120万吨-年催柴加氢装置产品泵汽蚀研究

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1、120万吨/年催柴加氢装置产品泵汽蚀研究　　【摘要】对离心泵出现汽蚀现象进行了分析，并对120万吨/年催化柴油加氢装置增加抽真空脱水系统后产品泵是否会出现汽蚀进行了核算。【关键词】离心泵汽蚀现象允许安装高度阻力损失Aspen模拟指导生产1前言为提高120万吨/年柴油加氢装置精制柴油柴油脱水效果，炼油一部于2012年新上一套油环泵抽真空脱水系统。产品泵P205利旧，其额定流量为231m3/h，轴功率62kw，效率60%，允许汽蚀余量=5.1m。因产品泵入口压力发生了较大变化，需重新计算该泵的允许安装高度，比较实际安装高度，判

2、断运行泵是否会出现汽蚀现象。2离心泵的汽蚀现象与安装高度2.1汽蚀现象6由离心泵的工作原理可知，如果叶轮入口处的压力等于或低于操作温度下液体的饱和蒸汽压力时，该处的液体就会气化，产生气泡。这些气泡随液体流到高压区时，气泡受压破裂并迅速凝结。在凝结的瞬间内，周围的液体以极高的速度冲向原来的气泡所占的空间，此间液体质点互相撞击，产生极大地冲击压力；同时气泡还可能带有少量氧气等对金属材料发生化学腐蚀作用。叶轮在连续冲击和化学腐蚀的共同作用下，金属表面出现斑痕和裂缝，将导致叶片因疲劳而过早损坏，这种现象称为汽蚀现象。2.2离心泵的

3、允许安装高度如图1所示，离心泵的允许安装高度是指液面与泵入口处截面间的允许垂直高度，以Hg表示。以液面0——0为基准水平面，列截面0——0与截面1——1间伯努利方程，即：（1）式中P0，P1—作用在液面上、泵入口处的绝对压力，Pa；g—重力加速度，g=9.8m/s2；Hg—泵的允许安装高度，计算结果的正负表示泵位于液面的上下位置，m；u1—叶轮入口液体流速，m/s；—泵入口处的动压头，m；—泵吸入口至叶轮入口出的阻力损失，m。允许汽蚀余量是泵的一个抗汽蚀的性能参数，其定义为：为防止汽蚀现象，泵入口处液体的静压头与动压头之和

4、必须大于液体在操作条件下饱和蒸汽压头的某一指定的允许值，该允许值称为泵的允许汽蚀余量，以表示，即：（2）式中—离心泵的允许汽蚀余量，m；6—操作温度下液体的饱和蒸汽压，Pa。由式（1）与式（2）联合可得：（3）由式（3）可知影响泵的允许安装高度的因素有：塔的操作压力、输送液体在操作温度时的密度、输送液体在操作温度时的饱和蒸汽压、入口管线的阻力损失。2.3实际工况的核算2.3.1数据采集2.3.2操作温度下油品密度和饱和蒸汽压计算从表1可知，产品柴油的标准密度（20℃时的密度）为925.6kg/m3，即=0.9256（4）式

5、中—欧美各国表示温度t的油品密度对4℃水时的密度比；—我国表示温度20℃时的油品密度对4℃水时的密度比。—校正值，其范围为0.00377～0.0051，可由杨朝合给出的拟合公式[1]计算。（5）比重指数（6）联合式（4）、（5）、（6）计算出比重指数=20.74。6操作温度下油品密度、粘度和饱和蒸汽压的值可通过软件AspenPlus进行模拟计算，模拟过程如下：（1）选择模板GeneralwithMetricUnits，建立模拟闪蒸器FLASH，其中FLASH选择模块库中Separators

6、Flash2

7、V-DRUM1模块

8、；（2）在Components

9、Specifcations

10、Selection页面中输入组分oil，type选择Assay（分析），在DISTCurve页面中蒸馏曲线类型（Distillationcurvetype）选择ASTMD86，APIgravity中输入计算值20.74，右侧Percentdistilled和Temperature中输入表1中的分析数据；（3）在Properties

11、Specifications

12、Global页面中，选择物性方法BK-10；（4）在Block

13、FLASH

14、Input

15、Specific

16、ations页面中输入FLASH参数，温度为190℃，汽化分率为0，有效相态选择Vapor-Liquid；（5）运行模拟后，由左侧数据浏览窗口选择Streams，在Material页面可以看到闪蒸器（FLASH）各产品物流的温度、压力、密度、粘度等。由图2可知，操作温度190℃时，油品饱和蒸汽压=0.396bar=39.6×103Pa，密度=789kg/m3，油品的粘度。2.3.3管线阻力损失计算产品泵P205的实际流量：Q=130m3/h=0.036m3/s；管线管径：d=0.25m，液体在管线中的流速u：6（7）雷诺数

17、以Re表示，即：（8）式中Re—雷诺数，表征流体的流动型态；d—吸入口管线内径，m；—流体的动力粘度，。已知T=190℃，=789kg/m，；将数据代入式（7）和式（8）得：u=0.73m/s；Re=3.37×105Re>2000，流体流动型态按湍流处理。且入口管线为具有轻度腐蚀的无缝钢管，取钢管的绝对