工藝優(yōu)化石油化工設(shè)計(jì)Petrochemical Design2005.22(1) 29- 31大型循環(huán)水泵進(jìn)水水力條件的優(yōu)化設(shè)計(jì)翟海珊(中國石化工程建設(shè)公司,北京，100101)摘要:論述了改善大型水泵進(jìn)水水力條件的方法,并用水力模型進(jìn)行驗(yàn)證。關(guān)鍵詞:循環(huán)水場;泵;旋渦;導(dǎo)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(shè)部分。隨著企業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大,循環(huán)水的用量不定時(shí)多半為較理想或是較一般性之狀態(tài)。 國內(nèi)一斷上升,對(duì)吸水池取水的水力條件要求日益嚴(yán)格，般做法是按最小5min(分鐘)的泵吸水量設(shè)計(jì)吸水以往僅憑經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)方法已不能滿足工程要求。池容 積。如按此設(shè)計(jì),單泵泵坑的最小容積就是因此必須對(duì)吸水池進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)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(nèi)某大型石化項(xiàng)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(shè)計(jì)為例進(jìn)行論述。才能使泵達(dá)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(huì)增加土建1設(shè)計(jì)條件投資,而且由于立式泵的制造要求極高,因此在現(xiàn)目前正在建設(shè)中的某大型石化項(xiàng)目選用的是有條件下必須通過改善進(jìn)水渠道和吸水池設(shè)計(jì)，立式混流泵,揚(yáng)程50m,流量18000m2/h, 是目前石優(yōu)化水力條件來實(shí)現(xiàn)。通常采用臥式泵的型式且化領(lǐng)域中最大的型式。泵進(jìn)水系統(tǒng)由冷卻塔、平布置在泵房內(nèi)。在本項(xiàng)目中,因采用了立式泵取衡渠和吸水池構(gòu)成。水,吸水池的占地被大大地縮小了,但不良的水力此項(xiàng)目循環(huán)水場布置見圖1。條件會(huì)影響泵的性能,如產(chǎn)生液下旋渦，泵人口處渦流,泵喉部不均勻的軸向流速,都會(huì)導(dǎo)致泵的振冷 卻塔水池動(dòng)、氣蝕、葉輪和軸承的不均勻負(fù)荷。渦流是由多種原因產(chǎn)生的。因此需根據(jù)有可平衡渠能產(chǎn)生不利的水力條件進(jìn)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(xué)給排水專業(yè)。給排水專業(yè)工程師。曾參與設(shè)計(jì)燕化-廠圖1泵吸水池平 面布置一般大型抽水設(shè)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(hù)泵各機(jī)件正常運(yùn)轉(zhuǎn).則其吸水池設(shè)計(jì)PMC等項(xiàng)目?！?0.石油化工設(shè)計(jì)第22卷2水力條件分析減小垂直渦流貢獻(xiàn)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(shù)個(gè)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(jìn)口處設(shè)導(dǎo)流花墻可有效改變水非棱柱型明槽非均勻流。因此液體質(zhì)點(diǎn)做變速運(yùn)力條件,且水力損失幾乎可以忽略不計(jì)。見圖2。動(dòng),在各段屬于恒定明渠非均勻漸變流,在各段交接處會(huì)產(chǎn)生恒定明渠流流態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)的局部水力現(xiàn)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(chǎn)導(dǎo)流花墻“平衡渠 A生倒流現(xiàn)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(hào)1400.3600 二工量達(dá)1500m2),泵吸水喇叭口處產(chǎn)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(yàn)底部高程變化產(chǎn)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(xué)中一般均建議當(dāng)單- -泵之設(shè)計(jì)抽水量超過2.5x 10-*m2/s時(shí),即應(yīng)進(jìn)行水力模型試底部高程變化產(chǎn)生斜流。驗(yàn)，以驗(yàn)證或做為修正設(shè)計(jì)之參考。穴蝕與振動(dòng)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(duì)如上可能發(fā)生的情況,水力條件可做下造成穴蝕與振動(dòng)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(chǎn)生分離現(xiàn)象等;而進(jìn)行水力模型試驗(yàn)渠底標(biāo)高的突然降低,會(huì)產(chǎn)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(yù)先了解會(huì)消耗水流能量,因此在臺(tái)階處加設(shè)幕墻可減少吸水池的流況,同時(shí)測試必要的導(dǎo)流與分流裝置。