泵的管道设计

泵的管道设计1泵的一般配管原则1.1当泵布置在管廊下面时，进出管廊的配管管底距地面净距除应满足泵的检修外，不应小于3.5m。1.2输送腐蚀性介质的管道，不应布置在泵和电机的上方。1.3泵的进、出口管道应设切断阀和盲板用于切断，此切断阀常用闸阀。若处理的流体是无毒、非可燃性的介质，盲板可以免去。1.4泵的回转机械属精密机械，一旦受到外力作用会发生变形、振动和噪声，是轴承烧坏和损坏的主要原因，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。1.5要考虑泵的维修检查所需要的空间，使泵的管道、阀门手轮不影响其维修和检查。1、管道布置时，泵的两侧至少要留出一侧作维修用。2、往复泵的泵端和驱动端的管道布置不应妨碍活塞及拉杆的拆卸和检修。3、立式泵上方应留有检修、拆卸泵所需要的空间。4、当管道布置在泵和电动机上方时，管道要有足够的高度，不应影响起重设备的吊装。5、配管时要考虑泵的拆卸，公称管径小于或等于40的承插焊管道在适当的位置需设置拆卸法兰。6、几台并列布置的泵的进出口阀门应尽量采用相同的安装高度。当进出口阀门安装在立管上时，一般安装高度为1.2～1.3m，手轮方位应便于操作。1.6泵的基础高出地面不应小于0.2m，其具体高度应根据泵进口处放净管的安装高度确定。对输送可燃液体和有毒介质的泵，泵的放净管不得采用明沟排放。1.7应考虑泵管道上的阀门及仪表同按钮操作柱的关系，便于泵的启动和切换操作。1.8布置大小不一样的泵时，一般有三种方式：1、泵出口中心线取齐：优点是操作面方便统一。2、泵基础面取齐：便于设置排污管或排污沟以及基础施工方便。3、动力端基础面取齐：优点是电缆接线容易且经济，泵的开关与电流表在一条线上取齐，电动机易操作。当然如果泵的大小差异太大，会造成吸入管太长。1.9为使泵体少受外力作用，应在靠近泵的管段上设置合理的支、吊架或弹簧支、吊架。1、泵的水平吸入管或泵前管道弯头处（垂直时）应设可调支架，见图1。泵水平吸入管支架泵吸入管弯头处支架图12、不带底座的管道泵进出口管道支架应尽可能接近管口，见图2。图2管道泵支架3、并联泵出口管固定架的一般位置见图3。图3并联泵出口固定架示意图4、泵出口后的第一个弯头处或弯头附近设吊架或弹簧支架。当操作温度高于120℃或附加于垂直的泵口上的管道荷载超过泵的允许荷载时应设弹簧吊架，见图4。在缺乏制造厂提供的数据时离心泵垂直接管管口上的允许最大荷载，见表1。图4泵出口管支架示意图表1离心泵垂直接管口上的允许最大荷载接管尺寸（m）允许的荷载（kgf）接管尺寸（m）允许的荷载（kgf）506025011658012030016501002003502080150440400271020071045033805、往复泵的管道存在着由于流体脉动而发生振动的现象，为防止往复泵管道的脉冲震动，泵出口管道第一支架应采用固定架，管架间距应比一般管架间距小些，并且管道形状应尽量减少拐弯。1.10在充分满足管道柔性的前提下，设计时应使出入口管道最短。图5～12和表2～10是根据操作经验，对泵在允许的最高操作温度下，泵出入口管道形状作初略描述，供设计初步规划用。1.7m2.4～3m图5形状Ⅰ表2形状Ⅰ最高允许操作温度管道DN5080100150200250300泵嘴DN最高允许操作温度℃40300805045095608027013050100200655015010065462008055432506350300551.7m2.4～3m1m（DN50～200）1.25m（DN250～300）图6形状Ⅱ表3形状Ⅱ最高允许操作温度管道DN5080100150200250300泵嘴DN最高允许操作温度℃4054014050540175100438054025082551003951207570150190120105802001501351002501601203001351.7m2.4～3m图7形状Ⅲ表4形