用葉輪切削的方法降低離心泵揚(yáng)程

摘 要：大慶油田化工集團(tuán)原穩(wěn)裝置穩(wěn)后原油泵原揚(yáng)程過(guò)高，采用切削的方法，對(duì)離心泵的葉輪進(jìn)行切削，將泵的流量、揚(yáng)程和功率降至合理值。切削投入使用后，各項(xiàng)性能指標(biāo)均能滿足系統(tǒng)運(yùn)行要求，同時(shí)，其運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性也進(jìn)一步提高。

關(guān)鍵詞：離心泵切削優(yōu)化經(jīng)濟(jì)性

中圖分類號(hào):Ｔ61文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1674-098X(2011)08(b)-0063-01

大慶油田化工集團(tuán)原穩(wěn)裝置于2004年建成投產(chǎn)，經(jīng)過(guò)這幾年的運(yùn)行中，發(fā)現(xiàn)原油穩(wěn)后泵的富余能頭較大，泵出口壓力遠(yuǎn)大于運(yùn)行所需壓力，出口節(jié)流較大，我們?cè)岢隽嗽黾幼冾l器的改造方案，但是，用變頻器也存在著一定的不足之處，一是投入比較大。二是還需對(duì)配電柜進(jìn)行改造。三是對(duì)電網(wǎng)本身的供電品質(zhì)存在著一定的影響。經(jīng)過(guò)計(jì)算比較，在保證穩(wěn)后泵在實(shí)際運(yùn)行中的參數(shù)符合工藝要求的前提下，采用切削葉輪的方法，將揚(yáng)程和流量調(diào)節(jié)至合理水平，從而優(yōu)化了離心泵的運(yùn)行性能，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能的目的。

1系統(tǒng)概況

原穩(wěn)裝置穩(wěn)后油需要通過(guò)采油一廠四礦的中七聯(lián)合站計(jì)量后外輸?shù)綎|油庫(kù)，輸送距離近8公里，采油一廠油田部提出回油需要1.5MPa的壓力損失，因此裝置在設(shè)計(jì)時(shí)，穩(wěn)后泵選型為離心泵，其型號(hào)為200AY-150X2A，其參數(shù)為流量310m3/h、揚(yáng)程250m，電機(jī)功率為315KW，電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)為2900轉(zhuǎn)/分鐘。但是在實(shí)際運(yùn)行時(shí)，泵的壓力損失主要集中在穩(wěn)后調(diào)節(jié)閥上，調(diào)節(jié)閥前壓力2.5MPa，經(jīng)調(diào)節(jié)閥節(jié)流后，入穩(wěn)后換熱器的壓力不超過(guò)0.5MPa，穩(wěn)后換熱器出口管線和出裝置管線相連接，出裝置壓力不超過(guò)0.3MPa。

2實(shí)施方案的確定

離心泵的基本構(gòu)造由六部分組成的分別是葉輪，泵體，泵軸，軸承，密封環(huán)，填料函。葉輪是離心泵的核心部分，葉輪的數(shù)據(jù)決定著泵的各項(xiàng)參數(shù)，葉輪室是泵的核心，也是流部件的核心。泵通過(guò)葉輪對(duì)液體的做功，使其能量增加，通過(guò)對(duì)葉輪切削能達(dá)到降低揚(yáng)程的目的。

2.1 根據(jù)揚(yáng)程計(jì)算切削量

穩(wěn)后泵葉輪原直徑為D1=340mm，在實(shí)際運(yùn)行中，穩(wěn)后泵出口通過(guò)穩(wěn)后調(diào)節(jié)閥節(jié)流后入穩(wěn)后換熱器，穩(wěn)后換熱器的入口壓力不超過(guò)0.6MPa，穩(wěn)后換熱器出口和原油出裝置管線相連接，壓力不超過(guò)0.4MPa，可以初步確定穩(wěn)后泵切削后的壓力為1.8MPa即可滿足運(yùn)行要求。

