耐磨耐腐离心泵扬程计算案例

离心泵系统是组成化工装置的基本单元之一,其设计是工程设计的基础,也是重要组成部分。耐磨耐腐离心泵的扬程是选择泵的重要依据,扬程偏大或者偏小都会降低泵效率,增加运行成本。

1、计算耐磨耐腐离心泵扬程的步骤

1.1计算当量长度和静压头绘出离心泵管路走向并标注长度、管径、标高、阀门及管件等,计算管路的当量长度和静压头。

1.2耐磨耐腐离心泵压差的计算采用《管道压力降的计算》计算管道压力降。

1.3耐磨耐腐离心泵扬程的确定根据公式H=Δp/ρg(H—泵设计流量下的压头),泵的扬程考虑余量,最终扬程一般取计算值的1.05~1.1倍。

2、耐磨耐腐离心泵扬程计算案例

某化工项目耐磨耐腐泵,设计流量为1.8m3/h,泵进口管径DN20,泵出口管径DN20。输送流体温度为25℃,密度约为1 000kg/m3,黏度为0.893 7m Pas,吸入侧压力为101k Pa,排出测压力为101k Pa(25℃)。泵排出管线上有精密过滤器,正常流量下压降为50k Pa,流程简图见图1。

2.1泵的出口管道压降计算管内流速:根据管材规定:DN20的无缝钢管内径φ21。泵吸入、排出管道u1=u2=Q/A=1.8/(3 600×0.785×0.0212)=1.44m/s

2.2管道的阻力系数由管道为无缝钢管材质可知,绝对粗糙度ε=0.2mm。泵进口、排出管:雷诺系数Re1=Re2=ρud/μ=1 000×1.44×0.021/(0.893 7×10-3)=33 836

ε/d=0.2/21=0.009 5 Re及ε/d查图得λ1=λ2=0.039。

2.3阻力降

(1)泵进口管道阻力降

①泵进口直管道压力降

Δp1′=λL1u2ρ/2d1=0.039×2.3×1.442×1 000/(2×0.021)=4.428k Pa

②从容器管口出来到泵进口有3个90°弯头,1个三通,1个过滤器、2个截止阀。查表可查得流体流经弯头阀门时的当量长度和为∑Le=0.63×3+1.26+7.14×2=17.43,则进口管路上管件的阻力降为:

Δp1″=λ∑Leu2ρ/2d1=0.039×17.43×1.442×1 000/(2×0.021)=33.56k Pa

③进口总阻力降为,Δp1″=Δp1′+Δp1″=37.988 k Pa

(2)泵出口管道压力降

①泵出口管道直管道压力降Δp2′=λL1u2ρ/2d2=0.039×20×1.442×1 000/(2×0.021)=38.509k Pa

②从泵出口到容器进口有9个弯头,5个截止阀,1个三通,1个止回阀。查表可知流体流经弯头阀门时的当量长度和为∑Le=0.63×9+7.14×5+1.26+12.6=55.23,则泵出口管路上管件的阻力降为为:

Δp2″=λ∑Leu2ρ/2d2=0.039×55.23×1.442×1 000/(2×0.021)=106.344k Pa

(3)泵出口总阻力降为Δp2=Δp1″+Δp2″+p过滤器+ρgh=38.509+106.344+50+9.81×9.81×2/1000=214.473 k Pa

2.4耐磨耐腐离心泵进出口压差ΔP泵吸入口压力:

pA=1 0 1×1 03+1 0 0 0×9.8×11.6-3 7 9 8 8=1 7 6 6 9 2 P a=176.692k Pa

泵的排出压力:pB=p2+Δp2=101+214.473=315.473k

PaΔp=pB-pA=315.473-176.692=138.781k Pa

三、耐磨耐腐离心泵的扬程片计算

H△p/g=138781×1000/(1000×9.81)=1415m

由于管道阻力计算常有误差,而且在运行过程中管道的结垢、积碳也使管道阻力大于计算值,所以扬程也应采用计算值的105-1.1倍。则泵的扬程取为1415×1.1=15.6m,取20m。