泵的计算与选型导则T-PE002502C-20031 总则1.1 目的为使SEI工艺系统设计人员合理、准确、可靠地进行泵系统有关计算和选型的设计，特编制本导则。
1.2 范围本导则适用于石油化工装置工艺系统设计中有关离心泵和往复泵系统计算和选型设计。
1.3 引用文件下列文件中的条款通过本导则的引用而成为本导则的条款，其最新版本适用于本导则。
HG/T 20570.4 《泵和压缩机压差分析》HG/T 20570.5 《泵的系统特性计算和设备相对安装高度的确定》GB/T 7021 《离心泵名词术语》GB/T 7785 《往复泵分类和名词术语》GB/T13006 《离心泵、混流泵和轴流泵气蚀余量》2 术语2.1 扬程pump head泵产生的总水头。
其值等于泵出口总水头和入口总水头的代数差。
符号：H，单位：m。
1）水头head单位重量的流体具有的能量。
以液柱高度表示的值。
单位：m。
2）总水头otal head液体具有的压力水头、位置水头和速度水头之和。
单位：m。
3）出口总水头（排出扬程）total discharge head换算到基准面上的泵出口截面总水头。
单位：m。
4）入口总水头（吸入扬程）total suction head换算到基准面上的泵入口截面总水头。
单位：m。
2.2 规定扬程specified pump head对应于合同单上规定流量的扬程。
2.3 静扬程（总静压头）total static head泵装置上吐出液面和吸入液面之间总水头之差。
等于几何高度加上吐出液面和吸入液面之间压力水头之差。
单位：m。
2.4 理论扬程theoretical pump head泵给予单位重量液体的能量，通常指未考虑泵内损失时的理论值。
单位：m。
2.5 排出压力discharge pressure泵出口截面的静压。
单位：MPa （kgf/cm2）。
2.6 吸入压力suction pressure泵入口截面的静压。
单位：MPa （kgf/cm2）。
2.7 泵的流量pump capacity单位时间内，从泵出口排到管路去的流体体积，包括液体，及液体中夹带的气体，在特殊情况下还包括液体中夹带的固体颗粒。
单位：（m3/s），（m3/h），（L/s）。
2.8 泵的额定流量rated pump capacity在额定条件下，设计规定该泵在正常运行时应从泵出口节流阀后排出来的流量公称量。
（m3/s），（m3/h），（L/s）。
2.9 气蚀余量net positive suction （NPSH ）泵的入口总压头加上相应的大气压力的水头减去相应于汽化压力的水头。
单位：m。
2.10 必需气蚀余量required net positive suction （NPSHr）对于给定的泵，在给定转速和流量下具有的气蚀余量。
通常由泵制造厂规定。
单位：m。
2.11 有效气蚀余量available net positive suction （NPSHa）由泵安装条件所确定的气蚀余量。
通常由泵制造厂规定。
单位：m。
2.12 允许吸上真空高度allowable suction vacuum对于不同类型的泵和不同的使用条件，考虑一定安全裕量的吸上真空高度。
单位：m。
2.13 泵轴功率（输入功率）pump shaft power泵轴所接受的功率。
单位：kW。
2.14 泵输出功率（有效功率）pump effective power泵传递给输出液体的功率。
单位：kW。
2.15 泵效率（η）pump efficiency泵输出功率与泵轴功率之比。
2.16 泵转速pump efficiency泵轴旋转的速度，即单位时间内泵轴的旋转数。
2.17 泵基准面reference plane计算排出、吸入水头时确定位置水头基准的水平面。
是通过叶轮叶片进口边的外侧所描绘的圆的中心的水平面。
对于多数泵以第一级叶轮为基准；对于立式双吸泵以上部叶片为基准。
2.18 几何高度geometric height吸入液面和吐出液面之间的高度差。
单位：m。
2.19 灌注头灌注头也称倒灌高度，是用来表示一台泵的安装位置低于泵的自由空气表面的液位关系的一个用语，不能与气蚀余量混淆。
2.20 比转速（比速）specific speed判断动力式泵水力特征的相似准数。
用下式定义：式中：n s——比转数；n ——泵的转数，r/min；Q ——泵的流量（双吸泵取1/2的流量），m3/s；H ——泵的扬程（多吸泵取单级扬程），m。
比转速一般按是高效率点计算。
对于相似泵，不管尺寸大小、转速高低，比转速均是一定的，因此，它也是泵分类的一种准则。
2.21 泵的安装高度是指泵轴中心线与泵吸入液面的垂直距离，在工程实际计算时是指泵的基础顶面与泵吸入液面的垂直距离。
3 泵的分类和泵的管路系统3.1 泵的分类3.1.1 泵作用于液体的原理分类一般按泵作用于液体的原理分为动力式（叶片式）和容积式两大类，此外有喷射泵、电磁泵等。
1）动力式（叶片式）泵是由泵内的叶片在旋转时产生的离心力作用将液体吸入或压出。
2）容积式泵容积式泵是由泵内的活塞或转子在往复或旋转运动产生挤压力作用将液体吸入或压出。
3）喷射泵它是由工作介质为动力，它在泵内将位能传递给被抽送的介质，从而达到增压和输送的目的。
由于它无运转部件，结构简单，操作方便，广泛用于真空系统抽气。