状Ⅲ最高允许操作温度管道DN5080100150200250300泵嘴DN最高允许操作温度℃405403405054043524085805405402051401005403252101351505154603002152005404653102505404203004902.4～3m1.7m1m（DN50～200）1.25m（DN250～300）图8形状Ⅳ表5形状Ⅳ最高允许操作温度管道DN5080100150200250300泵嘴DN最高允许操作温度℃4054054050540540520180805405404603001005405405405401505405405405402005405405402505405403005401.7m2.4～3m1.9m（DN50～200）2.7m（DN250～300）图9形状Ⅴ表6形状Ⅴ最高允许操作温度管道DN5080100150200250300泵嘴DN最高允许操作温度℃4052014550540185115805402851101004501651151502751451352002501651352502651603001901.7m2.4～3m2.7m（DN50～200）3.7m（DN250～300）图10形状Ⅵ表7形状Ⅵ最高允许操作温度管道DN5080100150200250300泵嘴DN最高允许操作温度℃4054020050540250150805402501301005402001251503502001652002852151502502651853002201.7m2.4～3m1.9m（DN50～200）2.7m（DN250～300）图11形状Ⅶ表8形状Ⅶ最高允许操作温度管道DN5080100150200250300泵嘴DN最高允许操作温度℃4054039050540510280805405402401005403902501505405404202005405403902505404303005401.7m2.4～3m1.9m（DN50～200）2.7m（DN250～300）图12形状Ⅷ表9形状Ⅷ最高允许操作温度管道DN5080100150200250300泵嘴DN最高允许操作温度℃4054054050540540540805405404901005405405201505405405402005405405402505405403005402泵入口管道设计2.1泵入口管道的公称直径应大于或等于泵入口管嘴的公称直径。2.2在充分满足管道柔性的前提下，防止泵产生气蚀现象，应减少入口管道系统的阻力，尽可能缩短管道长度，减少弯头数，在任何情况下入口管道不允许有袋形。2.3泵入口管道的过滤器设置在施工过程中，管内不可避免地会残留些焊渣等杂物，因此在紧靠泵吸入管嘴与泵入口切断阀之间宜设置过滤器。设置过滤器，应确保清扫时取出金属网所需空间。抽取金属网的方向及所需空间，因过滤器形式而异，因此必须很好地了解过滤器的构造再进行管道设计，特别要注意过滤器安装方式受介质流向的限制。一般DN25及以下的管线用Y形过滤器，DN40及以上用临时过滤器。1、T型（直角）过滤器：角式T型过滤器必须安装在管道90°拐弯的场合。直通式T型过滤器必须安装在管道的直管上。2、Y型过滤器：它和直通式T型过滤器一样，安装于管道的直管部分。3、锥形过滤器：此类过滤器也称临时过滤器。在试运转时，泵吸入口装临时过滤器，以免杂物损坏泵。当管道吹扫干净后，再把此过滤器取下，临时过滤器插入两法兰之间。为了便于拆卸，临时过滤器前后要有一段可拆卸的短管。图13泵入口管道过滤器示意2.4吸入管道中途不得有气袋，如难以避免，应在高点设放气阀。因为吸入管系统气体的积聚，也会产生气蚀。2.5由装置外贮罐至泵的吸入管道，为了不出现气袋，应穿越防火堤，且使管墩上的管道在最低的位置。2.6输送密度小于0.65㎏/m的液体，如液化石油气、液氨等，泵的吸入管道应有1／50～1／100的坡度坡向泵。