浅谈炼油装置中双吸泵的平面及其入口管道布置

魏升龙 潘秀珍

（1.中石油华东设计院有限公司，山东青岛266071；2.南京金凌石化工程设计有限公司，江苏南京210042）

0 引言

泵是一种用来输送流体或使流体增压的机械。在石油炼制生产中，原料、半成品和成品大多是液体，泵在石油原料制成半成品和成品的复杂工艺过程中起到了输送液体和提供化学反应的压力流量的作用。双吸泵在石油炼油装置中应用十分广泛，其原因在于：（1）双吸泵的叶轮由两个背靠背叶轮组合而成，相同叶轮外径下其流量增大了一倍；（2）双吸泵的泵壳水平中开，便于检查和维修；（3）双吸泵结构对称，介质流动均匀时两侧轴向力相互抵消，转子轴向力几乎为零，确保高速旋转设备的安全和平稳运行。

1 双吸泵的平面布置

根据双吸泵的输送介质和相对位置的不同，双吸泵的平面布置也有所区别，总体而言双吸泵的平面布置必须按照SH 3011—2011《石油化工工艺装置布置设计规范》中的要求进行。

1.1 高温泵与低温泵的平面布置

SH 3011—2011《石油化工工艺装置布置设计规范》中对高温泵与低温泵的布置有详细的规定：操作温度等于或高于自燃点的可燃液体泵宜集中布置，与操作温度自燃点的甲B、乙A可燃液体泵之间的防火间距不应小于4.5m；与液化烃泵之间的防火间距不应小于7.5m。

因此，当双吸泵作为高温泵进行操作温度高于自燃点的可燃液体输送并与其他低温泵一起布置的时候，应当首先考虑高温泵与低温泵的防火间距要求；其次，要考虑高温泵的集中布置要求，将高温泵与其相应的介质操作设备集中布置。例如，在重油催化裂化的回炼装置中，回炼油罐和回炼油泵的平面布置需要注意这些原则，与冷油泵安全距离保持4.5m 以上；同时考虑到双吸泵入口管径大的特点，故选择将回炼油泵单独布置在回炼油罐附近，使得热油泵和相关设备相对集中布置、与冷油泵自燃拉开距离（大于4.5m），并且解决了管道柔性补偿的问题。

1.2 管廊附近位置双吸泵平面布置

泵布置在管廊下方或外侧时，对泵的布置有一定要求。首先，泵区通道的净宽和净高要符合要求，泵端面操作通道的宽度不小于1m；其次，泵和驱动机的中心线宜与管廊走向垂直；最后，立式泵布置时，其上方应留出泵体安装和检修所需的空间。

在某汽柴油加氢进料泵平面布置实例中，滤后原料油缓冲罐和反应进料泵位置比较靠近，但是与之前的重油催化裂化的回炼装置不同的是其反应进料泵靠近管廊，因此在布置反应进料泵的时候应当考虑靠近管廊的泵的布置要求。虽然反应进料泵布置靠近管廊更加有利于管道布置，但是在双吸泵布置的时候需要注意泵区通道、泵端面的宽度和高度要求，注意泵和驱动电机的中心线位置要保持一致，泵的布置原则应当符合安全生产、结构合理以及布置简便的要求。

1.3 泵与罐体相对布置

在相关要求中，对泵与罐体相对布置没有特别的规定，仅需满足和符合泵的布置要求即可。然而，在实际双吸泵平面布置中，考虑到泵与管道连接的便利性、泵与罐体的相对位置合理性等综合性因素，常常将双吸泵布置于管廊附近，同时将罐体放置于双吸泵相对位置。例如，在某预加氢进料缓冲罐和进料双吸泵的平面布置中，将预加氢进料缓冲罐和进料双吸泵进行相对布置，同时进料泵靠近管廊，以方便管道的布置。

2 双吸泵入口管道布置

双吸泵入口管道要根据双吸泵的结构特点来布置，由于泵进口管嘴有向上和水平（相对于地平面）两种方式，因此组合以后双吸泵入口管道布置方式共有4种：（1）泵吸入口垂直向上，入口管道与泵轴平行；（2）泵吸入口垂直向上，入口管道与泵轴垂直；（3）泵吸入口水平，入口管道与泵轴平行；（4）泵吸入口水平，入口管道与泵轴垂直。下面分别对这4种双吸泵入口管道布置方式进行介绍。

第一种方式，油液在进入油泵前入口管道与泵轴平行。此时油液在入口管道中的位置相对于两个叶轮而言是不对称的，可能产生油液介质偏流现象。为了保证油液进入两个叶轮的时候完全对称，需要在双吸泵吸入口管道处完成油液偏流消除。一般而言，需要在泵口前方的泵吸入口直管段保证不低于7DN长度（不包括弯头长度），此长度下可以保证当油液进入两个叶轮时不会发生油液偏流现象。

第二种方式，油液进入油泵前入口管道与泵轴垂直。此时油液在入口管道中的位置相对于两个叶轮而言是对称的，不会发生油液偏流现象，但是可能存在叶轮轴向力问题。为了保证两个叶轮的轴向力有足够多的时间进行相互抵消，需要在泵吸入口前方设置7D 以上的直管段，此长度可以包括弯头和大小头的长度。此方式相较于方式一而言，可以将弯头等部件的长度计入总长度中，减少了直管段长度。

第三种方式管道布置结构与第一种方式类似，区别在于第三种方式的泵吸入口水平，而不是垂直（方式一）。同样，为了保障油液进入双吸泵两个叶轮的时候位置完全对称，需要在泵口前方泵吸入口管道保证至少7DN长度的直管段（此长度不包括弯头的长度），以消除油液偏流现象。

第四种方式，泵吸入口水平，入口管道与泵轴垂直。此时需要保证泵吸入口具有不低于7DN长度的直管段，以使得两个叶轮产生的轴向力相互抵消。此外，当入口管道处接入与泵吸入口管道同面平行的直管段时，仅需保证泵吸入口直管段加上与之同面平行的直管段长度之和大于7DN即可。

总而言之，双吸泵由于其具有两个叶轮的对称结构，因此其入口管道布置除了需要注意消除传统的叶轮轴向力的问题之外，还需要注意入口管道液体流向与两个叶轮是否对称以防止出现油液偏流现象。为保障油液传输正常进行，需要对双吸泵吸入口管道直管段的长度进行控制，一般要求满足大于7DN的条件。

3 结语

文章从石油装置布置规范和液体传输平稳性两个方面分别对双吸泵平面布置和入口管道布置进行了探索和分析。本文分析认为双吸泵的平面布置应当满足安全生产要求、注重经济效益以及更好利用管廊及管道传输特性，同时其入口管道布置应当注意满足油液流动与叶轮保持对称性和有效抵消轴向力，并对双吸泵吸入口处的直管段长度也作了相应要求。