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大型輸油管線泵技術(shù)

文檔作者：高巍苑克文文檔來源：沈陽(yáng)鼓風(fēng)機(jī)集團(tuán)石化泵有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年09月26日
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油氣輸送專題
【擒要】隨著國(guó)家發(fā)展對(duì)能源需求的提高以及大型管道輸油泵國(guó)產(chǎn)化的必然趨勢(shì)，可變工況、
高入口壓力、高效率、低振動(dòng)、大流量以及大功率長(zhǎng)輸油管道輸油泵的國(guó)產(chǎn)化成為近年國(guó)內(nèi)泵制造業(yè)
自主創(chuàng)新的目標(biāo)。
【關(guān)鍵詞】輸油管線輸油泵高入口壓力大功率應(yīng)用國(guó)產(chǎn)化
沈陽(yáng)鼓風(fēng)機(jī)集團(tuán)石化泵有限公司(遼寧11 0869) 高巍苑克文
一．背景
目前，我國(guó)的原油管線已達(dá)
1．7萬km，成品油管線約1．2萬km。
“十二五”計(jì)劃提出加快西北、東
北、西南和海上進(jìn)口油氣戰(zhàn)略建
設(shè)，完善國(guó)內(nèi)油氣主干網(wǎng)，將建
設(shè)超過1萬km輸油管線，總投資約
2 200億元。2010年我國(guó)全年進(jìn)口
原油2．39億t，比2009年同期增長(zhǎng)
15．4％。原油管道建設(shè)主要圍繞進(jìn)
口俄羅斯原油、哈薩克斯坦原油、
緬甸原油進(jìn)行建設(shè)，新建的原油管
道約1萬km以上，成品油管道將在
1萬～1．5萬km以上。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展
和人民生活水平的提高，我國(guó)輸油
管線的大規(guī)模的建設(shè)仍會(huì)延續(xù)。
輸油管線上就需要用到輸油管
線泵。輸油管線用泵主要集中在以
下方面：國(guó)家戰(zhàn)略儲(chǔ)備庫(kù)到各個(gè)煉
油基地、進(jìn)口原油國(guó)內(nèi)段的管線，
油田與煉油公司間的管線，進(jìn)口原
油由港口到內(nèi)陸的煉油公司以及援
外項(xiàng)目和對(duì)外承包工程項(xiàng)目。國(guó)內(nèi)
22然熙然：Ⅲ年秈
一般80～400km設(shè)置一個(gè)泵站，每個(gè)泵站配置3～5臺(tái)管線泵。
我國(guó)的大型輸油管線泵，一直依賴進(jìn)口國(guó)外輸油管線泵產(chǎn)品，國(guó)外生
產(chǎn)廠家主要是德國(guó)魯爾、美國(guó)蘇爾壽、美國(guó)FL0wSERVE等。國(guó)內(nèi)在大型
管線泵的生產(chǎn)制造上基本是空白。近幾年，由于管線泵需求量不斷擴(kuò)大，
國(guó)內(nèi)泵廠紛紛進(jìn)入此領(lǐng)域。
二、國(guó)內(nèi)外技術(shù)差距
我國(guó)管線泵的生產(chǎn)制造比國(guó)外起步晚，且受鑄造及加工水平影響，生
產(chǎn)的泵使用壽命及可靠性相對(duì)較差，嚴(yán)重制約了其推廣應(yīng)用。
國(guó)內(nèi)外管線泵的結(jié)構(gòu)都是采用水平中開單級(jí)雙吸泵(API BBl)。國(guó)
產(chǎn)泵在泵水力模型的開發(fā)上都是借鑒國(guó)外的水力模型，在效率指標(biāo)上和國(guó)
外相比沒有太大有差別，以2 500kw級(jí)輸油泵為例，技術(shù)參數(shù)對(duì)比見下表。
2 500kW輸油泵技術(shù)參數(shù)表
