数（负表压值，Pa）.（2)注意区分离心泵的扬程(压头）和升扬高度两个不同的概念。
扬程是指单位重量流体经泵后获得的能量.在一管路系统中两截面间（包括泵)列出柏努利方程式并整理可得式中H为扬程，而升扬高度仅指Δz一项.例2—1现测定一台离心泵的扬程.工质为20℃清水，测得流量为60m/h时，泵进口真空表读数为0。
02Mpa，出口压力表读数为0.47Mpa(表压），已知两表间垂直距离为0。
45m若泵的吸入管与压出管管径相同，试计算该泵的扬程。
解由式查20℃, h=0.45m 1Mpa约等于100米水柱p出口=0.47Mpa=0.47*100米汞柱=47米水柱p进口=—0.02Mpa=0。
02＊100米汞柱=2米水柱ρ为液体的密度H=(p出口-p进口)/ρ=45米高楼供水设备水泵的流量和扬程怎么选在选择高楼供水设备水泵的扬程时，尽可能的选高一些。
因为现在高楼供水设备水泵基本上为变频供水，如果水泵最高扬程接近最高出水点，变频供水系统将会无法实现变频，即使在用水量很小的时候,高楼供水设备水泵也是工频工作,能耗比较大，对水泵本身的使用寿命也非常不利。
如果选型过高也不好，一是相同流量扬程高能耗就大，二是扬程过高对系统管路和居民楼的热水器也是一个潜在的隐患，通常以最低水位至最高出水点+全部管路损失后另加30%为最佳。
高楼供水设备水泵的流量选择尽可避开临界点，如果选用水泵的流量与工况的要求相接近，由于需求的多动性，有可能造成备用泵频繁启动，不利于水泵及控制电器的使用，如果正在洗浴,有可能造成水一会凉一会热的情况。
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第43卷第2期2006年4月化 工 设 备 与 管 道PROCESS E QU I P M E NT &P I P I N G Vol 143 No 12Ap r 12006 化工用泵的工艺计算何勤伟(中石化上海工程有限公司,上海 200120)摘 要:在整理以往工作经验的基础上,针对化工厂用泵的一般特点,总结出了一套计算泵的流量、扬程、净正吸入压头和憋压等设计参数的方法。
该方法系统、直观,适宜在工程计算中普遍采用。
关键词:泵; 流量; 扬程, 净正吸入压头; 憋压中图分类号:T Q051.2文献标识码:B文章编号:100923281(2006)022*******Process Ca lcul a ti on for Pum ps Used i n Che m i ca l I ndustryHe Q i n gwe i(S I NO PEC Shanghai Engineering Co .,L td 1Shanghai 200120)Abstract Based on the working experience,with res pect t o general feature of pump s used in che m ical fact ories,a set of methods t o calculate the pa 2ra meters,such as fl ow volume,head,net positive sucti on head and shut off p ressure,of pump s was summed up.The methods are syste matic and object 2like,and are suitable t o be used in engineering .Keywords pump,fl ow volume,head,net positive sucti on head,shut off p ressure收稿日期:2006201205;修回日期:2006201217作者简介:何勤伟(1953—),男,高级工程师。
主要从事石油化工装置的设计和开发。
泵是化工厂使用最多的一种转动机械,被广泛用于各种流体的输送。
