数值法选离心泵在油库设计中应用

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)中石化上海石油化工股份有限公司 作者:熊 凡

  在油库设计和油库运行中,泵选择的好坏决定油库的运行动力费用的高低。因此,合理选择离心油泵对油库运行费用起着关键作用。传统泵的选择采用画图法来选择泵,只要满足流量和扬程,并且泵在高效区运行就可以,并不考虑其他泵效率是否比其高。建立泵的数据库,运用数值法选泵,可以选择效率更高的泵。通过实例计算可以得出,利用数值法选取的泵效率最大可比符合条件的一般油泵效率高出5%左右。数值法选泵为油库设计和油库管理提供了理论依据。

  油库运行费用的动力费用是由泵在装卸油品产生的电费。因此,在扬程和流量一定的情况下,泵的效率高低就决定了油库的运行费用。在油库设计中,在已知油品粘度的条件下,选定经济流速,并根据经济流速确定管径。根据所运行的鹤管数确定流量;在已知流量、粘度和管径条件下,确定流态,根据达西或列宾宗公式计算沿程摩阻。依据流量和摩阻进行选泵,并使泵在高校区运行。

1、选泵的基本原则

  (1)输送流体的性质

  流体有各种各样的,如液体、气体、蒸汽、浆液、悬浮液、粘稠液等,有的流体带有颗粒、粉尘、化学物质等,因此在选用阀门时,首先要了解流体的性质,如流体是否有固体悬浮物?液态流动时是否可能产生气化?在那里气化?气态流动时是否液化?流体的腐蚀性如何?

  (2)操作条件

  在输送油品的最高最低温度、最高最低压力、正常流量、最小和最大流量等。

  (3)泵的工作位置

  泵的工作环境温度、湿度、海拔高度、管道的大小及长度、进口液面至泵的中心线距离、排液口至设备液面距离等。

2、确定泵的参数

  2.1、流量确定

  泵在装卸车、船时,流量是由装卸时间来决定的。即流量等于装卸车、船容积除以装卸时间。但泵的流量应略大于有容积和时间确定的流量。

  2.2、泵的扬程

  泵的扬程根据达西公式计算的管路沿程摩阻确定,泵的扬程应略大于管道的沿程摩阻。泵的特性归泵特性方程, Q*为泵特性方程流量。方程可根据最小二乘法来进行回归[4]。设泵的任意已知的流量(Q1,Q2,Q3)、扬程(H1,H2,H3)和效率(η1,η2,η3),根据公式(1)(2)(3)(4)回归泵特性方程, Q*为泵特性方程流量。

数值法选离心泵在油库设计中应用

  2.3、泵的效率

  在已知3 个点的流量和效率的前提下,可根据拉格朗日多项式插值法回归效率。

数值法选离心泵在油库设计中应用

3、数值求解及算例

  3.1、数值求解

  求解过程见程序框图。

程序框图

图1 程序框图

  3.2、算例

  某油库卸油流量为79.2 m3/h,同时工作为4 个鹤管,吸入管段长度为19.5 m,排出管段长度为215.9 m,吸入口高度为1.1 m,高差为6.5 m,年最高工作温度为34℃,15.6℃时汽油密度为720 kg/m3,温度20 ℃时粘度为0.4 厘坨,20 ℃粘度为1 厘坨。选泵结果见图2 和图3。

  图2 输入全局变量,点击确定。

  图3 为输入选泵计算参数,点击计算。泵的参数在数据库中。

软件开始界面

图2 软件开始界面

软件开始界面

图3 软件计算结果

4、结论

  通过对离心泵的数值计算分析,符合条件的油泵有许多种,如果是用画图法选泵,软件输出的结果都符合要求。但最优结果比一般符合要求的结果高出5%的效率。也就是说用效率最高的可以节省5%的动力费用。同时为油库设计和油库选泵提供理论依据。

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