但是，幽內(nèi)泵』‘生』“的輸油管線泵d＆種比較少，只仃少量的幾種，不
能完全滿足用戶不同參數(shù)的要求。目前沈陽(yáng)鼓風(fēng)機(jī)集團(tuán)石化泵有限公司正
在研制通過更換擴(kuò)壓段、葉輪及口環(huán)即可實(shí)現(xiàn)兩種工況參數(shù)的管線泵。
三、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求
輸油管線泵一般都安裝在位置偏僻、無水源、條件惡劣等地域。比如
中一緬管線是由緬甸向我國(guó)國(guó)內(nèi)輸送原油，境外管線超過1 300km，境內(nèi)管
i ；百島 磊圈
萬方數(shù)據(jù)
菇翻竺竺竺
線逾l 600km。中緬管線需經(jīng)過地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜的橫斷山脈，海拔在l 200～
2 500m。
由于地理環(huán)境無水源、海拔高、泵站位置偏僻等因素。對(duì)泵設(shè)備要求
具有良好的抗震性、耐高入口壓力、設(shè)備及配套系統(tǒng)簡(jiǎn)單便于檢修，大功
率自潤(rùn)滑型電動(dòng)機(jī)、泵有保溫伴熱系統(tǒng)。且要求管線泵組具有遠(yuǎn)程監(jiān)控等
特點(diǎn)，儀表一般配置溫度、振動(dòng)、壓力及泄漏等遠(yuǎn)傳裝置。
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求具體如下：
(1)耐高入口壓力機(jī)械密封承受壓力大于10MPa，要求密封的設(shè)計(jì)
壓力為15MPa。機(jī)械密封的沖洗方案采用API Plan31+65(見圖1)。
／
1 O 9
圖1機(jī)械密封方案
1．軸套2．非補(bǔ)償環(huán)3．補(bǔ)償環(huán)4．推環(huán)5．彈簧6．腔體
7驅(qū)動(dòng)環(huán)8．浮動(dòng)節(jié)流襯套9．O形圈10．支撐環(huán)
(2)有大功率自潤(rùn)滑軸承體由于環(huán)境無水源、泵站位置偏僻等因
素。需設(shè)計(jì)大功率自潤(rùn)滑軸承體，且沒有冷卻水提供。軸承自身的溫度上
升及潤(rùn)滑油的熱量傳遞都需靠軸承體自身散熱。
輸油泵驅(qū)動(dòng)側(cè)軸承體按大油池設(shè)計(jì)，非驅(qū)動(dòng)側(cè)軸承體除設(shè)計(jì)散熱片還
配備風(fēng)扇，如圖2、圖3所示。
圖2非驅(qū)動(dòng)側(cè)軸承部件圖3驅(qū)動(dòng)側(cè)軸承部件
為避免在低溫狀態(tài)下潤(rùn)滑油黏度增加影響潤(rùn)滑性能，在軸承體油池安
裝恒溫電加熱器，以保證潤(rùn)滑油系統(tǒng)正常工作。
對(duì)于無壓及無循環(huán)潤(rùn)滑系統(tǒng)，須裝配帶有可視液位指示的自動(dòng)注油
杯，注油杯應(yīng)能夠完全排空，且注油時(shí)不會(huì)產(chǎn)生任何泄漏。裝可拆卸油視
窗，帶防水、防塵呼吸罩。
軸承的使用壽命至少
30000h。
(3)軸承及聯(lián)軸器拆卸因現(xiàn)
場(chǎng)無加熱條件，為方便現(xiàn)場(chǎng)拆卸軸
承及聯(lián)軸器。設(shè)計(jì)時(shí)在軸上安裝軸
承及聯(lián)軸器位置處鉆充液壓油的孔
(見圖4)。
圖4泵軸頭聯(lián)軸器拆卸液壓孔
(4)保溫罩及伴熱帶
1)保溫層。材料：內(nèi)層為
lmm厚不銹白鋼板，外層為1mm
厚噴砂不銹白鋼板。保溫夾層為
50mm厚硬質(zhì)聚氨酯板，密度為
35～40kg／m3，熱導(dǎo)率為0．018～
O．024w／(m·K)，閉孔率在90％以
上，憎水性，防潮，不會(huì)因?yàn)槲?
