數(shù)值法選離心泵在油庫(kù)設(shè)計(jì)中應(yīng)用

2013-10-16 熊 凡 中石化上海石油化工股份有限公司

  在油庫(kù)設(shè)計(jì)和油庫(kù)運(yùn)行中,泵選擇的好壞決定油庫(kù)的運(yùn)行動(dòng)力費(fèi)用的高低。因此,合理選擇離心油泵對(duì)油庫(kù)運(yùn)行費(fèi)用起著關(guān)鍵作用。傳統(tǒng)泵的選擇采用畫圖法來選擇泵,只要滿足流量和揚(yáng)程,并且泵在高效區(qū)運(yùn)行就可以,并不考慮其他泵效率是否比其高。建立泵的數(shù)據(jù)庫(kù),運(yùn)用數(shù)值法選泵,可以選擇效率更高的泵。通過實(shí)例計(jì)算可以得出,利用數(shù)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(shù)值法選泵為油庫(kù)設(shè)計(jì)和油庫(kù)管理提供了理論依據(jù)。

  油庫(kù)運(yùn)行費(fèi)用的動(dòng)力費(fèi)用是由泵在裝卸油品產(chǎn)生的電費(fèi)。因此,在揚(yáng)程和流量一定的情況下,泵的效率高低就決定了油庫(kù)的運(yùn)行費(fèi)用。在油庫(kù)設(shè)計(jì)中,在已知油品粘度的條件下,選定經(jīng)濟(jì)流速,并根據(jù)經(jīng)濟(jì)流速確定管徑。根據(jù)所運(yùn)行的鶴管數(shù)確定流量;在已知流量、粘度和管徑條件下,確定流態(tài),根據(jù)達(dá)西或列賓宗公式計(jì)算沿程摩阻。依據(jù)流量和摩阻進(jìn)行選泵,并使泵在高校區(qū)運(yùn)行。

1、選泵的基本原則

  (1)輸送流體的性質(zhì)

  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(xué)物質(zhì)等,因此在選用閥門時(shí),首先要了解流體的性質(zhì),如流體是否有固體懸浮物?液態(tài)流動(dòng)時(shí)是否可能產(chǎn)生氣化?在那里氣化?氣態(tài)流動(dòng)時(shí)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(huán)境溫度、濕度、海拔高度、管道的大小及長(zhǎng)度、進(jìn)口液面至泵的中心線距離、排液口至設(shè)備液面距離等。

2、確定泵的參數(shù)

  2.1、流量確定

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

  2.2、泵的揚(yáng)程

  泵的揚(yáng)程根據(jù)達(dá)西公式計(jì)算的管路沿程摩阻確定,泵的揚(yáng)程應(yīng)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(jù)最小二乘法來進(jìn)行回歸[4]。設(shè)泵的任意已知的流量(Q1,Q2,Q3)、揚(yáng)程(H1,H2,H3)和效率(η1,η2,η3),根據(jù)公式(1)(2)(3)(4)回歸泵特性方程, Q*為泵特性方程流量。

數(shù)值法選離心泵在油庫(kù)設(shè)計(jì)中應(yīng)用

  2.3、泵的效率

  在已知3 個(gè)點(diǎn)的流量和效率的前提下,可根據(jù)拉格朗日多項(xiàng)式插值法回歸效率。

數(shù)值法選離心泵在油庫(kù)設(shè)計(jì)中應(yīng)用

3、數(shù)值求解及算例

  3.1、數(shù)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(kù)卸油流量為79.2 m3/h,同時(shí)工作為4 個(gè)鶴管,吸入管段長(zhǎng)度為19.5 m,排出管段長(zhǎng)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(shí)汽油密度為720 kg/m3,溫度20 ℃時(shí)粘度為0.4 厘坨,20 ℃粘度為1 厘坨。選泵結(jié)果見圖2 和圖3。

  圖2 輸入全局變量,點(diǎn)擊確定。

  圖3 為輸入選泵計(jì)算參數(shù),點(diǎn)擊計(jì)算。泵的參數(shù)在數(shù)據(jù)庫(kù)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(jì)算結(jié)果

4、結(jié)論

  通過對(duì)離心泵的數(shù)值計(jì)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(jié)果都符合要求。但最優(yōu)結(jié)果比一般符合要求的結(jié)果高出5%的效率。也就是說用效率最高的可以節(jié)省5%的動(dòng)力費(fèi)用。同時(shí)為油庫(kù)設(shè)計(jì)和油庫(kù)選泵提供理論依據(jù)。