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浅谈泵配管设计

作者：赵威力

来源：《科学与信息化》2018年第17期

摘 要 在化工厂生产过程中，通过泵实现对液体物料的输送及其压力、流量控制，是极其重要化工动力设备。基于此，本文结合工作实际探讨了泵的配管设计，对泵的出入口管道配管设计方面重点论述，以供参考。

关键词 化工厂；泵配管设计；出入口配管 1 泵的简介

泵是输送液体或使液体增压的机械装置，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。在石油化工生产当中，生产原料、加工半成品和加工成品多是液体。在生产过程中，泵起到了输送液体物料、提供化学反应压力、控制物料流量的作用，在很多装置中，泵还可以来调节温度。化工生产对泵有着特殊要求：满足工艺要求、耐腐蚀、耐磨损、耐高＼低温、无泄漏等[1]。 2 泵配管设计的基本要求 2.1 了解泵型、工艺流程

对于设计人员，必须了解泵型及其基本原理、特点、工艺要求和泵配管流程规划，选取满足生产需求、工艺要求的配管和安装参数，保证后期设计工作开展。

（1）了解泵型。石油化工装置用泵主要分三大类：离心泵、往复泵和旋转泵。按照化工用途分类，有工艺流程泵、公用工程泵、辅助用途泵、管路输送泵，不同类型的化工泵有着不同的工作特性，需要设计人员根据泵特性制定配管方案，例如常见的离心泵，单机输出流量大而连续，无脉冲，工作平稳，无须内部润滑，但易发生气蚀。

（2）熟悉工艺流程。充分理解P&ID所示泵的管道流程，在满足工艺要求的前提下，尚需考虑泵正常运行及维修检查的要求。泵是回转机械，属于精密机械，一旦受到外力作用会发生变形，高速运转的泵会产生振动和噪音，从而损坏或者烧毁轴承。所以应充分考虑热膨胀对泵出入口管道的要求，以减少管道作用在泵管嘴处的应力和力矩。 2.2 优化配管布置设计

在规划管道布置过程中，必须符合安全性、环保性、可操作性要求，做管道布置规划时，要便于开展后期维修工作，例如为了后期泵的维修和拆卸，要避免在泵的正面和上方铺设管道，对于规划管道自身，要不影响后期处理阀门损坏、管道泄露等问题。对于整体管道路线布

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局、阀门位置，除了考虑后期检修，也应考虑到操作性要求，例如多台泵的进出口管道调节阀门需要采取同种安装方式、相同安装高度，安装高度和手轮位置要便于人员操作。 2.3 考虑管道柔性设计

对于管道的柔性要做到充分的了解，在满足工艺要求前提下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。出入口管道对管口的作用力和力矩应满足泵制造厂的要求，靠近泵的配管管段要配有合理的支架、辅助吊架，配管形状和长度要在热应力允许范围值内，具有足够的柔性且避免变形，在对泵冷却水管道进行设计时，可能发生结冰的冷却水管道要考虑保温措施等[2]。 3 泵的入口配管设计要点

泵的入口配管设计有着如下要求：入口管道管径常大于泵嘴直径、入口管位置需放置切断阀门、切断阀门和泵口的中间位置处要安装过滤装置、泵的标高和储存罐高度有设计有一定腐蚀余量。在设计设计中，要注意以下要点：①在化工生产过程中，液体原料及产品易发生蒸发，为了防止气阻现象的发生，在泵的吸入管处需设计有液柱压头。②泵的进口管道需满足净正吸入压头即气蚀余量的要求，确保有效气蚀余量是标准要求的1.3倍左右，在实际设计中，配管管道尽可能短和少。③配管管道尽可能短和少，且减少弯头，从泵入口管嘴管道标高到设备标高应逐渐升高，中间不应出现几形袋状，当此类情形无法避免时，可适当在高点出额外放置放气阀，低点处额外放置排液阀。④泵进口管道上的过滤器周围应有滤网抽出的空间。若在泵进口设置临时过滤器时，进口管道应设置一段带法兰的短管，并应备一个与临时过滤器同厚的垫环。⑤将气阀放在高点可以避免过量气体聚集在吸入管造成气蚀以及管道内部气袋现象。⑥对于密度较小的液体，如液化石油气、液氨等，管道入口管处应有一定下坡度。对于有固体颗粒的液体，泵的分支管道可采用大坡度或45°角连接，阀门尽量靠近分支处安装。⑦对于端部和侧面吸入的泵，往往容易偏流、涡流现象，发生入口处应有大于3倍管径的直管段；双吸入泵应有7到10倍管径的直管段，由此可以达到推力平衡效果，保证泵体运行平衡，提高流动稳定性，从而减少对泵体的损伤。⑧切断阀位置设计时需尽可能接近泵的入口管嘴，减少物料液体在管嘴和切断阀之间的滞留量[3]。 4 泵的出口配管设计要点

泵的出口配管设计有着如下要求： 相比入口处管径要小一到二级、出口管位置需放置切断阀门、出口处压力高于临界值要放置串联切断阀、流动介质温度要低于标准温度、出口管道出需要安置压力表。在设计设计中，要注意以下要点：①每台离心泵或旋涡泵出口管道上需要设置止回阀、止回阀直径要≥切断阀直径。②泵的出口处要考虑检修、观察因素，在泵的出口处设置一定长度的短管，压力表也要靠近第一个切断阀门的管道上，便于观察和超出临界值时的及时切断阀门，出口处的管架要能够支撑后期检修工作的进行[4]。③对于有固体颗粒的液体，出口管道出需应用大曲率半径弯头和小交角的接管方法。

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5 泵的管道支架设计设计要点

在配管的支架设计过程，主要减少出口管道受力，降低震动和噪音。进口管道中，设置可调节支架设置，方便调节安装、后期检修以及减少泵口处应力。必要时还可以设置导向架或是限位支架，支架结构设计要方便拆卸，便于日后检修。软土地基条件，要控制好管道下沉，保证管道得到合理的支撑。 6 结束语

泵的管道配管设计工作设计面较广，需要多专业紧密协调，设计时要求安全性高、经济合理，并且需要严格按照工艺流程进行，对于不同企业，实地情况又有不同，需要设计人员、施工人员严谨认真地对待整个过程。 参考文献

[1] 张雪.石油化工厂中泵配管设计与现场泵管道安装问题[J].城市建设理论研究：电子版，2014，（36）：9276-9277.

[2] 马淑玲.论述炼油厂中泵配管设计与现场泵管道安装[J].化工管理，2017，（8）：83. [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].科技创新与应用，2014，（4）：62-62.

[4] 张学良，张子元.泵的布置及配管[J].天津科技，2013，（2）：62-65.