加氫裂化進(jìn)料泵管道設(shè)計(jì)論述

摘 要：重點(diǎn)介紹加氫進(jìn)料泵設(shè)計(jì)過程中注意事項(xiàng)，總結(jié)了一下設(shè)計(jì)過程中的一些思路和方法，加氫進(jìn)料泵是關(guān)鍵設(shè)備，設(shè)計(jì)時(shí)合理設(shè)置管道支架，正確規(guī)劃管道走向，增加泵出入口管道柔性，盡量減少泵嘴受力，滿足泵允許受力。

關(guān)鍵詞：加氫進(jìn)料泵；管道設(shè)計(jì)；管道柔性

加氫進(jìn)料泵是加氫裝置的關(guān)鍵設(shè)備，它的安全運(yùn)行是整個(gè)加氫裝置的命脈。加氫進(jìn)料泵單臺(tái)造價(jià)高，投資大，為加氫進(jìn)料提供動(dòng)力。該泵能否長久的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，對(duì)裝置的正常運(yùn)行起到了關(guān)鍵性作用。該泵正常運(yùn)行時(shí)介質(zhì)溫度高，出口壓力高，是整個(gè)加氫裝置設(shè)計(jì)的難點(diǎn)之一。

1 加氫進(jìn)料泵平面布置

加氫進(jìn)料泵通常采取兩種布置方式，一種露天布置，一種給泵增加構(gòu)架，防雨棚。布置加氫進(jìn)料泵時(shí)要綜合考慮以下因素：①綜合考慮工藝流程圖，滿足工藝要求；②與相鄰設(shè)備（入口緩沖罐）就近布置；③滿足裝置內(nèi)防火間距的要求；④進(jìn)出口管道應(yīng)有一定的柔性，使泵嘴子受力盡量小；⑤考慮潤滑油站及高位油箱的操作、檢修空間。

2 加氫進(jìn)料泵管道布置的一般要求

泵是回轉(zhuǎn)機(jī)械，屬精密機(jī)械，一旦受到外力作用會(huì)發(fā)生變形、振動(dòng)和噪音，是軸承燒毀和損毀的主要原因。布置泵進(jìn)出口管道時(shí)，盡量增加管道的柔性，減少管道對(duì)泵進(jìn)出口的力。一般情況下泵制造廠規(guī)定了泵嘴子允許受力和力矩值，這是泵管道設(shè)計(jì)的依據(jù)，當(dāng)缺少制造廠的數(shù)據(jù)時(shí)，泵管嘴允許受力可按API610規(guī)定選取，布置管道時(shí)要滿足泵廠規(guī)定的受力要求。泵進(jìn)出口閥門布置時(shí)要方便操作，不妨礙泵和本身自帶潤滑油站的檢修。

3 加氫進(jìn)料泵入口管線設(shè)計(jì)

加氫進(jìn)料泵入口管線設(shè)計(jì)時(shí)。要滿足以下幾點(diǎn)要求：

①滿足泵汽蝕余量的要求，原料罐最低液面與泵人口中心線的高差滿足泵汽蝕余量的要求，盡可能縮短管道長度，減少彎頭個(gè)數(shù)，步步低進(jìn)泵。防止泵的汽蝕現(xiàn)象是確保泵經(jīng)常處于正常工作狀態(tài)。

②吸入管系統(tǒng)氣體的積聚，也會(huì)產(chǎn)生汽蝕，泵人口變徑管處偏心大小頭采用頂平安裝方式，這樣凝液可在人口過濾器底部的排凝閥處排凈。

③泵入口管道不能出現(xiàn)U型，這樣導(dǎo)致泵入口閥門比較高，可在泵入口閥門旁邊設(shè)置操作平臺(tái)。

入口管線壓力低，壁厚薄，在滿足嘴子受力的條件下，入口管線上宜設(shè)剛性支，少設(shè)或不設(shè)彈簧，以增加管系的穩(wěn)定性，防止管系在正常運(yùn)行和空管時(shí)不致出現(xiàn)因較大重量變化而產(chǎn)生較大位移。

