CN111963444A - 入口增压系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种入口增压系统，离心泵出口处连接出口高压管，出口高压管与节流阀连接，节流阀另一端通过导流管连接到注压喷流器中，注压喷流器一端与入口低压管连接，另一端与混压装置连接，混压装置尾端与离心泵入口连接。本发明的系统结构简单，效率高，易维护，成本低，有效解决了离心泵在输送易气化介质时的气蚀问题、抽空问题以及其他由于低压导致的设备和工艺损坏等问题。
Description
技术领域
本发明属于离心泵设备技术领域，特别涉及一种用于离心泵的入口增压系统。
背景技术
长久以来，低压易气化流体介质的输送和高速高压液体的输送一直是造成流体设备损坏的主要问题之一，API610(美国石油协会)提供了一款输送易气化介质的离心泵解决方案，即用将低压易气化的介质先抽到一个与泵体密闭的筒袋中，让介质先在筒袋中沉积提升压力，然后再进入泵体中达到入口增压防止气化破坏的目的。美国石油协会给定的解决方案一直以来是世界离心泵行业的通用标杆，但是该方案导致泵安装及维护困难，泵成本高昂，事故率高。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种全新的入口增压系统，解决了离心泵在输送易气化介质时面临的气蚀问题、抽空问题以及其他由于低压导致的设备和工艺损坏等问题。
本发明采用的技术方案是：一种入口增压系统，离心泵出口处连接出口高压管，出口高压管与节流阀连接，节流阀另一端通过导流管连接到注压喷流器中，注压喷流器一端与入口低压管连接，另一端与混压装置连接，混压装置尾端与离心泵入口连接。
进一步优化，混压装置为靠近注压喷流器位置混压装置管路中安装的混压器和混压装置管路中靠近离心泵安装的稳流器，主要用于高压液体与低压液体的均匀混流稳压。
进一步优化，注压喷流器为双腔体结构，外环腔体侧壁有若干旋转喷口，高压液体经导流管流入注压喷流器的外环腔体中，通过旋转喷口进入内侧腔体，与入口低压管流入的低压液体混合通过混压器，达到高低压力混合均匀至稳压状态。内侧腔体内壁安装混压装置，所述混压装置为导向隔板、扩压板或定向平衡孔，主要用于调整低压液体的流动方向，达到与高压液体同角度混合。
进一步优化，混压器为导向隔板、扩压板或定向平衡孔。
进一步优化，稳流器为均匀分布若干通孔的稳流网或圆周外侧开有若干通孔的稳流板。
进一步优化，出口高压管与所述节流阀连接处安装有滤网或固液分离装置。
进一步优化，混压装置管壁外侧安装定向换热器。
进一步优化，入口低压管处留有前测量仪表接口，混压装置管路处留有后测量仪表接口，可以接多种压力检测仪表，用于就地显示或者远程监控。
本发明的有益效果是：本发明的系统结构简单，效率高，易维护，成本低，有效解决了离心泵在输送易气化介质时的气蚀问题、抽空问题以及其他由于低压导致的设备和工艺损坏等问题。
附图说明
图1为入口增压系统结构示意图；
图2为注压喷流器剖面结构示意图；
图3为稳流器结构示意图。
附图标记：1-离心泵 2-出口高压管 3-节流阀 4-导流管 5-入口低压管 6-定向换热器 7-混压器 8-注压喷流器 9-稳流器 10-前测量仪表接口 11-后测量仪表接口 12-滤网 81-外环腔体 82-旋转喷口 83-内环腔体
具体实施方式
本发明所述的入口增压系统主要解决离心泵1在输送易气化介质时面临的气蚀问题，抽空问题等以及其他由于低压导致的设备和工艺损坏，以及通过调节循环量保护泵组和实现定转速输出多种工况的作用。
最主要的特征是：通过将离心泵1出口的一部分高压液体导入到入口低压端，通过一系列限流、稳压、甚至降温等措施将高压液体与入口低压液体均匀混压达到提升泵吸入口压力的目的。下面将参考图1-图3详细说明本发明。
如图1所示，离心泵1出口处连接出口高压管2，出口高压管2通过管路与节流阀3连接，节流阀3另一端通过导流管4连接到注压喷流器8中，注压喷流器8为三通结构，上端与导流管4连接，左右两端一端与入口低压管5连接，另一端与混压器7管路连接，混压器7管路尾端与离心泵1入口连接。混压装置管路中靠近离心泵1安装有稳流器9，如图3所示，稳流器9为均匀分布若干通孔的稳流网或圆周外侧开有若干通孔的稳流板或其他形式，根据不同液体的稳流需求采用不同的稳流器9形式。
混压器7根据工况可采用导向隔板，扩压管，定向平衡孔等多种样式。如图1所示，本实施例的混压器7采用导向隔板样式，当高压液体沿着导流管4，进入注压喷流器8的外环腔体81中，高速高压液体因体积增大进一步降速增压，并转向90°后经旋转喷口82沿着管壁以一定的角度旋转进入内环腔体83中，与入口低压管5进来的低压液体同向混合后，经混压器7的导向隔板进一步导向混合高低压力进行稳压，然后经过稳流器9，稳流后以均压稳流状态进入到离心泵1的入口。其中，旋转角度根据不同的参数经过设计计算给定。
