摘 要：在化工生產(chǎn)過程中，需要使用高溫高壓加氫進料泵，但是這些重要設(shè)備都是從國外進口的，泵的進出口管道對受力環(huán)境和力矩要求較高，因此對進料泵及其管道的布局設(shè)計顯得尤為重要，將影響到泵的使用狀態(tài)和年限。文中重點探討了進料泵的平面布局設(shè)計、管道布局設(shè)計、管道設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)要求。

關(guān)鍵詞：高溫高壓 進出口管道 加氫進料泵

中圖分類號：TE966 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）12（a）-0075-01

隨著化工技術(shù)的快速發(fā)展，化工工藝趨向于標(biāo)準(zhǔn)化，普遍推廣使用大型化的加氫設(shè)備。但是目前這些加氫設(shè)備主要依賴于進口，加氫設(shè)備對設(shè)置安裝環(huán)境和布局的要求苛刻，因此在安裝加氫設(shè)備的時候，設(shè)計人員必須全面考慮設(shè)備的安裝實施環(huán)境，同時要做好管道應(yīng)力分析工作，才能設(shè)計合理的布局環(huán)境，從而保障加氫進料泵及其管道的安全作業(yè)環(huán)境，確保加氫設(shè)備的長時間運轉(zhuǎn)。

1 進料泵平面布局設(shè)計

加氫進料泵主要采用露天環(huán)境來安裝實施，將其布局在管道的正下方或側(cè)面。其主要的優(yōu)勢在于通風(fēng)良好、節(jié)約空間。針對多雨的季節(jié)，一般都會安裝防雨棚。加氫進料泵的機軸比較長，為了節(jié)省空間，需要將進料泵和管廊進行平行的布局。而在進料泵的動力部分及其側(cè)面留置安裝活塞好欄桿抽出的位置。與此同時，在管道的上方要安裝檢修吊車。考慮到設(shè)施設(shè)備呈現(xiàn)大型化的發(fā)展趨勢，進料泵安置在管道下方的時候，吊車安置的空間過高，因此通常將進料泵安置在管道的外側(cè)，可以節(jié)省空間。

2 進料泵管道布局設(shè)計要求

（1）進料泵處于高速運轉(zhuǎn)狀態(tài)，對受力狀態(tài)敏感，因此要求進出口管道的受力和力矩要低于進出口處的受力和力矩。

（2）進料泵都有潤滑油管道，對于潤滑油輸送管道的布置來說，不能影響泵的安檢和維修；切斷閥的布置要合理，方便操作；同時要合理布置進料泵管道上的閥門和儀表操作柱，以方便泵的啟動、切換、停止操作為宜；另外，還要充分考慮泵維修時所需要的空間。

（3）加氫進料泵屬于精密設(shè)備，對受力狀態(tài)敏感，一旦受到外力的作用，容易導(dǎo)致變形，出現(xiàn)震動、噪聲等現(xiàn)象，往往容易導(dǎo)致泵軸承損壞等情況。那么，為了降低熱態(tài)管系對出入口處的推動力和力矩，出入口管道的要安置一定的縫隙，方便吸收管系的熱膨脹，同時要盡量縮短管道口處的附加位移量。在保障管道柔性的前提下，要盡量縮短出入口管道。

3 進料泵進出口管道設(shè)計

3.1 進料泵入口管道設(shè)計

（1）為了保障進料泵的正常工作狀態(tài)，必須防止出現(xiàn)汽蝕現(xiàn)象。在布局設(shè)計層面上來講，當(dāng)確定原料罐液面和泵入口處的高度差值以后，要盡量縮短管道的長度，降低彎頭的使用量。

（2）進料泵在運轉(zhuǎn)的時候也會吸入大量的空氣，因此也會產(chǎn)生汽蝕現(xiàn)象，所以要保障原料吸入管道以后不會形成氣袋。泵入口處的變徑管宜采用“頂平安裝”，保障凝液在經(jīng)過入口處的底部過濾器時是干凈的。

