在石油及天然氣的儲(chǔ)運(yùn)工作中,離不開管道、儲(chǔ)罐、泵。管道是輸送工具,儲(chǔ)罐是儲(chǔ)存設(shè)備,而泵是連接管道和儲(chǔ)罐的輸送動(dòng)力。任何一個(gè)煉廠或油庫都離不開泵,作為一個(gè)化工設(shè)計(jì)工作者,在進(jìn)行設(shè)計(jì)工作的時(shí)候不可避免的會(huì)遇到泵的選型問題,如何合理的對(duì)泵進(jìn)行選型是設(shè)計(jì)工作中的一個(gè)重要部分。廣一水泵在本文將結(jié)合某項(xiàng)目中的實(shí)際數(shù)據(jù)闡述了泵選型的初步計(jì)算,從而滿足整體的工藝設(shè)計(jì)。
1、儲(chǔ)運(yùn)用泵的類型選擇
煉油廠、石油化工廠和油庫的液體原料、成品油和副產(chǎn)物料儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)中,物料的操作溫度一般都在100℃以下。輸轉(zhuǎn)物料用泵一般為間斷操作,一泵多用,備用泵少;一般要求泵的吸入口為水平方向。對(duì)于輸送易凝物料的泵要求有防凝措施。
1)裝卸用泵,一般要求流量大,揚(yáng)程低。對(duì)于沿海裝卸油輪用泵其流量可達(dá)1000至3000m³/h。一般選用單級(jí)離心泵,尤其是管道泵用的比較普遍。物料粘度較大時(shí),例如燃料油或減壓塔底油。只要其效率粘度換算系數(shù)不小于0.7時(shí),仍可選用離心泵,否則可選用螺桿泵或往復(fù)泵。
2)物料調(diào)合用泵,一般多用大流量低揚(yáng)程的單級(jí)離心泵或管道泵。
3)物料輸轉(zhuǎn)用泵,多用流量較大、揚(yáng)程適中的離心泵。廠區(qū)之間輸轉(zhuǎn)用泵常為揚(yáng)程較高的多級(jí)離心泵。
4)儲(chǔ)罐區(qū)抽送底油或清罐用泵一般用電動(dòng)往復(fù)泵或蒸汽往復(fù)泵。
5)化學(xué)藥劑如液堿、硫酸等一般用耐腐蝕離心泵。
6)潤滑油多用離心泵或螺桿泵。
7)鐵路洗罐站抽吸底油、熱水采用水環(huán)式真空泵;油罐車上卸一般采用潛油泵。
在選擇合適的泵之前,首先要根據(jù)介質(zhì)的性質(zhì)和現(xiàn)場條件等因素確定需要的泵類型,以方便進(jìn)行下一步設(shè)計(jì)工作參數(shù)
2、流量參數(shù)
泵的流量是指單位時(shí)間內(nèi)泵排出口所輸出的液體量。泵制造廠用實(shí)測數(shù)據(jù)繪制的流量—揚(yáng)程(Q—H)曲線,用以表示Q—H的變化關(guān)系。
在考慮流量因素時(shí),應(yīng)綜合考慮業(yè)主的油品周轉(zhuǎn)量需求和管徑及經(jīng)濟(jì)流速等因素。如在設(shè)計(jì)裝車泵考慮流量因素時(shí),應(yīng)根據(jù)裝車鶴位的裝車流量來選定泵的流量,使泵在額定的工作范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng),以獲得最經(jīng)濟(jì)、最合理的使用效果;在技改項(xiàng)目中,往往管道已定不做改動(dòng),需要更換泵,如在這種情況下想提高流量需綜合考慮在已有管徑下介質(zhì)能否達(dá)到經(jīng)濟(jì)流速。
3、流量參數(shù)
泵的揚(yáng)程是指單位重量液體通過泵所獲得的能量增值。泵樣本或銘牌上給出的泵揚(yáng)程是以水為基準(zhǔn)測試得出的。對(duì)離心泵來說,在任何條件下,恒轉(zhuǎn)速下泵的揚(yáng)程與液體的密度無關(guān)。而壓力增值與密度有關(guān)。
泵的揚(yáng)程H可用能量平衡方程(伯努利方程)確定,方程如下:

在選用泵的揚(yáng)程時(shí),根據(jù)伯努利方程可計(jì)算出泵所需要的揚(yáng)程,結(jié)合泵廠家樣本可選擇合適的揚(yáng)程,從而滿足工藝管道的需求
4、汽蝕余量因素
在選擇泵時(shí),要考慮汽蝕余量的因素。
1)汽蝕現(xiàn)象:泵第一級(jí)葉輪進(jìn)口處的壓力低于液體在該溫度下的飽和蒸汽壓時(shí),液體開始?xì)饣�,同時(shí)還可能有溶解在液體內(nèi)的氣體從液體中逸出,形成大量小氣泡(空化)。當(dāng)這些小氣泡隨液體流到葉輪流道內(nèi)壓力高于臨界值的區(qū)域時(shí),小氣泡就會(huì)重新凝結(jié)、潰滅。這時(shí)周圍的液體就以極高的速度向空化點(diǎn)沖來,液體質(zhì)點(diǎn)互相撞擊形成局部水力沖擊。這種水力沖擊速度很快,頻率達(dá)每秒鐘數(shù)千、甚至幾萬次,使葉輪金屬表面很快因疲勞而剝蝕。這種氣化和凝結(jié)過程中產(chǎn)生對(duì)泵的沖蝕、振動(dòng)和使泵性能下降的現(xiàn)象,稱之為氣蝕現(xiàn)象。
2)氣蝕余量(NPSH):又稱凈正吸入頭,指泵進(jìn)口處單位重量液體所具有的超過氣化壓力的富余能量,即泵進(jìn)口處的壓力(絕壓)減液體汽化壓力(絕壓)。
3)泵必需氣蝕余量(NPSH)r:是指泵進(jìn)口處所必需具有的超過液體氣化壓力的能量;是指泵工作時(shí)不產(chǎn)生氣蝕現(xiàn)象所必需具有的富余能量;是泵本身具有的一種特性,由泵制造廠通過試驗(yàn)測定。
影響(NPSH)r大小的主要因素是泵的結(jié)構(gòu),如吸入室與葉輪進(jìn)口的幾何形狀,以及泵的轉(zhuǎn)速和流量等,而與吸入管道系統(tǒng)無關(guān)。所以(NPSH)r的大小,一定程度上是一臺(tái)泵本身抗氣蝕性能的標(biāo)志,也是離心泵的一個(gè)重要性能參數(shù)。
4)有效氣蝕余量(NPSH)a:是進(jìn)口側(cè)系統(tǒng)提供給泵進(jìn)口處超過液體氣化壓力的能量。它的大小與泵系統(tǒng)的操作條件有關(guān),而與泵本身的結(jié)構(gòu)尺寸無關(guān),故也稱為泵系統(tǒng)的有效氣蝕余量。為了使泵能正常操作而不產(chǎn)生氣蝕,必需使(NPSH)a值大于(NPSH)r值。有效氣蝕余量(NPSH)a可用下式表示:
