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1、提高泵出口设计压力对管道系统的影响管道系统是指由同一设计条件确定且相互连接的管道，该系统下 的管道组成件包括管子、管件、法兰、垫片、紧固件、阀门以及特殊 件等。同一管道系统的设计压力不应大于设计温度下的每个管道组成 件允许工作压力的最小值。采用泵或压缩机进行流体输送的管道系统中，由于各种生产条件 的改变，往往导致管道系统的输送能力降低。在这种情况下，可采用 以下方法提高管道系统的输送能力： 扩大管径。这种方法比较合理，适用于管道长度不远的情况； 如果管径合适，可更换大流量泵。此时，泵出口管道系统的设 计压力也会相应提高，但是此时必须校核现有管道系统的全部管道组 成件，其中最重要的是校核管道壁厚
2、和法兰最大工作压力，本文将举 例说明管子壁厚和法兰的校核方法。1 项目背景业主提出液化石油气（LPG）输送问题：甲厂球罐V1通过磁力泵 把LPG输送给乙厂球罐V2,泵的输送量为22.4t/h。该流量不能满足 生产需要，业主希望改造后能达到30t/h。工艺数据收集如下：物料：常温LPG，密度560kg/m3，粘度y=0.145Cp；球罐VI：正常操作壓力0.5MPaGG；球罐V2：正常操作压力0.6MPaGG；输送泵：额定流量为60m3/h，其扬程为120m；泵入口管道：管线 DN200（ 219x7.0），长度约50m，材质 20#GB/T8163；法兰为 20#B4726，公称 PN25；阀
3、门：4 个；弯头： 10 个；泵出口管道：DN100 （114x6.0），长度约4200m，弯头约240个； 材质：20#GB/T8163,法兰：20#JB4726， PN25；常温，设计压力为 2.0MPaG；现场条件：甲厂比乙厂地势稍高，可忽略储罐液位等影响。2 改造依据和方案2.1 改造依据根据管径选择(HG-T*.6-9) 5规定： 工艺管道的流通能力应满足正常生产作业所需的最大流量要 求。 工艺管道内流速应根据介质的性质、状态和操作运行条件等进 行确定。 工艺管道的管径宜按经济流速确定。查询化工工艺设计手册知泵出口的经济流速范围为11.9m/s, DN100管道的正常输送能力在246
4、0m3/h,允许百米压降为5 25KPa。2.2 改造方案 先以管定量,核算现有管道系统的最大输送量,模拟计算结果如 下：当流量为Q=43.5m3/h时，管道流速u = 1.67m/s、百米压降为 19.24KPa，在经济流速和压降范围内，经济上合理。计算该流量下泵出口工作压力为1.861MPaG,估算泵出口管道系 统的设计压力应为1.861x1.2=2.23MPaG。此时应分别对现有法兰和 管道壁厚进行如下校核：查询钢制管法兰、垫片和紧固件(HG/T *-2009 )知：现有管道系统法兰(法兰：20#B4726, PN25)在设计温度下的 最大工作压力为2.25MPaG,而此时管道系统的设计
5、压力为2.23MPaG, 小于管道系统法兰的允许工作压力，法兰可行。管道壁厚校核：当管道系统的设计压力提高为2.25MPaG时，整 个管道计算壁厚t=PD/2 (S6+PY) +材料厚度负偏差+腐蚀余量+机 械加工深度=( 2.25x108)/2(130x1+2.25x0.4)+1+1.5+0.5=5.85mm, 而现有管道壁厚为6mm，满足要求(以上计算公式见GB/T *.3- 2006,压力管道规范,工业管道,第 3 部分：设计和计算),管子可 行。因此，在不更换现有管道的情况下可以将现有管道系统的设计压 力从2.0MPaG提高到法兰最大允许工作压力2.25MPaG,此时管路最 大流量约为
6、 25t/h。当满足业主要求的泵出口流量Q=53.5 m3/h（即业主要求30t/h） 时，管道流速u=2.06m/s、百米压降为29.20 KPa，超过了经济流速 和允许压降范围的上限,不合理；校核在此流量下泵出口最大操作压力约为2.36MPaG，此时泵出 口管道系统的设计压力为2.8MPaG，超过了法兰的允许工作压力 2.25MPaG，因此必须扩大管径。通过计算，当管道更换为 DN150 管道时，设计压力正好为 2.25MPaG，满足业主要求输送量。需要说明的是，本例中由于该管路 输送距离较远，一次投资相对较大。3 结论 实际生产中，管道系统设计压力往往会随生产条件的改变而提高 此时除了校核管道壁厚、法兰最大允许工作压力外，还要一一校核其 他管道组成件是否满足设计要求。