石化装置常用泵的类型见表 3.1.1。
3.1.2 按泵的用途分类按泵的用途可分为进料泵、回流泵、塔底泵、循环泵、产品泵、注入泵、补给泵、冲洗泵、排污泵、燃料油泵、润滑油泵和封液泵等。
每种泵的特点和选用要求见表 3.1.2。
3.2 泵的管路系统3.2.1 泵的管路系统基本类型1）泵的管路系统基本类型：泵的吸入管路和排出管路。
2）在流量不变的情况下，泵的吸入管路和排出管路有管径不变；异径管；分支管三种情况。
3）任一台泵的管路系统是吸入管路和排出管路各种情况的任一组合。
3.2.2 泵的吸入管路系统1）泵的吸入管路分为吸入和灌注两种方式。
2）泵的吸入管路主要的附件有：换热器、过滤器、阀门、管件、缓冲罐（对往复泵）等。
3.2.3 泵的排出管路系统1）泵的排出管路分为吸入和灌注两种方式。
2）泵的排出管路上主要的附件有：换热器、炉子、分离器、阀门、控制阀、流量计、限流孔板、喷头、管件、缓冲罐（对往复泵）等。
3.2.4 泵的管路系统的压力降1）泵的管路系统的压力降组成a）管道及管件压力降b）设备进出口压力降c）控制阀压力降d）设备压力降e）流量计压力降f）限流孔板压力降等2）泵的管路系统的压力降控制a）泵的吸入管路和排出管路的单位管长压力降一般由计算而定，有的系统工程由于经济原因及操作要求，可作限定。
b）泵的吸入管路压力降一般控制在20mm液柱/（m管）内，当输送液体高于70℃或处于平衡状态时，应控制在6mm液柱/（m管）内。
c）泵的排出管路压力降随流量不同而控制范围不同，见下表：d）泵的管路压力降控制范围，在实际使用过程中应注意到流体性质、操作工况、安装位置及泵的类型不同，并根据安全和经济的原则来确定泵的吸入管和排出管的流速及允许压力降。
4 泵的系统特性计算4.1 泵的气蚀余量的说明4.1.1 泵的气蚀余量（NPSH）泵的气蚀余量（NPSH）国标上定义为泵的入口总压头加上相应的大气压力的水头减去相应于汽化压力的水头。
换句话说是泵的入口处（压力最低点）单位质量液体所具有的能量（静压能和动能）与输送液体的工作温度下的饱和蒸汽压之差。
它分为必需气蚀余量（NPSHr）和有效气蚀余量（NPSHa）。
4.1.2 泵的必需气蚀余量（NPSHr）对于给定的泵，为了保证泵正常运转而且不发生气蚀，泵的净吸入压头必须大于指定的最小值，这就是泵的必需气蚀余量（NPSHr），它与泵的类型和结构有关，并随泵的转速和流量变化，它通常由泵制造厂测定提供。
由于泵制造厂测定条件是按输送20℃时的清水，因此泵输送其它物料时，必须进行换算或校正。
4.1.3 泵的有效气蚀余量（NPSHa）泵的有效气蚀余量是由泵安装条件（设备、管线、管件等）所确定的气蚀余量。
通常根据泵的实际配管决定。
4.1.4 泵的必需气蚀余量与有效气蚀余量关系为了保证泵正常运转而且不发生气蚀，泵的有效气蚀余量（NPSHa）必须大于泵的必需气蚀余量（NPSHr）。
一般情况下泵的有效气蚀余量（NPSHa）必须大于泵的必需气蚀余量（NPSHr）0.3米：（NPSHa）＞0.3m+（NPSHr）；若输送的介质的温接近于该液体的沸点，则应该满足下列条件：（NPSHa）≥1.3（NPSHr）。
4.2 泵的气蚀余量计算4.2.1 必需气蚀余量NPSHr的计算和校正1）NPSHr的计算a）估算式应尽量采用泵制造厂给出的NPSHr，若无泵制造厂给出的NPSHr时，可按下式进行估算：式中：NPSHr ——泵必需的气蚀余量，（m液柱）；n ——泵的转速，（r/min）；V d——泵的设计流量，（m3/min）；S ——泵吸入比转速，(（m3/min）·（m）·（r）)。
a）简化式一般离心泵，不管比转速多大，吸入比转速S均可用1200，为此上式可简化为：b）特殊泵特殊设计的泵，如高速泵及NPSHa不能取得很大时，叶轮要进行特殊设计，其吸入比转速S实际可达到1500-1600，计算NPSHr时应考虑。
1）NPSHr的校正a）校正式当泵输送的介质不是20℃的清水时，应按下式进行校正：式中：NPSHrw ——泵输送20℃的清水必需气蚀余量，（m液柱）；Φ——相对于水必需的气蚀余量的修正系数；b）特殊物料液——输送牛顿型流体中的油、药液等粘性和腐蚀性液体；——非牛顿型流体的固体颗粒均匀分布于液体中的泥浆；——分布不均匀，但是流动可近似看成是牛顿型流体和非牛顿型流体的的简单组合而成的两相流：如纸浆液等。
这些特殊物料液与输送的清水相比，具有明显地不易引起气蚀的趋势，但是由于其热力学性质还未能完全掌握，Φ值难以确定，而且又小于1，为此输送这一类特殊物料液的泵NPSHr可以不校正，把它作为外加的安全因素。
c）非粘性液态烃输送非粘性液态烃时，可按图查出泵的NPSHr修正系数，参见图4.2.1 输送非粘性液态烃时泵的NPSHr修正图。
图 4.2.1 输送非粘性液态烃时泵的 NPSHr修正图可以根据输送温度下液态烃的相对密度与饱和蒸汽压查出Φ值，从而求出输送非粘性液态烃时泵的NPSHr。
当输送温度下液态烃的蒸汽压低于100kPa时，Φ值等于1。
4.2.2 泵的有效气蚀余量（NPSHa）的计算1）离心泵输入系统所提供的有效气蚀余量计算公式式中：NPSHa——泵输入系统所提供的有效气蚀余量，（m液柱）；P1——泵吸入侧的设备最低的正常工作压力，（kPa）；P v——泵入口处（断面S-S处）液体的饱和蒸汽压力，（kPa）。