工藝優(yōu)化石油化工設計Petrochemical Design2005.22(1) 29- 31大型循環(huán)水泵進水水力條件的優(yōu)化設計翟海珊(中國石化工程建設公司,北京，100101)摘要:論述了改善大型水泵進水水力條件的方法,并用水力模型進行驗證。關鍵詞:循環(huán)水場;泵;旋渦;導流花墻;水力模型循環(huán)水是工業(yè)企業(yè)里公用工程中的重要組成必需至少滿足ANSI//HI9.8及BHRA的規(guī)范,在設部分。隨著企業(yè)規(guī)模不斷擴大,循環(huán)水的用量不定時多半為較理想或是較一般性之狀態(tài)。 國內一斷上升,對吸水池取水的水力條件要求日益嚴格，般做法是按最小5min(分鐘)的泵吸水量設計吸水以往僅憑經驗的設計方法已不能滿足工程要求。池容 積。如按此設計,單泵泵坑的最小容積就是因此必須對吸水池進行優(yōu)化設計以改善水泵人水18000(m3/h) x 5/60= 1500mm';如按15. 5mx 3.9m條件。下面是以國內某大型石化項目中循環(huán)水場的平面尺寸布置，泵坑有效深度最小要做到24.8m設計為例進行論述。才能使泵達到正常工作要求。增加吸水池平面占地已沒有可能，而加大泵坑深度不但會增加土建1設計條件投資,而且由于立式泵的制造要求極高,因此在現目前正在建設中的某大型石化項目選用的是有條件下必須通過改善進水渠道和吸水池設計，立式混流泵,揚程50m,流量18000m2/h, 是目前石優(yōu)化水力條件來實現。通常采用臥式泵的型式且化領域中最大的型式。泵進水系統(tǒng)由冷卻塔、平布置在泵房內。在本項目中,因采用了立式泵取衡渠和吸水池構成。水,吸水池的占地被大大地縮小了,但不良的水力此項目循環(huán)水場布置見圖1。條件會影響泵的性能,如產生液下旋渦，泵人口處渦流,泵喉部不均勻的軸向流速,都會導致泵的振冷 卻塔水池動、氣蝕、葉輪和軸承的不均勻負荷。渦流是由多種原因產生的。因此需根據有可平衡渠能產生不利的水力條件進行分析,避免其發(fā)生。泵引水渠立式泵中中業(yè)收稿日期:004-03- 30。修改稿收到日期:2005 -01- 15。作者簡介:翟海珊(1971-),男,北京人。1994 年畢業(yè)于北京.工業(yè)大學給排水專業(yè)。給排水專業(yè)工程師。曾參與設計燕化-廠圖1泵吸水池平 面布置一般大型抽水設施，為了維持- -定的抽水效循環(huán)水場改建,燕化橡膠廠新建循環(huán)水場，齊魯乙烯改造，南海率以及保護泵各機件正常運轉.則其吸水池設計PMC等項目?！?0.石油化工設計第22卷2水力條件分析減小垂直渦流貢獻很小，而且增加了土建投資,并由圖1可見水流具有自由表面且有數個斷面不可取。形狀不同的棱柱形明槽之間的過渡段,是典型的(3)吸水池進口處設導流花墻可有效改變水非棱柱型明槽非均勻流。因此液體質點做變速運力條件,且水力損失幾乎可以忽略不計。見圖2。動,在各段屬于恒定明渠非均勻漸變流,在各段交接處會產生恒定明渠流流態(tài)轉換時的局部水力現象。(1)在泵引水渠與冷卻塔平衡渠交接處由于一-王3:渠道底部高程變化(高差為3.5m),泵人口處易產導流花墻“平衡渠 A生倒流現象。泵引水渠(2)由于吸水泵坑尺寸所限[泵5min(分鐘)流正司烏型號1400.3600 二工量達1500m2),泵吸水喇叭口處產生液上和液下旋渦。圖2泵吸水池劑面圖(3)在泵引水渠與冷卻塔平衡渠交接處渠道4水力試驗底部高程變化產生大的渦流。(4)在泵引水渠與冷卻塔平衡渠交接處渠道在水力學中一般均建議當單- -泵之設計抽水量超過2.5x 10-*m2/s時,即應進行水力模型試底部高程變化產生斜流。驗，以驗證或做為修正設計之參考。穴蝕與振動是縮短抽水泵壽命與降低抽水效率之主要因素，3水力 條件的優(yōu)化針對如上可能發(fā)生的情況,水力條件可做下造成穴蝕與振動之因素包括:自由表面渦流、水下渦流、吸人口附近流場之不均勻與不穩(wěn)定以及鐘面優(yōu)化:形吸人口產生分離現象等;而進行水力模型試驗渠底標高的突然降低,會產生垂方向的旋渦,旋渦之主要目的即是透過比例足夠大之模型預先了解會消耗水流能量,因此在臺階處加設幕墻可減少吸水池的流況,同時測試必要的導流與分流裝置。旋渦。幕墻設置與否效果差別非常顯著。但幕墻根據水力條件的分析,我們做了水力模型進要設置在正確的位置并有合適的角度。如果垂直行驗證。