泵的种类繁多,但要选择一台合适的泵,首先都需要确定三个最基本的参数———流量、扬程和净正吸入压头(Net Positive Suc 2ti on Head,简称NPSH )。
本文在整理以往工作经验的基础上,总结其计算过程。
1 画一幅流程简图在开始进行计算前,建议先画一幅如附图1所示的流程简图。
该图应能表明流入泵的流体来自何处。
如系来自某一容器,则要标明该容器的标高、容器内液体的液位、容器的操作压力及回流液管口的标高。
该图也需标明泵所输送流体的目的地。
如所输送流体的目的地是一个容器,则也要标明该容器的标高、操作压力,标明所输送流体进入该容器管口的标高及容器内液体的液位。
如所输送流体的目的地不止一个,则每个目的地的状况都要标明。
同时所输送流体途中所经过的任何会产生压降的设备和管件,如换热器、过滤器、控制阀等都要表示出来。
图12 确定泵的流量泵的额定流量是根据所输送流体的流量确定的,一般除了考虑工艺所需的流量外,往往还要考虑回流液的流量。
如果仅仅知道所输送流体的质量流量,则要根据该流体在输送温度下的密度求出其体积流量。
3 计算泵的吸入侧压力3.1 计算泵吸入侧的静压头3.1.1 确定泵的中心标高在此阶段通常是根据泵的流量估计泵的中心标高,一般取如下数据:流量小于45m3/h,泵的中心标高取0.76m;流量为45～225m3/h,泵的中心标高取0.92m。
3.1.2 计算泵吸入侧的静压头泵吸入侧的静压头=泵吸入侧液柱高度×液体密度/10193.68泵吸入侧液柱高度单位为m,一般为盛装流入泵的流体的容器离开地面的高度+该容器内液体的最低液位-泵的中心标高。
3.2 计算泵吸入侧管线的摩擦阻力损失泵吸入侧管线的摩擦阻力损失可根据流体的流量、流体的粘度、设定的管道直径、管道长度、管道粗糙度、管件数目等进行计算。
既可根据图表等工具进行大致的估算,也可借助计算机的帮助进行详细的计算。
3.3 计算泵吸入侧的其他阻力损失泵吸入侧如有过滤器等设备或管件,则应估算流体流过此设备或管件的阻力降。
3.4 计算泵吸入侧压力泵吸入侧压力=盛装流入泵流体容器的操作压力+泵吸入侧的静压头-泵吸入侧的管线摩擦阻力损失-泵吸入侧的其他阻力损失3.5 计算泵吸入侧最高压力泵吸入侧最高压力一般发生在盛装流入泵的流体的容器操作压力最高和/或操作液位最高时,根据这些值和对应的泵吸入侧管线的摩擦阻力损失和泵吸入侧的其他阻力损失的值,按3.4节中的公式,即可算得泵吸入侧的最高压力。
4 计算泵的N P SH为了避免因气蚀现象的发生而影响操作和损坏机器,液体需要在泵的入口处保持一净正吸入压头(Net Positive Sucti on Head,简称NPSH)。
不同的泵由于性能和结构不同,一般有不同的必需净正吸入压头(Net Positive Sucti on Head required简称NPSH r),泵的这种特性要通过试验来验证和确定。
要使泵能正常工作,泵入口处的液体需具有一有效净正吸入压头(Net Positive Sucti on Head available简称NPSHa),且NPSHa须大于NPSH r。
计算NPSHa 首先要确定(或计算)流入泵的流体在操作温度时的饱和蒸汽压,然后按NPSHa=(泵吸入侧压力-流体在操作温度时的饱和蒸汽压)×10193.68/流体密度此公式计算得到的NPSHa值应减去一个安全系数,该安全系数一般取0.6m。
5 计算泵排出侧压力5.1 确定泵所输送流体目的地容器的压力泵所输送流体目的地的压力应首先确定。
5.2 计算泵所输送流体所受的静压头泵所输送流体所受的静压头=泵排出侧液柱高度×液体密度/10193.68泵排出侧液柱高度单位为m。
若所输送流体进入目的地容器的管口在操作液面之上,泵排出侧液柱高度等于该管口标高-泵的中心标高;若所输送流体进入目的地容器的管口在操作液面之下,泵排出侧液柱高度等于目的地容器的标高+操作液位的高度-泵的中心标高。
