什么是偏心异径管?偏心异径管安装标准

近期,笔者在一家化工企业进行安全审计时,发现一个有趣的现象,如图1所示,在该企业的动力中心,数台循环水冷却泵(离心泵)入口偏心异径管安装方式不一致,有的平面在上,有的平面在下,到底此处应该如何安装呢,是否有相关标准规范,各位稍安勿躁,且听我慢慢道来。

什么是偏心异径管?偏心异径管安装标准

一、偏心异径管的概念

要了解偏心异径管的安装要求,首先让我们来了解下什么是偏心异径管。所谓异径管,通俗的讲就是大小头的管径(一头大、一头小),其作用就是连接两个不同规格的管道,起变径的作用,既可以将大管道变为小管道,也可以将小管道变为大管道。例如,假设此处循环水管线尺寸为DN300,但泵入口法兰尺寸为DN150,那就要通过异径管进行过渡。异径管包括偏心异径管和同心异径管,二者主要区别在于是否“同心”(大小头圆心是否在一条线上),通过图2我们能清楚的了解二者的区别。

什么是偏心异径管?偏心异径管安装标准

再来看看实物图,如图3,区别很明显,一眼就能区分出来。对于同心异径管,一般用于泵的出口,因为同心的原因,安装没有什么讲究,今天主要分析偏心异径管的安装要求。

什么是偏心异径管?偏心异径管安装标准

二、偏心异径管安装标准规范

说到偏心异径管安装规范,首先想到的便是消防水泵的安装规范,在《消防给水及消火栓系统技术规范》(GB 50974-2014)第12.3.2条第7款中明确规定:消防水泵吸水管水平管段上不应有气囊和漏气现象。变径连接时,应采用偏心异径管件并应采用管顶平接。该条款明确了消防水泵入口变径连接时,应采用管顶平接的偏心异径管进行连接,并且说明了采用该种连接方式的原因——为消除气囊。在规范的解释说明中,也给出了正确的安装示意图:

什么是偏心异径管?偏心异径管安装标准

那么问题来了,除了消防水泵,其他离心泵是否有相应的规定呢?继续查找标准规范…..

在《工业金属管道设计规范(2008)版》(GB 50316-2000)第8.1.14.3条:离心泵入口处水平的偏心异径管一般采用顶平布置,但在异径管与向上弯的弯头直接连接的情况下,可采用底平布置。异径管应靠近泵入口。该标准给出了偏心异径管底平布置的一种情形,既当异径管与像上弯的弯头直接连接时,可以底平布置,如图5:

什么是偏心异径管?偏心异径管安装标准

再来看看《石油化工金属管道布置设计规范》(SH/T3012-2011 ),该标准在《工业金属管道设计规范》的基础之上对偏心异径管的安装进行了进一步细化。在该标准第5.8.3中规定:对于水平吸入的离心泵,当进口管有变径时,偏心异径管与泵的进口间宜设置一段直管段。当管道从下向上进泵时,应采用顶平安装;当管道从上向下进泵时,宜采用顶平安装,并在低点设置放净;但输送含有固体介质或浆液时,水平管段上偏心异径管应底平安装。

除此之外,在《化工管路设计手册》中也有相似的规定,在《手册》第2.4.3泵的设计配管第(3)条中规定:吸入管道的直径不应小于泵的吸入口。当泵的吸入口为水平方向时,吸入管应配置偏心异径管;当吸入管从上而下进泵时,宜选择底平异径管;当吸入管从下而上进泵时,宜选择顶平异径管;当吸入口为垂直方向时,可配置同心异径管;当泵出、入口皆为垂直方向时,应校核泵出入口间距是否大于异径管后的管间距,否则宜采用偏心异径管,平端面对面。

三、原理分析

对于偏心异径管,之所以有顶平安装和底平安装之分,其实质是为了避免形成气袋和液袋。管道在设计和安装时,在管线的最高点弯管处气体排不净就形成气袋,在管线最低点弯管处液体排不净就形成液袋。对于偏心异径管,如果采用底平安装,那么在偏心异径管的斜边顶端就容易形成气袋(气比水轻,上飘至高点聚集),如果顶平安装,则斜边在下,就会在最低点形成液袋(尤其输送气体,气体中的水分会在低点聚集)。无论是气袋还是液袋,都不利于流体的输送,尤其是气袋,如果气体进入离心泵,会发生气蚀,损坏机泵。因此,关于偏心异径管的安装还要考虑介质的影响,对于液体,为了避免气袋,一般采用顶平安装(尤其是液体自下而上);对于输送含水气体,建议底平安装;对于输送固体介质或浆液时,当吸入速度低于其杂质沉降速度时,应底平安装。如果实在无法避免,应考虑设置高点排气和低点放净装置。

在回过头来看看该企业循环水泵入口偏心异径管的设置问题,经交流,循环冷却水是自下而上经过一段直管,变径后进入循环水泵,因此建议企业选择合适时机将偏心异径管改为顶平安装,并且最好在变径管和泵之间设置一段直管段,避免形成气袋,对泵造成气蚀损坏。

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