數值法選離心泵在油庫設計中應用

2013-10-16 熊 凡 中石化上海石油化工股份有限公司

  在油庫設計和油庫運行中,泵選擇的好壞決定油庫的運行動力費用的高低。因此,合理選擇離心油泵對油庫運行費用起著關鍵作用。傳統泵的選擇采用畫圖法來選擇泵,只要滿足流量和揚程,并且泵在高效區運行就可以,并不考慮其他泵效率是否比其高。建立泵的數據庫,運用數值法選泵,可以選擇效率更高的泵。通過實例計算可以得出,利用數值法選取的泵效率最大可比符合條件的一般油泵效率高出5%左右。數值法選泵為油庫設計和油庫管理提供了理論依據。

  油庫運行費用的動力費用是由泵在裝卸油品產生的電費。因此,在揚程和流量一定的情況下,泵的效率高低就決定了油庫的運行費用。在油庫設計中,在已知油品粘度的條件下,選定經濟流速,并根據經濟流速確定管徑。根據所運行的鶴管數確定流量;在已知流量、粘度和管徑條件下,確定流態,根據達西或列賓宗公式計算沿程摩阻。依據流量和摩阻進行選泵,并使泵在高校區運行。

1、選泵的基本原則

  (1)輸送流體的性質

  流體有各種各樣的,如液體、氣體、蒸汽、漿液、懸浮液、粘稠液等,有的流體帶有顆粒、粉塵、化學物質等,因此在選用閥門時,首先要了解流體的性質,如流體是否有固體懸浮物?液態流動時是否可能產生氣化?在那里氣化?氣態流動時是否液化?流體的腐蝕性如何?

  (2)操作條件

  在輸送油品的最高最低溫度、最高最低壓力、正常流量、最小和最大流量等。

  (3)泵的工作位置

  泵的工作環境溫度、濕度、海拔高度、管道的大小及長度、進口液面至泵的中心線距離、排液口至設備液面距離等。

2、確定泵的參數

  2.1、流量確定

  泵在裝卸車、船時,流量是由裝卸時間來決定的。即流量等于裝卸車、船容積除以裝卸時間。但泵的流量應略大于有容積和時間確定的流量。

  2.2、泵的揚程

  泵的揚程根據達西公式計算的管路沿程摩阻確定,泵的揚程應略大于管道的沿程摩阻。泵的特性歸泵特性方程, Q*為泵特性方程流量。方程可根據最小二乘法來進行回歸[4]。設泵的任意已知的流量(Q1,Q2,Q3)、揚程(H1,H2,H3)和效率(η1,η2,η3),根據公式(1)(2)(3)(4)回歸泵特性方程, Q*為泵特性方程流量。

數值法選離心泵在油庫設計中應用

  2.3、泵的效率

  在已知3 個點的流量和效率的前提下,可根據拉格朗日多項式插值法回歸效率。

數值法選離心泵在油庫設計中應用

3、數值求解及算例

  3.1、數值求解

  求解過程見程序框圖。

程序框圖

圖1 程序框圖

  3.2、算例

  某油庫卸油流量為79.2 m3/h,同時工作為4 個鶴管,吸入管段長度為19.5 m,排出管段長度為215.9 m,吸入口高度為1.1 m,高差為6.5 m,年最高工作溫度為34℃,15.6℃時汽油密度為720 kg/m3,溫度20 ℃時粘度為0.4 厘坨,20 ℃粘度為1 厘坨。選泵結果見圖2 和圖3。

  圖2 輸入全局變量,點擊確定。

  圖3 為輸入選泵計算參數,點擊計算。泵的參數在數據庫中。

軟件開始界面

圖2 軟件開始界面

軟件開始界面

圖3 軟件計算結果

4、結論

  通過對離心泵的數值計算分析,符合條件的油泵有許多種,如果是用畫圖法選泵,軟件輸出的結果都符合要求。但最優結果比一般符合要求的結果高出5%的效率。也就是說用效率最高的可以節省5%的動力費用。同時為油庫設計和油庫選泵提供理論依據。