如图2所示，注压喷流器8为双腔体结构，外环腔体81侧壁有若干旋转喷口82，高压液体经导流管4流入注压喷流器8的外环腔体81中，通过旋转喷口82进入内环腔体83中，与入口低压管5流入的低压液体混合通过混压器7。旋转喷口82的方向与高压液体注入外环腔体81的方向呈90°，将从旋转喷口82喷出的高压液体的喷出方向转向90°，将高压液体的喷出方向改为与入口低压管5平行，即与通过入口低压管5进入的低压液体同向0角度。在每一个旋转喷口82位置都固定有一个经过计算角度的导向板，将高压液体的喷出方向调整为螺旋喷出，更有利于高压液体与低压液体的混流。当高低压液体属于较难混合液体类型时，在内环腔体83的内壁上增设低压液体混压导向板，通过设计导向板导向角度，使低压液体与从旋转喷口82喷出的高压液体的螺旋方向一致，达到更好的混流效果。除了使用导向板作为导向混压装置外，还可以根据液体类型的不同使用扩压板或定向平衡孔达到与导向板相同的效果。注压喷流器8，既不能导致大的管阻，也要保证高压液体能均匀的以最少的损失注入到低压液体中，保证高压液体与低压液体同向0角度缠绕混合，以减少高低压液流的冲击损失。
如图1所示，在出口高压管2与节流阀3连接处安装有滤网12，主要用于过滤离心泵1分流出的一部分高压液体，避免颗粒损坏本发明的入口增压装置。在混压装置管壁外侧安装定向换热器6，主要用于冷却高温的需要冷却的液体，或者加热低温的需要保温的液体。把冷却剂或者加热剂以与离心泵1入口流动方向逆流的方向，从定向换热器6的入口进入到定向换热器6的腔体中，均匀换热后，从定向换热器6的出口排出，以改善主管路里液体的温度，也可以本发明的装置前后端加测温仪表，以实时监控温度情况。本发明仅介绍其中一种换热形式，定向换热器6存在多种设计方案以适应不同的工况要求。
本发明的系统中预留前测量仪表接口10和后测量仪表接口11，可以接多种压力检测仪表，就地显示或者进行远程控制等，譬如压力表、压差表、压力传感器、压差传感器等，可以实时的将本发明的入口增压系统提升的压力就地显示或者远程传输到控制室中，当使用远传仪表时，也可以与节流阀3通过PLC或者DCS实现互锁，通过调节节流阀3实时调节注入流量以提升离心泵1入口压力。节流阀3还可以起到对泵机组进行保护的作用，当工艺工况需要泵组运行在不同的流量下，尤其是需要泵组在极小流量下运行的时候，可以通过调节节流阀3来调节泵组的回流量进而调节工艺工况需要的流量。这样泵既不会因为长期工作在小流量下导致机组损坏，也可以实现对不同工艺流量调节的需求。
工作时，通过本发明的系统对进入入口低压管5的低压液体进行增压，具体工作流程如下：
部分高压液体从离心泵1出口流入出口高压管2，然后通过节流阀3按照计算所需的流量，定量后，经导流管4，进入注压喷射器8的外环腔体81中并通过旋转喷口82以设定的特定角度注入到内环腔体83中，与从入口低压管5进入的低压液体混合，然后高压液体与低压液体，经过混压器7，以特定的旋转角或膨胀收缩角度，进行充分混合，然后混合后的液体再经过稳流器9后以高于入口的压力进入到离心泵1中，以起到提高泵入口压力的目的。对于需要冷却或者加热的液体，通过定向换热器6进行冷却或者加热。
Claims (9)
1.一种入口增压系统，其特征在于：离心泵(1)出口处连接出口高压管(2)，所述出口高压管(2)与节流阀(3)连接，所述节流阀(3)另一端通过导流管(4)连接到注压喷流器(8)中，所述注压喷流器(8)一端与入口低压管(5)连接，另一端与混压装置连接，混压装置尾端与离心泵(1)入口连接。
2.根据权利要求1所述入口增压系统，其特征在于：所述混压装置为靠近注压喷流器(8)位置混压装置管路中安装的混压器(7)和混压装置管路中靠近离心泵(1)安装的稳流器(9)。
3.根据权利要求2所述入口增压系统，其特征在于：所述注压喷流器(8)为双腔体结构，外环腔体(81)侧壁有若干旋转喷口(82)，高压液体经导流管(4)流入注压喷流器(8)的外环腔体(81)中，通过旋转喷口(82)进入内侧腔体(83)，与入口低压管(5)流入的低压液体混合通过混压器(7)达到高低压力混合均匀至稳压状态。
4.根据权利要求2所述入口增压系统，其特征在于：所述混压器(7)为导向隔板、扩压板或定向平衡孔。
5.根据权利要求2所述入口增压系统，其特征在于：所述稳流器(9)为均匀分布若干通孔的稳流网或圆周外侧开有若干通孔的稳流板。
6.根据权利要求3所述入口增压系统，其特征在于：所述内侧腔体(83)内壁安装混压装置，所述混压装置为导向隔板、扩压板或定向平衡孔。
7.根据权利要求1～6任意一项所述入口增压系统，其特征在于：所述出口高压管(2)与所述节流阀(3)连接处安装有滤网(12)或固液分离装置。
8.根据权利要求1～6任意一项所述入口增压系统，其特征在于：所述混压装置管壁外侧安装定向换热器(6)。
9.根据权利要求1～6任意一项所述入口增压系统，其特征在于：所述入口低压管(5)处留有前测量仪表接口(10)，混压装置管路处留有后测量仪表接口(11)。
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| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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