5.3 确定泵输出管线上控制阀的阻力降泵输出管线上控制阀的阻力降可以按如下原则进行初步估算,即比较三个数值:所输送流体目的地容器压力的10%;整个泵输出管线摩擦阻力降的2/3和0.103MPa(15Psi),泵输出管线上控制阀的阻力降按其中最大值考虑。
5.4 确定泵输出管线上设备和管件的阻力降泵输出管线上如有换热器、过滤器等设备或管件,则应估算流体流过此设备或管件的阻力降。
5.5 计算泵输出管线的摩擦阻力损失泵输出管线摩擦阻力损失的计算方法与泵吸入侧管线摩擦阻力损失的计算方法相同。
5.6 计算泵排出侧压力泵排出侧压力=泵所输送流体目的地容器的操作压力+泵所输送流体所受的静压头+泵输出管线上控制阀的阻力降+泵输出管线上设备和管件的阻力降+泵输出管线的摩擦阻力・34・第43卷 何勤伟1化工用泵的工艺计算损失。
如果泵所输送流体有多个目的地,则要对输送流体至每一个目的地所需的压力进行计算,然后比较计算所得数据的大小,将其中的最大值作为该泵所需的排出侧压力。
然后调节其他管线上控制阀压降的数据,从而使得每条管线所需的排出压力保持一致。
6 计算泵的扬程(He a d)6.1 计算泵的压差(单位为M P a)泵的压差=泵排出侧压力-泵吸入侧压力6.2 计算泵的扬程泵的扬程=泵的压差×10193.68/液体密度7 计算泵的憋压(S hu t o ff P re s su re)一般离心泵的流量与扬程之间的关系为:流量较大时,扬程较低;流量减小时,扬程增大。
在流量减小为零的一瞬间,泵的扬程会达到最大,但一般不超过正常操作点扬程的120%。
所以可以用下式来计算憋压:泵的憋压=泵吸入侧压力+120%泵吸入侧与排出侧之间压差若采用泵吸入侧最高压力的数值,则泵的憋压=泵吸入侧最高压力+120%泵吸入侧与排出侧之间压差该值意味着泵在操作过程中可能遭受的最大压力,泵的设计压力应大于或等于此值。
8 结论根据上面介绍的方法,在对泵和相关的设备、管道等所构成的系统,特别是复杂系统,进行全面分析的基础上,可以直观地一步步计算出流量,吸入侧和排出侧压力,扬程,NPSHa和憋压等泵的工艺参数,上述计算方法可以在工程计算中普遍采用。
(上接第37页)2.3 沉淀池侧墙垂直方向 表中的41、42、43、44、45、47点绝对膨胀数值偏大(表中46点在31日还变化不大,是由于远离火焰,温度不高,投料后该点最终膨胀38mm),分析其原因在于设计时考虑到沉淀池侧墙的具体情况,在侧墙的垂直方向未设置膨胀缝,只在墙顶预留集中膨胀缝。
解决这一问题的办法可考虑在炉墙的气流区垂直方向上设置膨胀缝并在墙顶加放木屑沙浆。
2.4 沉淀池侧墙水平方向表中1、2、7、8点的绝对膨胀数值偏大,分析其原因是沉淀池南、北侧墙约有20m长,设置膨胀缝的位置多,其积累的绝对误差大。
砌体的膨胀尺寸,要根据耐火材料的线膨胀系数和砌体承受的温度来计算,算式为:ΔL=αL(t2-t1)-ndη式中ΔL———理论膨胀值mm;α———平均线膨胀系数;t1———升温前温度,℃;t2———正常生产时的温度,℃;L———对应于t1时的砌体长度,mm;n———砖缝数;d———砖缝厚度,mm;η———砖缝灰浆收缩率,%。
砌体越长,砌体膨胀量要求越准确,即要求砖体间膨胀材料的厚度与ΔL的误差越小,这样其积累的绝对误差就小。
解决偶然误差的办法,可考虑在适当的地方设置木屑沙浆、波纹板等膨胀吸收材料,以缓解偶然误差造成的影响。
2.5 反应塔顶表中48、49、50、51点的膨胀数值为0,这是由于测量装置的基点设定在与反应塔“H”梁相连的钢结构上,它会随炉体的膨胀而移动(表中3、6、31、34点的膨胀数值为0也是同样的原因)。
解决这一问题的办法是在设置测量装置的基点时,要特别注意基点不能随炉体的膨胀而移动。
3 结束语闪速炉筑炉后在投产前的升温过程中,炉体膨胀状况的测量和统计是一项不可忽视的工作,而炉体膨胀数据测量方法的科学性、数据的准确性,对日后生产管理、日常维修以及设计又具有指导意义。
・44・化 工 设 备 与 管 道2006年第2期。