炼油装置中大型泵进出口管道柔性设计.pdf

14 CHEMICALENGINEERINGDESIGN 化工设计 2012，22(4) 炼油装置 中大型泵进 出口管道 的柔性设计 李又超 中国石化集团洛阳石油化工工程公司 洛阳 471003 摘要 介绍炼油装置中影响泵进出口管系柔性的诸多因素。举例分析通过改变管系的空间几何形状及改 变管道元件的直径和壁厚增加柔性的方法，满足泵进出口嘴子的受力要求。 关键词 大型 泵 柔性设计 受力 炼油装置 中原料、产品、回流、中间产品、 在相同载荷的作用下，其变形更容易。 溶剂等液体物料的输送或增压，都要靠泵来完成， 1．2 管系中管道元件规格及尺寸的影响 因此泵在炼油装置中占有重要地位。随着装置的 减小管道元件的直径或壁厚，都可以有效地 大型化，进出泵的管道直径越来越大，管系的刚 减少管子 (管系)对端点的推力。换言之，管系 度也随之变大，柔性降低。但是，泵的进出口嘴 中管道元件 的直径和壁厚越小，管系的柔性就 子力和力矩的大小，制造厂有严格的要求。这就 越好。 要求合理的增加泵进出口管系的柔性，减小作用 在泵嘴子上的力和力矩 ，使之符合泵制造厂提出 1．3 管系中端点位移和特殊管道元件的影响 的要求。 对于地基不好的沿海地区，装置中的大型塔 或容器与泵连接后，当管道的柔性不好时，塔或 1 影响管系柔性的因素 容器的较大沉降位移将对泵嘴子产生较大的力和 管道布置通常因改变方向本身就具有了柔性， 力矩 ，从而导致泵不能正常运行。 这样可使位移主要产生规定范围内的弯曲和扭转 影响管系柔性的特殊管道元件主要有两大类； 应变，其轴向拉伸和压缩应变的量通常很小。如 一 是刚性元件 ，二是柔性元件。 果系统缺少 内在 的方 向变化或当系统不平衡时， 刚性元件泛指刚度 比较大的管道元件 ，如法 就有可能遇到大的反作用力或有害的过度应变， 兰、阀门、小型管道设备等。由于刚性元件的刚 这时就应该采取措施来增加管系的柔性 。例如从 度较大，自身难 以变形，同时它在管系中也将牵 塔管口到塔底泵，管道 的走 向可以有很多种 ，如 扯到与其相接的其它管道元件的变形，从而降低 果这条管线公称直径大且温度高，那么管道的柔 管系的柔性。柔性元件泛指刚度较小的管道元件 ， 性设计就是个 比较难 的问题，其影响因素有 以下 如波纹管膨胀节、填料函膨胀节等。与刚性元件 几点。 相反，由于柔性元件刚度较小，容易靠 自身的变 1．1 管系空间几何形状的影响 形来吸收管系的热胀，从而能有效地降低管系中 增加管系中弯头的数量，管系的柔性将增加。 的应力水平和边界的附加力，也就有效地增加了 这个结论可以从两方面来讲。①弯头增加 ，相当 管系的柔性 。 于增加了变形点的数量，从而使一定的膨胀量分 1．4 管系中支架的影响 配到更多的单元上吸收；②弯头 自身的刚度较小， 容易变形，这是因为