而導(dǎo)致熱導(dǎo)率增加。使用溫度為一
100～80℃。另外，如聚氨酯在燃
燒時(shí)會(huì)在其泡沫表面形成積炭，有
阻燃作用。噴砂提高覆蓋層的附著
力，防腐能力，表面易清潔，外形
美觀。
保溫罩(見圖5)的結(jié)構(gòu)形式
要方便檢修時(shí)拆卸與組裝，經(jīng)常使
用的排污閥、放空閥應(yīng)方便操作。
Q
圖5保溫罩
2)電伴熱系統(tǒng)。對(duì)整個(gè)泵體
：Ⅲ糊期僦23 2叭4年第3期Ⅵww．e蜘x．com‘u
蘧
萬方數(shù)據(jù)
進(jìn)行保溫電伴熱；泵機(jī)械密封泄漏
管線和機(jī)械密封沖洗管線也配置相
應(yīng)的電伴熱，以防止密封倉(cāng)和泄漏
管路由于介質(zhì)凝固而使管路堵塞。
在泵的上、下殼體分別纏繞
電熱帶采用獨(dú)立回路(見圖6、圖
7)，以使打開泵蓋時(shí)不需解開電
熱帶，并設(shè)有溫度控制器，可調(diào)溫
度范圍為0～50℃；放空、排污和
密封泄漏管線等均采用獨(dú)立回路電
伴熱。
電熱帶選用鎧裝礦物絕緣加熱
線，表皮為不銹鋼，絕緣層為氧化
鎂絕緣材料，內(nèi)導(dǎo)電發(fā)熱體為合金
發(fā)熱絲，其特點(diǎn)是傳導(dǎo)熱系數(shù)大，
傳熱快，抗老化，抗高溫，耐腐
蝕，使用壽命長(zhǎng)，安全系數(shù)高。
!s罐勢(shì)礓豳重
圖6電伴熱帶結(jié)構(gòu)
1．發(fā)熱導(dǎo)線2耐高溫絕緣層3．銅屏蔽網(wǎng)
4．防機(jī)械及化學(xué)物損傷外絕緣層
在輸油泵泵體溫度低于10℃時(shí)
電伴熱控制系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)，當(dāng)輸油
泵保溫范圍高于15℃時(shí)電伴熱控制
系統(tǒng)自動(dòng)停J卜。
圖7殼體伴熱系統(tǒng)
(5)配必要的檢測(cè)儀表為
了保證泵的高可靠性，保證壽命30
年；保證15年不拆卸管線泵殼體，
管線泵組配有必要的檢測(cè)儀表(見
圖8)。
24黑嬲：Ⅲ糊期
油氣輸送專題
泵機(jī)組儀表控制設(shè)備主要由振動(dòng)檢測(cè)儀表、溫度檢測(cè)儀表、泵密封
泄漏檢測(cè)開關(guān)、儀表接線箱及儀表控制設(shè)備至儀表接線箱的控制電纜等
設(shè)施所組成，能實(shí)現(xiàn)就地檢測(cè)和遠(yuǎn)傳，測(cè)量值超高時(shí)能夠報(bào)警及聯(lián)鎖停
車。
1)每個(gè)泵軸承應(yīng)配備具有遠(yuǎn)傳功能和就地顯示的一體化溫度變送器
(三線制鉑電阻，輸出4～20mA信號(hào))。泵軸上應(yīng)設(shè)置振動(dòng)檢測(cè)變送器，輸出
4～20mA信號(hào)。
2)泵殼上應(yīng)設(shè)置具有遠(yuǎn)傳功能和就地顯示的一體化溫度變送器(三線
制鉑電阻，輸出4～20mA信號(hào))。
3)在機(jī)械密封的沖洗管路上的限流孔板兩側(cè)設(shè)置流量／差壓變送器，輸
出4～20mA信號(hào)，測(cè)量該管路的流量／壓力。
4)泵的每個(gè)密封系統(tǒng)都應(yīng)設(shè)置浮子式液位開關(guān)泄漏檢測(cè)裝置，輸出觸
點(diǎn)信號(hào)，觸點(diǎn)容量：DC24V、3A。
5)在泵的每個(gè)密封上都應(yīng)設(shè)置具有遠(yuǎn)傳功能的三線制鉑電阻
(Ptl00)傳感器及溫度變送器。
日目日日日日霸曰日
{曰}{ 早甲早甲早日甲早
O
l—U d 日日
bO_一目
圖8泵組儀表流程示意
由泵機(jī)組供貨商負(fù)責(zé)提供的泵機(jī)組本體上所有4～20mA模擬量信號(hào)配
置防浪涌保護(hù)功能，最大防浪涌能力不低于10kA，安全等級(jí)能滿足SIL2等
級(jí)的要求。
四、國(guó)產(chǎn)化的能力及意義
我國(guó)石化行業(yè)的發(fā)展過程中會(huì)需要多種多樣的裝備，而這些裝備，
尤其是重要裝備，不能全部依賴進(jìn)口，因?yàn)槿家蕾囘M(jìn)口的話，發(fā)展就會(huì)
受制于人。只有加強(qiáng)重大裝備國(guó)產(chǎn)化攻關(guān)，逐步縮短與國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的差
距，才能在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中掌握主動(dòng)的競(jìng)爭(zhēng)力，促進(jìn)我國(guó)石化行業(yè)發(fā)展。
從現(xiàn)狀看，我國(guó)泵制造企業(yè)具有技術(shù)創(chuàng)新的能力，從增強(qiáng)企業(yè)創(chuàng)新能
力出發(fā)，通過引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新，完全可以實(shí)現(xiàn)大型輸油管線泵的國(guó)產(chǎn)
化。對(duì)輸油管線泵產(chǎn)品進(jìn)行自主設(shè)計(jì)研發(fā)，在管線泵的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)上
有所突破，實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化的目標(biāo)，替代進(jìn)口產(chǎn)品，這樣不但可以提高企業(yè)持
續(xù)創(chuàng)新的能力和水平，而且培育了新興產(chǎn)業(yè)。GM
(收稿日期：2叭4／02／15)

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