假定模型幾何比例為1:8,則根據相似定設置水流會傾斜流人泵吸水口,在兩處產生表面律:Q,=L25.旋渦直至泵吸入口,并夾帶氣泡。旋渦出現在幕墻的兩個前角,幕墻后會出現大的垂直方向的旋式中,L,一模型幾何 比例數;Q,一流量比。渦,液面比不設幕墻還要穩(wěn)定。如果幕墻在臺階處傾斜設置，并不能消除垂本工程循環(huán)水單泵設計流量為18000m3/h, 則直方向的旋流,并且由于幕墻前水流速高,液面波比例模型中水量Q = 18000/82./3600m2/s動劇烈。(2)在泵引水渠與冷卻塔平衡渠交接處由于代人求取雷諾數Re的費雷德相似定律,流態(tài)轉換,容易產生大的渦流,將臺階變?yōu)樾逼拢倮字Z數u.D___ 40可減小渦流,但效果很不明顯,而且在斜板上端有Re =π.D.∪第22卷翟海珊.大型循環(huán)水泵進水水力條件的優(yōu)化設計●31.4x 18000/82-5/3600定性非常有效。0.620m的間距對于分配水流效果0.233x1.14x 10°x3. 14沒有0.488m的間距效果明顯。=1.32x 10(2)在泵引水渠與冷卻塔平衡渠交接處由于式中,u一-吸水喇叭口平均軸向流速/m's" ;流態(tài)轉換,容易產生大的渦流,將臺階變?yōu)樾逼?D一- -吸水喇叭口直徑/m;可減少渦流,但效果很不明顯;而且在斜板上端有V---水運動粘度/m2.s-'。分流現象,斜板下端有部分回流現象。此方法對②韋伯數減少垂直渦流貢獻很小，而且增加了土建投資,并we=u.D1602不可取。(σ/p)" π2.D3.(σ/ρ)16x (1800082-5/3600)23. 142 x0.233(0.0735/1000)5結論=1.33x 10對大型泵進行水力條件分析是非常必要的，式中,o一水 表面張力/N.m-';有時需要做水力模型校核并改進水力條件,防止ρ-_水密度/kg'm-3。泵出現反轉或其他危險的運行工況。對于大型循因此采用1:8 的比例可以滿足項目設計要環(huán)水系統(tǒng)尤為必要。求。通過水力模型試驗我們發(fā)現:(1)在泵池入口設置導流花墻能在很大程度(1)在吸水池進口處設導流花墻可有效地改上改善進水分配，使水流更穩(wěn)定。變水力條件,而且水力損失幾乎可以忽略不計。(2)在泵池設置傾斜的幕墻效果非常明顯。導流花墻有0.488m和0.650m兩種間距。其中如果取消幕墻會產生水泵無法接受的水力條件。0.488m間距對于均勻分配進水,減少水流的不穩(wěn)●石化在裁.遼寧合成乙酸異丙酯技術開發(fā)成功乙酸異丙酯是--種重要的精細化學品。它是合成樹脂、表面涂料的原料，也可用于織物、塑料、石油工業(yè)、造紙工業(yè)中的沒漬劑、潤滑劑等,并廣泛用作溶劑、脫水劑及藥物提取劑。目前工業(yè)上普遍采用的方法是以乙酸和異丙醇為原料,濃硫酸為催化劑直接催化酯化制得乙酸異丙酯，該法存在設備腐蝕、副反應多、產物分離復雜及環(huán)境污染等問題。20世紀70年代以來,隨著石油化學工業(yè)的發(fā)展,丙烯資源越來越豐富，因此,由乙酸和丙烯酯化合成乙酸異丙酯的新途徑備受關注。這不但大幅度降低了生產成本,還克服了傳統(tǒng)工藝存在的一些問題。遼寧石油化工大學石化學院材料系,以丙烯和乙酸為原料,自制的磷鋁雜原子固體酸作催化劑催化合成了乙酸異丙酯,考察了反應溫度、反應壓力、反應空速(LHSV)及催化劑用量對酯化反應的影響,同時考察了固體酸催化劑的重復使用性。確定了最佳合成條件:反應壓力1.5MPa,反應溫度160C ,反應空速2.0h-1,催化劑用量2.0g。在此條件下,酯化率可達91.5%,乙酸異丙酯選擇性達99.0%,且催化劑的重復使用性良好。2004- 12- 28《中國化工在線》ABB Lummus將和SEI一起參與管理福建煉化-體化項目由福建煉油化工有限公司、埃克森美孚中國石油化工有限公司、阿美海外公司投資建設的福建煉油化工一-體化項目位于福建省泉州市泉港,是一座世界級綜合煉油及化工一-體化裝置廠,總投資達數十億美元，現正處于前期規(guī)劃和發(fā)展階段,工程包括對福建省現有一-座煉油廠進行擴建以及新建一座石化廠, 整個工程預計于2008年年底竣工。12月21日,北京有關方面?zhèn)鞒鲂畔?ABBlummus公司與中國石化工程建設公司B前在京共同簽訂福建煉化一體化項目管理合同,雙方的項目管理服務將保證福建煉化-體化項目的順利實施。2004-12-27《中國化工在線》