（3）通常大型的的進料泵入口處位置較高，因此入口處的管道布局不宜出現(xiàn)U型的管道，因此一般都在檢修泵入口處安置閥門。

3.2 進料泵出口管道設(shè)計

由于進料泵的出口管道所受的壓力較高，管道壁較厚，出口嘴的受力達不到標(biāo)準(zhǔn)。因此，在滿足原料工藝流速的條件下，可以將出口變徑安置在較遠處，從而提高出口管道的柔性。一般的作法是，將出口閥門組安置在泵兩側(cè)的管橋1 m及以上的地方，比如大連某化工企業(yè)的加氫工藝采用構(gòu)架為1 m以外。如果由于平面位置的原因，也可以考慮將進料泵安置在二層平臺。由于加氫設(shè)備的進出口管道支架安置也很重要，主要會影響到進出口管嘴的受力狀態(tài)，如果安置不當(dāng)講產(chǎn)生振動的現(xiàn)象。主要從下述四個方來加以改進。

（1）在出入口管道的管嘴處要設(shè)置彈簧支架或吊架，主要目的是為了保障泵嘴的熱位移的正?；?，同時也是為了防止管道受熱變形，從而阻止泵出入口處產(chǎn)生附加受力及其力矩。

（2）為了降低進料泵出入口處的受力力矩，應(yīng)該在和管口相連的管道好靠近管嘴的垂直方向設(shè)置支架或吊架，從而保障管道沿著管嘴的正常位移，避免垂直方向的位移力矩。

（3）如果進料泵出口到原料緩沖罐的壓力差值超標(biāo)，容易造成管道震動現(xiàn)象，所以在減壓閥或者孔板后面要有足夠的管段來安置防振動支架或吊架。

（4）一般來說，靠近泵的管道支架或吊架并不需要固定在底座上面，對于DN值超過150的管道需要設(shè)置相應(yīng)的管墩（管道橋墩）。同時，為了減低管系對進料泵出口處的推動力和彎曲力矩值，需要在管道的水平面兩側(cè)安置一段管道，而且出口閥門組一般安置在泵兩側(cè)的1 m以外的地方。PS-1是彈簧支架，P2-2代表彈簧的加軸限位，限位的主要作用是降低管系對出口處的推動力以及彎曲力矩值。

4 進料泵管道應(yīng)力設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)

在進料泵處于運作狀態(tài)下，管道受力主要表現(xiàn)在幾個方面：溫度荷載、壓力荷載、附加位移量、管內(nèi)介質(zhì)荷載及受力狀態(tài)。在進行進料泵的管道應(yīng)力計算的過程中，需要考慮管道上各處的持久性受力荷載，要充分考慮到管道重力、介質(zhì)重力、管內(nèi)壓力、管內(nèi)溫度等基本受力情況。而針對二次應(yīng)力的計算主要包括溫度荷載以及附加位移荷載。為了保證加氫進料泵的長期、高效、安全運行，就必須對管道的應(yīng)力以及各種作用力進行受力分析和評估，保證作用力不會超過設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)值。嚴格來說，如果設(shè)備制造廠商沒有提供標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值，在進料泵管道應(yīng)力設(shè)計層面要滿足API610設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。

5 結(jié)語

通過上面的分析，可以了解到加氫進料泵布局設(shè)計及安裝實施工作是非常重要的。設(shè)計管道的布局是最關(guān)鍵的技術(shù)問題，為了滿足進料泵的管口的正常受力和力矩，需要設(shè)置合理的管系，合理安排走向和位置，留出適當(dāng)?shù)目臻g，架設(shè)必要的支架，才能改善管嘴的受力，只有這樣才能設(shè)計出合理的加氫進料泵進出口管道設(shè)計及施工方案，以滿足化工企業(yè)的安全生產(chǎn)需要，同時有利于促進加氫進料工藝技術(shù)的長遠發(fā)展。

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