旋渦。幕墻設(shè)置與否效果差別非常顯著。但幕墻根據(jù)水力條件的分析,我們做了水力模型進(jìn)要設(shè)置在正確的位置并有合適的角度。如果垂直行驗(yàn)證。假定模型幾何比例為1:8,則根據(jù)相似定設(shè)置水流會(huì)傾斜流人泵吸水口,在兩處產(chǎn)生表面律:Q,=L25.旋渦直至泵吸入口,并夾帶氣泡。旋渦出現(xiàn)在幕墻的兩個(gè)前角,幕墻后會(huì)出現(xiàn)大的垂直方向的旋式中,L,一模型幾何 比例數(shù);Q,一流量比。渦,液面比不設(shè)幕墻還要穩(wěn)定。如果幕墻在臺(tái)階處傾斜設(shè)置，并不能消除垂本工程循環(huán)水單泵設(shè)計(jì)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(dòng)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(shù)Re的費(fèi)雷德相似定律,流態(tài)轉(zhuǎn)換,容易產(chǎn)生大的渦流,將臺(tái)階變?yōu)樾逼拢倮字Z數(shù)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(jìn)水水力條件的優(yōu)化設(shè)計(jì)●31.4x 18000/82-5/3600定性非常有效。0.620m的間距對(duì)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(zhuǎn)換,容易產(chǎn)生大的渦流,將臺(tái)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(yùn)動(dòng)粘度/m2.s-'。分流現(xiàn)象,斜板下端有部分回流現(xiàn)象。此方法對(duì)②韋伯?dāng)?shù)減少垂直渦流貢獻(xiàn)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(jié)論=1.33x 10對(duì)大型泵進(jìn)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(shí)需要做水力模型校核并改進(jìn)水力條件,防止ρ-_水密度/kg'm-3。泵出現(xiàn)反轉(zhuǎn)或其他危險(xiǎn)的運(yùn)行工況。對(duì)于大型循因此采用1:8 的比例可以滿足項(xiàng)目設(shè)計(jì)要環(huán)水系統(tǒng)尤為必要。求。通過水力模型試驗(yàn)我們發(fā)現(xiàn):(1)在泵池入口設(shè)置導(dǎo)流花墻能在很大程度(1)在吸水池進(jìn)口處設(shè)導(dǎo)流花墻可有效地改上改善進(jìn)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(jì)。(2)在泵池設(shè)置傾斜的幕墻效果非常明顯。導(dǎo)流花墻有0.488m和0.650m兩種間距。其中如果取消幕墻會(huì)產(chǎn)生水泵無法接受的水力條件。0.488m間距對(duì)于均勻分配進(jìn)水,減少水流的不穩(wěn)●石化在裁.遼寧合成乙酸異丙酯技術(shù)開發(fā)成功乙酸異丙酯是--種重要的精細(xì)化學(xué)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(shè)備腐蝕、副反應(yīng)多、產(chǎn)物分離復(fù)雜及環(huán)境污染等問題。20世紀(jì)70年代以來,隨著石油化學(xué)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(guān)注。這不但大幅度降低了生產(chǎn)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(xué)石化學(xué)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(yīng)溫度、反應(yīng)壓力、反應(yīng)空速(LHSV)及催化劑用量對(duì)酯化反應(yīng)的影響,同時(shí)考察了固體酸催化劑的重復(fù)使用性。確定了最佳合成條件:反應(yīng)壓力1.5MPa,反應(yīng)溫度160C ,反應(yīng)空速2.0h-1,催化劑用量2.0g。在此條件下,酯化率可達(dá)91.5%,乙酸異丙酯選擇性達(dá)99.0%,且催化劑的重復(fù)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(xiàng)目由福建煉油化工有限公司、?？松梨谥袊突び邢薰?、阿美海外公司投資建設(shè)的福建煉油化工一-體化項(xiàng)目位于福建省泉州市泉港,是一座世界級(jí)綜合煉油及化工一-體化裝置廠,總投資達(dá)數(shù)十億美元，現(xiàn)正處于前期規(guī)劃和發(fā)展階段,工程包括對(duì)福建省現(xiàn)有一-座煉油廠進(jìn)行擴(kuò)建以及新建一座石化廠, 整個(gè)工程預(yù)計(jì)于2008年年底竣工。12月21日,北京有關(guān)方面?zhèn)鞒鲂畔?ABBlummus公司與中國石化工程建設(shè)公司B前在京共同簽訂福建煉化一體化項(xiàng)目管理合同,雙方的項(xiàng)目管理服務(wù)將保證福建煉化-體化項(xiàng)目的順利實(shí)施。2004-12-27《中國化工在線》