槽車充裝系統管路阻力特性與泵的選型探討

汪國洪，吳 波

（湖州三井低溫設備有限公司，浙江湖州 313000）

槽車充裝系統管路阻力特性與泵的選型探討

汪國洪，吳 波

（湖州三井低溫設備有限公司，浙江湖州 313000）

對液化氣槽車充裝泵實際充裝流量偏小的情況進行分析，計算該充裝系統管路的阻力特征，現場實驗結果與計算分析一致，為該系統選取合適的充裝泵提供借鑒。

槽車；管路阻力；泵；選型

氣體生產企業或天然氣液化工廠一般用液體儲槽來儲存液化氣，當液化氣需要運輸或外銷時，需要將液化氣從儲槽充裝至槽車［1］。槽車充裝方法主要有兩種：一是槽車放空泄壓，同時貯槽利用空溫式汽化器增壓，帶有壓差后再向槽車充裝液體，該方法簡單易行但氣體放空會造成一定的經濟損失和環境污染，隨著環保意識的增強，該方法使用漸少；二是無需放空氣體直接采用大流量充裝泵增壓液體，向槽車充裝液體。對于該法，充裝管路的阻力特性與增壓泵的選型都很重要［2］。我公司某槽車充裝時出現流量偏小的問題，本文以其為例，對其管路的阻力特性與增壓泵的選型進行了探討。

1 槽車充裝情況

某低溫離心泵槽車充裝工藝流程見圖1。由圖1可知，液體從儲罐流入充裝管路，經低溫離心泵增壓后，再由充裝管路充入槽車中。該系統選用的是我公司生產的流量為40 m3／h、揚程為90m的離心泵，該泵在出廠時，各項性能指標均能達到相關標準和設計要求，且已通過樣機的型式實驗。但在現場應用過程中，當充裝液氮或液體天然氣時，流量只有約25 m3／h，嚴重偏離了泵的設計運行點。為查找原因，將泵更換為某相同參數的進口泵，發現情況與之前類似，實際充裝流量也只有25 m3／h，達不到該充裝系統所要求的40 m3／h的流量。

2 計算分析及實驗結果

2.1 計算分析

更換泵之后流量沒有改善，說明不是泵的問題。對管路阻力進行分析，液氮、液氧槽車充裝接口為DN40，液化天然氣槽車一般為DN50，槽車壓力一般為0.3～0.5 MPa，泵出口管路為 DN40或DN50金屬軟管，長約5m，彎頭4個。充裝時，液體從泵出口到槽車，依次經過泵出口閥門、金屬軟管、槽車充裝進口閥門三大主要部件，液體進入槽車需要克服三大主要部件的阻力和槽車內部的壓力。在該系統管路下不同充裝速度的管路阻力（不含槽車壓力）見表1。

液氮槽車內部壓力一般約為0.3MPa、液化天然氣槽車約0.2MPa［3］。根據表1數據，液氮流量為40 m3／h時泵出口系統阻力約為1.36MPa，泵的出口壓力為0.827MPa，克服不了泵出口系統的阻力，不能滿足40 m3／h的充裝要求；當流量為 25 m3／h時，泵出口阻力0.75MPa，此時泵的出口壓力為0.859MPa，大于出口系統阻力，可以實現充裝。同樣，根據表1數據，液化天然氣流量為40 m3／h時泵出口系統阻力約為0.64MPa、泵的出口壓力為0.482MPa，克服不了泵出口系統的阻力，不能滿足40m3／h的充裝要求；當流量為25m3／h時，泵出口阻力0.4MPa，此時泵的出口壓力為0.499 MPa，大于出口系統阻力，可以實現充裝。

由上述分析可知，流量偏小的問題是因為管路阻力較大，充裝泵出口壓力較小的原因。

圖1 某低溫離心泵槽車充裝工藝流程Fig.1 A cryogenic centrifugal pum ps tank filling process

表1 管路阻力表Table 1 Pipeline resistance table

2.2 現場實驗

為驗證上述分析，對槽車充裝系統進行現場實驗。該泵各流量點的增壓能力、泵出口壓力見表2。以充裝液氮為例：先通過調整泵的運行頻率來調節出口壓力，當頻率調到55 Hz，泵的出口閥門至出口壓力為0.95 MPa，實際充裝速度約為31 m3／h。用上節的算法進行計算，在31 m3／h充裝時，槽車壓力為0.3 MPa，管路阻力為0.65 MPa，系統阻力為0.95 MPa，與泵的出口壓力一致，可以滿足充裝要求。這表明現場應用的實際情況與上節計算分析基本一致，上述計算分析方法可行。技術交流會論文集，2005.

表2 泵的增壓能力、出口壓力對照表Table 2 Pum p booster capacity，outlet pressure table

［3］ 王懷義.石油化工管道安裝設計便查手冊［M］.第3版.北京：中國石化出版社，2010.

［1］ 賀耿，王正，包光磊.LNG槽車裝車系統的技術特點［J］.天然氣與石油，2012，（4）：11-14＋97.

［2］ 楊桂麗.優化槽車充裝工藝［C］.成都：空分設備

Pipeline Resistance Characteristics and Pump Type Selection of Tanker filling system

WANG Guo-hong，WU Bo

（Huzhou Sanjing Cryogenic Equipment Co.Ltd.，Huzhou 313000，China）

The situation of the actual pump filling flow of the liquefied gas tanker filling is analyzed.The resistance characteristics of the filling of the pipeline system were calculated，the field test result and calculation analysis is consistent.By analysis，the pressure parameters of the charging pump outletwere obtained when the flow reached 40m3／h.This provided a reference for the selection of suitable filling pump system.

tank；pipeline resistance；pump；type selection

TQ022

A

1004-275X（2015）03-0056-03

12.3969／j.issn.1004-275X.2015.03.016

收稿：2015-03-20

汪國洪（1981-）男，工程師，從事低溫離心泵的研發設計、服務。