由于日照的原因，管道内介质会部分气化，所以需设计成重力流动管道，使气化产生的气体返回罐内。2.7当泵吸入管较长时，宜设计成一定的坡度（i＝5‰）；泵比容器低时宜坡向泵，泵比容器高时宜坡向容器。2.8泵入口变径管的安装应使气体不在变径处积聚，避免因安装不当而产生气蚀。泵的水平入口管变径时，应选用偏心大小头。当管道从下向上水平进泵时，大小头应取顶平。当管道从上向下水平进泵时，大小头应取底平；当管道水平进泵时，大小头应取顶平。见图14。图14泵吸入管道上的异径管为什么泵管道出入口要变径？泵出入口管径的大小是由泵本身的结构（流体动力性能）决定的，在实际工艺配管中管线口径分别比泵出入口大至少一个级别。就出口而言，管径扩大降低静压能增加动能，介质流速增大，迅速排出，相当于减小管线阻力；就入口而言，介质本来就压力低加上管线阻力大，容易造成入口介质流量不足而泵抽空，扩大管径增大流量还减小管线阻力。2.9入口管一般不安装排液管，是防止误操作时空气进入泵。但是，易堵、易凝流体应在靠近切断阀上游设置兼排液作用的吹扫管。见图15最小最小排液或吹扫连接线图152.10高温吸入管道：管道应具有柔性，以便吸收热胀量。一般的经验公式是ΣA尽可能与ΣB相等。如图16。A1B1A3B3泵A2B2泵图162.11侧向吸入的泵：当泵出入口管道压差较大时，往往选用侧向吸入的泵，这种泵一般是多级泵。当液体进入泵嘴时，如有偏流、旋涡流时，则会破坏液体在叶轮内的流动平衡，影响泵的扬程和轴功率，同时由于流体进入叶轮的角度与设计要求不同，会出现气阻，造成振动和噪声，因而使泵的性能变劣，泵的寿命缩短。为防止这种现象的发生，侧面吸入的离心泵入口处要有一段长度大于三倍管径的直管段，然后才能连接弯头。2.12泵入口管道上阀门的设置（1）泵入口管道上应设置切断阀，一般使用闸阀或其他阻力较小的阀门。当入口管道尺寸比泵管嘴大一级时，切断阀与管道尺寸相同；当管道尺寸比泵管嘴大二级以上时，切断阀尺寸比管道尺寸小一级。详见下表。泵入口切断阀选用泵嘴（DN）主管（DN）1520254050801001502002503001515202025402020252540252540405032404050804040505080505080801006580801001508080100100150200100100150150200250125150150200250150150200200250200200250250250250300300300（2）泵入口切断阀主要用于切断液体流动。因此，切断阀应尽可能靠近泵入口管嘴设置，以便最大限度地减少阀与泵嘴之间的滞留量。（3）当阀门高度在1.8～2.3m时，应设移动式操作平台；阀门操作高度超过2.3m时，宜设固定式操作平台。也可采用链轮操作，但阀门的位置不允许链条接触泵及电动机的转轴，以防止产生火花，引起爆炸或火灾事故。（4）装置外管墩上的泵管道，应考虑阀门的操作及通行性，一般情况下应设操作走廊式平台，阀门统一布置在操作走廊两侧。2.12双吸入泵的吸入口要设一段至少有3倍管径长的直管段，对大型泵则直管段长应为5～7倍管径，见图13。图13双吸入泵入口管配管2.13当双吸入泵的配管为上吸入时，垂直管道可以通过弯头和异径管与吸入管口直接相连，要求尽量短，见图14。图14双吸入泵入口管配管2.14当泵的吸入口和排出口在同一垂直面上时，为便于安装阀门，进出口可用偏心异径管或两个45°弯头增大进出口管间距，见图17。图17增大泵进出口管间距的做法示意2.15当泵从中心线以下抽吸时，应在吸入管端安装底阀，并加注液管口或加自引罐抽吸或加真空泵抽吸，见图18。图18离心泵抽吸时配管示意3泵出口管道设计3.1泵的出口管道虽不像入口管道那样影响泵的性能，但是管系的压降和热应力仍必须认真考虑。当输送带有固体颗粒的液体时，出口管宜采用大曲率半径弯头和小交角的接管方式。3.2为防止流体倒流引起事故，在泵出口与第一道切断阀之间设止回阀，其管径与