由切削定律：H1`/H1=(D1`/D1)2

其中D1=340mm；H1=250m;H1`=180m

得出：D1`=290mm

式中，H1為切削前的理論揚(yáng)程；H1`為切削后的理論揚(yáng)程；D1為穩(wěn)后泵切削前的葉輪直徑；D1`為穩(wěn)后泵切削后的葉輪直徑。

2.2 用流量驗(yàn)證

為了確保葉輪直徑切削后流量能夠滿足系統(tǒng)的需求，下面對(duì)流量進(jìn)行驗(yàn)證：

Q1`/Q1=(D1`/D1)2

其中Q1=310m3/h;D1=340mm;D1`=290mm

得出 Q1`=226m3/h

式中，Q1`為切削后的穩(wěn)后泵理論流量；Q1為切削前的穩(wěn)后泵理論流量。

考慮到油田進(jìn)入高含水后期，原油量逐年遞減的趨勢(shì)，可以按照原穩(wěn)裝置年處理量平均為190萬(wàn)噸/年計(jì)算，輕烴產(chǎn)量按12萬(wàn)噸/年、每年按運(yùn)行340天、穩(wěn)后原油密度按0.86計(jì)算，則所需的穩(wěn)后油的理論流量Qmin=（1900000-120000）÷340÷24÷0.86=254m3/h，顯然D1`=290mm不滿足流量要求，故只能通過(guò)滿足系統(tǒng)流量需求來(lái)確定最終的葉輪直徑。

2.3 根據(jù)系統(tǒng)所需流量確定切削量

根據(jù)系統(tǒng)所需要的最小理論流量為Qmin=254m3/h，可計(jì)算：

Qmin/Q1=(D2`/D1)2 其中Q1=310m3/h; Qmin=254m3/h ;D1=340mm

計(jì)算得：D2`=307.8mm

式中，D2`為切削后的葉輪直徑。

2.4 用揚(yáng)程驗(yàn)證

根據(jù)公式：H2`/H1=(D2`/D1)2

其中D1=340mm；H1=250m;D2`=307.8 mm

得出：H2`=204.8m

式中，H2`是切削后穩(wěn)后泵理論揚(yáng)程，可以滿足裝置正常運(yùn)行時(shí)的需要。因此，可以確定切削后的葉輪直徑為307.8mm。

3穩(wěn)后泵葉輪切削的實(shí)施及效果

根據(jù)計(jì)算結(jié)果，在2009年7月將穩(wěn)后原油泵葉輪上車床上進(jìn)行切削。切削后的最終直徑為310mm，比原來(lái)的葉輪直徑少30mm，切削率為（30/340）×100%=8.82%，安裝后運(yùn)行情況良好。

3.1 穩(wěn)后泵切削前后的運(yùn)行數(shù)據(jù)對(duì)比

由上表可以看出，切削后的穩(wěn)后原油泵能夠滿足運(yùn)行要求。

4經(jīng)濟(jì)效益分析

對(duì)于穩(wěn)后泵來(lái)說(shuō)，在葉輪切削前的實(shí)際平均運(yùn)行功率為276KW，切削后的實(shí)際平均運(yùn)行功率為217KW，全年按340天運(yùn)行，目前電費(fèi)為0.5714元/度，則年節(jié)電量為：

（276-217）×340×24×0.5714≈27.5萬(wàn)元/年

即年節(jié)約電費(fèi)27.5萬(wàn)元。

5結(jié)語(yǔ)

原油穩(wěn)后泵葉輪經(jīng)過(guò)切削后全年可節(jié)約電費(fèi)共27.5萬(wàn)元，同時(shí)裝置的穩(wěn)前泵也存在著此類問(wèn)題，準(zhǔn)備在下一步的工作中也進(jìn)行改造，由本文可以看出，在不影響原工藝操作的基礎(chǔ)上，采用葉輪切削是優(yōu)化離心泵運(yùn)行性能的有效手段，具有投入小、見(jiàn)效快的特點(diǎn)。

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