淺談離心泵選型

田 爽 廣東寰球廣業工程有限公司 廣州 510655

泵廣泛應用于石化、醫藥、食品等行業的生產裝置中，在裝置中占有重要地位，是工廠生產物流的動力來源。在石油、石化、天然氣裝置中，離心泵的使用量占泵總量的70 ～80%，了解和掌握離心泵的常用標準，并根據不同裝置、不同工況來選用離心泵十分重要。

1 泵分類

按照泵的工作原理和結構分類，泵可以分為葉片式泵、容積式泵還有其他類型泵，葉片式泵又分為離心泵、旋渦泵、混流泵和軸流泵;按泵的用途可以分為進料泵、回流泵、塔底泵、循環泵、產品泵、補給泵、沖洗泵、排污泵、燃油泵和封液泵等;按照所適用的介質可以分為清水泵、污水泵、泥漿泵、砂泵、灰渣泵、耐酸泵、堿泵、冷油泵、熱油泵、低溫泵等［1］。

2 離心泵選型

2.1 輸送介質的物化性質

輸送介質物化性質，包括溫度、密度、粘度、蒸汽壓等，介質特性包括有毒、腐蝕、固體顆粒等;泵所處的現場工作條件有環境溫度、飽和蒸汽壓、吸入和排出側的壓力、海拔高度等。

2.2 泵選型工藝參數計算［2，3］

2.2.1 流量

泵的流量是指工藝裝置生產中，要求泵輸送的介質量。工藝人員應該給出正常、最小和最大流量。選泵時如有最大流量，額定流量按最大流量考慮，沒有最大流量時額定流量取正常流量的1.1 ～1.15 倍。

2.2.2 泵揚程計算

泵的揚程(H)單位為m，是用來克服進、出口側設備間的位差、壓力差、管線系統的阻力及速度頭損失，一般要求泵的額定揚程是裝置所需揚程1.05 ～1.1 倍。

根據伯努利方程計算裝置的揚程:

式中，h、D，P1、P2，u1、u2分別代表選取的泵進出口截面的距基準面的距離、進出口容器的壓力、介質流速，可以根據經驗或手冊選取，∑hf 為兩截面的總壓頭損失。

2.2.3 入口壓力和出口壓力

進出口壓力是指泵進出接管法蘭處的壓力，主要影響殼體的耐壓和軸封的要求。

2.2.4 汽蝕余量NPSHa (有效汽蝕余量)

汽蝕余量由吸液管道系統參數和管道中的流量所決定，與泵的結構無關，以NPSHa 表示［3］:

式中，Ps為從基準面算起的泵吸入口壓力 (絕壓)，Pa;Pυ為液體在該溫度下的氣化壓力(絕壓)，Pa;us為泵吸入口平均流速，m/s;ρ 為液體密度，kg/m3。

泵的必須汽蝕余量NPSHr 小于汽蝕余量NPSHa，使NPSHa-NPSHr ＞安全余量S，對于一般離心泵，S 取值0.6 ～1.0m。

2.2.5 現場條件

包括泵的安裝位置、環境溫度、相對濕度、大氣壓力、大氣腐蝕狀況及危險區域劃分等級等。

2.3 泵選型設計需要注意的問題

(1)NPSHa 和NPSHr 的基準不同，計算臥式泵NPSHa 的基準標高通常按泵的基礎頂面，而臥式泵NPSHr 的基準標高是泵軸線，這樣造成NPSHa 的基準比泵廠NPSHr 的基準多了泵軸線到底座下表面的高度。如果在設計過程中沒有注意到這個差異，即使滿足了(NPSHa -NPSHr)大于0.6m，仍可能產生汽蝕。

(2)確定泵的揚程和流量后，應根據廠家或現有泵資料復核是否有合適的泵可以選擇，否則就需更改泵的形式。例如在某項目中業主選擇的流量為80m3/h 的潛液泵，但查閱泵廠家資料只有60m3/h 的潛液泵，且價格較高，這種情況就需要和業主協商減小流量或改變泵的型式。

(3)在選擇泵時，不同的物料對泵有不同的要求，屬于危險化學品且不允許泄漏的物料，例如甲苯在重點監管危險化學品名錄中要求選用無泄漏泵來輸送，如屏蔽泵或磁力泵。

(4)變頻泵要留出足夠的揚程和功率余量，例如采用改變變頻泵的功率變化調節流量變化控制罐的液位高度。當頻率改變時揚程也變化，調節過程中液位在保持液位以上時，電流減小，流量減小，當液位降到保持液位以下時電流增大，流量增大。但是如果揚程不足時，流量減小，揚程減小到一定程度就會出現打不上液的情況，這樣就會出現物料流量減小一點就斷流，達不到調節的作用。所以當采用變頻調節流量時要留出足夠的揚程余量才能達到調節的目的。

(5)向泵廠家提供輸送介質的資料要齊全。如果泵送介質各組分不明，泵廠就難以確定機封各元件合理的材質;泵送介質含固相的粒度分布未給出，泵廠難以確定泵性能的修正系數。

(6)離心泵輸送粘度高的介質，按美國水力學會標準，離心泵輸送粘性介質時，轉速升高，效率修正系數加大，介質粘性的不利影響減輕，因此應采用較高轉速。對于粘度大于20mm2/s 或含有固體的介質需要換算成輸送清水時的額定流量和揚程之后再進行后序工作。

(7)泵的選型計算要留有一定的余量，但也不能過大，要根據物料特性和項目特點進行考慮。

2.4 選擇泵的型號

(1)根據以上條件負責編制離心泵詢價數據表、離心泵請購文件、離心泵工程技術規定。

(2)泵廠編制離心泵投標技術文件(泵數據表、性能曲線圖，外形尺寸圖等)。

(3)對各泵廠的投標技術文件進行技術評比，并同采購部一道確定性價比最高的廠商及其泵機組的型號和輔助設備。

3 結語

上述步驟只是簡要介紹了泵的選型設計及設計中需要注意的問題，具體工程設計中需要詳細的計算，得到可靠的數據后綜合考慮各方面的因素才能正確的選擇需要的泵。

1 石油化工設計手冊. 北京:化學工業出版社［M］. 第三卷，2002:1 -2.

2 石化裝置用泵選用手冊. 機械工業出版社［M］. 2004，8:13 -14.

3 化工工藝設計手冊(上冊)(第四版)［M］. 北京:化學工業出版社，2009，6:941 -942.

4 張德姜，王懷義，劉紹葉. 石油化工裝置工藝管道安裝設計手冊［M］. 北京:中國石化出版社，2009:103 -104.