4 加氫進(jìn)料泵出口管線設(shè)計(jì)

進(jìn)料泵出口升壓后，管子壁厚很大，管子的剛度大，要通過管子的自然走向來消除應(yīng)力已經(jīng)很困難。我們通常根據(jù)經(jīng)驗(yàn)人為的在管子上繞平π或立π來增加管道柔性，減少管道應(yīng)力。另外合理的設(shè)置彈簧支架和導(dǎo)向支架，將泵嘴子的受力限制在允許的范圍內(nèi)。

加氫進(jìn)料泵出口管線的設(shè)計(jì)是進(jìn)料泵設(shè)計(jì)的難點(diǎn)，要注意以下幾點(diǎn)：

①加氫進(jìn)料泵出口嘴子允許附加力一般較小，出口管線溫度高，高度單位長度熱漲量大，柔性差。針對(duì)這一點(diǎn)，設(shè)計(jì)管道出口支架時(shí)，出口管線的上方要設(shè)彈簧支架來吸收初始熱位移和出口管線在垂直方向的熱位移。出口管線在嘴子附近設(shè)計(jì)導(dǎo)向支架，將管線的熱漲量導(dǎo)向管橋側(cè)。

②加氫進(jìn)料泵出口管線的流速高，我們?cè)诔隹诠艿涝O(shè)計(jì)時(shí)除考慮管道的柔性外，我們還應(yīng)該注意管道的防振。在滿足泵嘴子的受力的條件下，盡量減少彎頭，管子長度，增設(shè)導(dǎo)向支架。在彈簧的選型中，盡量選擇剛度大的彈簧。

③泵出口線上的返回線在設(shè)計(jì)時(shí)也要特別注意，介質(zhì)在瞬間降壓后流速變高，易引起管道的振動(dòng)，和對(duì)管道彎頭處造成沖蝕破壞，角閥后的第一個(gè)彎頭要用高壓厚壁彎頭，耐沖蝕角閥前后都要設(shè)置防振支架，角閥后要留10～ 20D的直管段來穩(wěn)流。

鑫海石化加氫裂化裝置加氫進(jìn)料泵出口口管道布置見圖1，支架PS-1選用彈簧支架，其作用是吸收出口嘴子初始熱位移和出口管線在垂直方向的熱位移；支架PS-1選用摩擦系數(shù)=0.1的低摩擦設(shè)置，是為了減少摩擦反力對(duì)泵嘴子的作用；支架PS-3選用組合支架（彈簧+導(dǎo)向），導(dǎo)向是為了減少管系對(duì)泵出口嘴子的推力和力矩；支架PS-4，PS-5選用防振支架，防止管道振動(dòng)。

5 加氫進(jìn)料泵管道受力計(jì)算

為保證加氫進(jìn)料泵長時(shí)間安全運(yùn)行，就應(yīng)該核算管道對(duì)設(shè)備作用力，讓泵嘴子受力不超過泵廠家所推薦的數(shù)值。當(dāng)制造廠未提供該方面數(shù)值時(shí)，滿足API610的規(guī)定。

6 結(jié)束語

在加氫進(jìn)料泵的設(shè)計(jì)時(shí)，我們因該合理的布置加氫進(jìn)料泵的位置，安排進(jìn)出口管線的走向，科學(xué)的設(shè)置支架將泵嘴子的受力限制在泵允許受力范圍內(nèi)，保證泵長久正常的運(yùn)行，進(jìn)而保證整個(gè)裝置的平穩(wěn)運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]張德姜.石油化工裝置工藝管道安裝設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：中國石化出版社，2004.

作者簡(jiǎn)介：

董吉鵬（1984- ），男，河南林州人，學(xué)歷：本科，研究方向：石油化工工藝管道配置。