泵的配管设计

泵的配管设计

摘要：泵作为化工生产过程中重要的动力设备，扮演着物料输送，转移，流量控制等角色，其重要性不言而喻，在一些关键环节，泵一旦出现问题，都会牵一发而动全身。保证泵在化工生产过程中稳定可靠的运行，是化工设计，化工生产过程中至关重要的课题。

关键词：泵；配管

1泵的简介

泵是输送液体或使液体增压的机械装置【1】，其将机械能或者其他种类的外部能量转送给液体，使液体能量增加。在石油化工装置中，泵主要用于输送水、油、酸碱液、乳化液、悬乳液和液态金属等液体，也可以输送气液混合物及含悬浮固体物的液体。在化工装置中，泵主要分为三大类，即离心泵、往复泵和旋转泵。

1.1 离心泵工作原理和特点

离心泵依靠旋转叶轮对液体作用把机械能传递给液体。离心泵的液体从叶轮进口流向出口的过程中，其速度能和压力能都得到增加，被叶轮排除的液体经过出压室大部分动能转化为压力能，然后沿着管路流动，而叶轮进口处因液体的排除而形成真空或低压，泵入口处的液体在压力的作用下，被压入叶轮的进口，于是旋转叶轮能连续不断的吸入和排除液体。

石油化工生产中大多采用离心泵，其具有转速高，体积小，重量轻，效率高，流量大，性能平稳等特点。

1.2 往复泵的工作原理和特点

往复泵通过活塞前后运动，使泵缸内形成正压或者负压，从而实现液体的从入口吸入，出口流出。

往复泵适用于高压头、小流量，高粘度液体的输送，但不宜于输送腐蚀性液体。

1.3 旋转泵工作原理和特点

转子在泵体内旋转时，与泵体间形成的空间容积发生周期变化。容积增大的过程形成低压，液体被吸入泵被；容积减小的过程形成高压，液体被排出泵外。流量仅与转子的速度有关，几乎不随压强而变化。

旋转泵宜用于输送粘度较大的流体，如油类物料等，一般不宜与输送含有固体悬浮颗粒的液体。

2泵的布置

2.1 泵的布置方式

泵的布置主要有三种方式，分别如下：

露天布置：一般将泵集中布置在管廊下方或侧面，也可以布置在被抽吸设备附近，主要优点是通风良好，操作和维修方便。若泵布置在管廊下方时，泵出口中心线对齐，距管廊柱中心线0.6m。

半露天布置：半露天布置的泵适用于多雨地区，一般在管廊下方布置泵，在上方管道上部设顶棚。或将泵布置在框架的下层地面上，以框架平台作为顶棚。根据泵的布置要求，将泵布置成单排、双排或多排。

室内布置：室内布置的泵适用于寒冷或多风沙地区，以及工艺有特殊要求的场合。

2.2 泵的布置要求

对于露天或半露天布置的泵，一般是将泵与原动机的轴线与管廊轴线垂直。

对于室内布置的泵，当其输送液体温度高于自燃点或输送液体为液态烃时，应于其它泵分别布置在各自的房间内，并用防火墙隔开。

泵布置在室内时，一般不考虑机动检修车辆的通行要求。泵端或泵侧与墙之间的净距不宜小于1.2~1.5m，两排泵布置的之间净距不宜小于2m。

蒸汽往复泵的动力侧和泵侧应留有抽出活塞和拉杆的位置。

立式泵布置在管廊下方或框架下方时，其上方应留出泵体安装和检修所需的空间。

管道布置时，泵的两侧至少留出一侧做维修用。

2.3 泵的间距

两台泵之间的净距不宜小于0.75m，泵端前面操作通道宽度不应小于1m，对于多级泵泵前面的检修通道宽度不应小于1.8m。一般泵泵前面的检修通道宽度不应小于1.25m，以便叉车通过。

2.4 泵的基础

泵的基础尺寸一般根据泵的底座尺寸确定。可按地脚螺栓中线到基础边200~250mm估计，除特殊情况外，地脚螺栓一般采用预留孔的方式安装。

泵的基础面一般比地面高200mm，大泵可高出100mm，柱塞泵，小齿轮泵可高出地面300~500mm，使泵的轴线高出地面600mm。

3泵的配管

3.1 泵配管一般要求

对于泵的管道流程要充分了解，泵的配管必须满足工艺要求，并考虑泵正常运行以及检修的操作需要【2】。

泵作为一种回转机械，是非常精密的设备，在

受到外力作用下易发生变形、震动和噪声，导致轴承损坏或烧毁。因此，在安装设计时，必须将热膨胀因素考虑进来，减少管道队泵口管嘴处的力矩和作用力。

对于管道的柔性要做到充分的了解，尽量缩短进出口管道的长度，同时要做到管道线路的布置与阀门手轮不会影响到其他设备的检修。

在管道的布置过程中，为了避免泵在检修时产生不方便，在泵的上方尽量不要设有管道。同时为了不影响后期泵的卸除，泵的正面也不能铺设管道。

泵的管道布置必须符合安全、环保的法规，做到防火，防爆，环保等。

往复泵的管道线路要做到不影响活塞及拉杆的拆除及检查维修。

3.2 泵的入口处管道

在化工设备中，容易蒸发的液体是非常多见的。为了不使泵出现气阻的问题，使得其能够正常的运行，在泵的吸入管道要有一定的液柱压头。因为如果泵的吸入口的阻力过大时容易造成抽空的情况发生，因此必须保证净正吸入压头的需求。为了减少或避免气蚀的发生，必须确保泵的吸入管道系统的有效汽蚀余量达到要求的1.2倍或1.3倍。为了提高泵系统的有效汽蚀余量，尽可能的减轻阻力，可以尽可能的缩短到当量长度。

大量气体集聚在吸入管内也是造成汽蚀的原因之一，因此要尽量减少和避免吸入管道内部气袋的出现，可以采用将气阀设置在高点的方式，尽可能的避免和减少此种现象。针对密度较小的液体的输送，可以将吸入管道采用坡向防止的方法。此外，对于泵入口位置的变径管的安装也要尽量防止气体积聚造成的汽蚀的情况发生。

为了保障泵的工作性能，减少偏流，涡流情况的发生，对于输送此类物品的管道，可以将泵分支管道采用45 度方向的连接或者采取大坡度的安放，阀门的部位也应该尽可能的靠近分支端；

为了保障泵的工作性能，减少偏流、漩涡流情况的发生，对于有弯头水平布置在单侧吸入口位置的情况中，要在弯头和吸入口之间安置长度在管道直径三倍以上的直管；对于含有双侧吸入口的离心泵，为了达到两侧吸入口的推力相等，保证叶轮的平衡，需要将直管段安置在吸入管道内。当平行的吸入管道与泵轴在同一个平面与泵进行连接时，在泵吸入口要安置长度长于管道直径7倍的直管。进而避免弯头引起的介质偏流影响泵的工作效率以及减少对设备的损伤；

泵入口处的切断阀主要的作用是将流体的流动阻断。因此切断阀在设置时应尽量的靠近泵的入口管嘴处，使得切断阀与泵嘴间的滞留量尽可能的降低。

3.3 泵的出口管道

尽管泵的出口管道不会对泵的性能产生影响，但是出口管道阀门的安装和热力以及压降等问题在安装时也都进行充分的考虑。

泵内的流体如果产生倒流很容易引起叶轮的倒转，因此在泵的出口管道要装上止回阀。在选择止回阀的时候要依照管道的实际安装需求；

异径管的安装位置要靠近泵的出口处；

为了方便以后的拆卸，泵的出入口处要有一定长度的短管；

泵出口处的压力表在安装时应装在出口与第一个切断阀之间的管道上，便于工作人员的观察；

在很多场合会有备用泵的准备，这样停用侧的泵就成了一个死区，这种情况下需要将温度计安装在两个泵进行合流的管道上；

应当尽量的减少往复泵出口管道的跨距，对于管架的刚度也要做到提高和增加；

泵进出口管道的管架要能够支撑泵的检修工作。

3.4 管架的设计和布置

管架能够减弱管道的噪音和振动，能够起到保护泵的作用，因此管架的设计和布置也是十分重要的一项工作【3】。

通常情况下采用可调节的固定架作为泵的出入口管道的第一个管架。因为在施工的过程中不管是泵还是支架都会有一定的沉降。可调节固定架的采用能够协调两者的高度，做到与泵口的对齐。可调节支架有很多种做法，不同种做法有着不同的优点和特点，设计实施时可依据项目的具体情况；

大型泵的很多管线会存在温度差异大的问题，为了减轻此类管线的进出口泵嘴的受力需要设置支架，这时要尽量的缩小约束点与泵嘴之间的相对的伸缩量；

在泵的管道检修工作中需要将管架进行拆除，因此在设计实施时必须采用容易拆装的结构；

为了减少外部力量对泵的作用，可以在泵的管道的适当部位设置一定的支架和吊架；

泵在出厂时都有一定的制造许可，如果没有得到许可的情况下不能在泵的底座上设置支架。

4结论

泵的布置和配管设计在化工装置中会涉及很多方面的内容，需要注意的方面也非常多，因此工作人员应该更加用心的对待。好的设计能够为现场的施工安装提供有力的依据。伴随着工业及科技的发展，不同类型、各种新型泵的出现，它们都具有着自身不同的特点，还需要设计及施工人员能够不断的去学习、去了解。

参考文献：

［1］刘志亭, 史远安. 谈塔, 容器和泵的配管[J]. 黑龙江科技信息, 2012 (21): 17-17.

［2］李铁军. 泵类设备的管道设计及常见问题分析[J]. 当代化工, 2014

(8).

［3］范卫兵. 浅谈化工厂中的泵配管设计与现场泵管道安装问题[J]. 科