油氣集輸工藝中離心泵的選用及對(duì)質(zhì)量控制的影響分析

秦春紅 范宇 李艷麗

摘要：在油氣集輸工藝中，離心泵發(fā)揮著非常重要的作用，能夠保證生產(chǎn)的順利進(jìn)行。因此，技術(shù)人員在對(duì)離心泵進(jìn)行選擇的過(guò)程中，應(yīng)該從現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)需求出發(fā)，做好其流量、揚(yáng)程等參數(shù)的分析，明確其對(duì)于油氣集輸工藝質(zhì)量控制的影響。本文從離心泵選用對(duì)于質(zhì)量控制的影響出發(fā)，就其選用步驟進(jìn)行了分析和研究。

關(guān)鍵詞：油氣集輸工藝；離心泵；選用；質(zhì)量控制

前言：經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶動(dòng)下，社會(huì)對(duì)于石油、天然氣等化石能源的需求持續(xù)增長(zhǎng)，也因此帶動(dòng)了油氣集輸工藝的發(fā)展。在油氣集輸過(guò)程中，離心泵是核心設(shè)備之一，其運(yùn)行參數(shù)和性能會(huì)對(duì)油氣集輸?shù)馁|(zhì)量產(chǎn)生巨大影響。從保證油氣集輸效果的角度，技術(shù)人員應(yīng)該高度重視油氣集輸工藝中離心泵的選用。

1 離心泵選用對(duì)質(zhì)量控制的影響

油氣集輸簡(jiǎn)單來(lái)講，就是將分散油井生產(chǎn)的油氣產(chǎn)品集中在一起，經(jīng)過(guò)初步加工處理后，得到合格的石油和天然氣產(chǎn)品，并將其分別輸送到煉油廠和燃?xì)饨K端。油氣集輸是一個(gè)系統(tǒng)性的工藝過(guò)程，包含了油氣分離、油氣計(jì)量、原油脫水以及天然氣凈化等環(huán)節(jié)。在油氣集輸工藝中，離心泵能夠促進(jìn)石油與天然氣等伴生氣體的分離，實(shí)現(xiàn)分別輸送，發(fā)揮著相當(dāng)重要的作用，做好離心泵的選用工作，可以切實(shí)保證油氣集輸?shù)馁|(zhì)量，也能夠?qū)崿F(xiàn)油田的節(jié)能增效。

在對(duì)離心泵進(jìn)行選用的過(guò)程中，存在幾點(diǎn)要求，一是應(yīng)該能夠滿足油氣集輸生產(chǎn)工藝對(duì)于力量、揚(yáng)程等相關(guān)參數(shù)的要求；二是應(yīng)該充分保證油氣輸送的品質(zhì)；三是必須確保離心泵具備較好的吸入性能和潤(rùn)滑冷卻性能，其零部件的強(qiáng)度足夠且通用性好，為操作和維護(hù)提供便利。

2 油氣集輸工藝中離心泵的選用步驟

2.1明確基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

依照油氣集輸工藝的實(shí)際需求，對(duì)詳細(xì)地基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行明確，一是泵體安裝的位置數(shù)據(jù)，如溫度變化、海拔高度、連接裝置工況等；二是輸送介質(zhì)物理性質(zhì)，如粘度、密度、腐蝕性等；三是操作條件，包括操作溫度、輸入輸出罐壓力、管線直徑、輸送量等。

2.2確定流量揚(yáng)程

結(jié)合工藝設(shè)計(jì)中給出的油氣集輸生產(chǎn)所需的流量值（正常流量和最大值流量），在對(duì)離心泵進(jìn)行選擇的過(guò)程中，可以直接選擇最大流量，而如果工藝設(shè)計(jì)中只給出了正常流量，則應(yīng)該借助恰當(dāng)?shù)陌踩禂?shù)，對(duì)泵流量進(jìn)行估算。工藝設(shè)計(jì)中給出的最大所需揚(yáng)程可以直接利用，如果需要對(duì)揚(yáng)程進(jìn)行估算，則應(yīng)該先繪制出離心泵的立面流程圖，對(duì)離心泵在流程中的具體位置、標(biāo)高和距離進(jìn)行標(biāo)注，然后確定好管線的長(zhǎng)度以及各類配件的數(shù)量。考慮在實(shí)際運(yùn)行中可能出現(xiàn)的特殊情況，如處理量增大、阻力損失變化、管線安裝誤差等，在確定揚(yáng)程時(shí)還應(yīng)該充分考慮流動(dòng)損失，留出一定余量。

2.3選擇類型型號(hào)

離心泵的類型和型號(hào)會(huì)因?yàn)檩斔徒橘|(zhì)的不同而不同，在油氣集輸工藝中，脫水系統(tǒng)一般會(huì)選擇Y型泵、污水處理系統(tǒng)選擇BA型泵或者IS型泵，外輸油泵以DY和DK型泵最為常見。依照上一步驟確定好的流量和揚(yáng)程，對(duì)照相應(yīng)的離心泵性能規(guī)格表，可以對(duì)其型號(hào)進(jìn)行選擇，比較常見的選擇方法，是將流量和揚(yáng)程的具體數(shù)值在離心泵系列性能曲線型譜圖上標(biāo)繪出來(lái)，查看交點(diǎn)落在哪一個(gè)區(qū)域，對(duì)應(yīng)四邊形框內(nèi)就是待選的離心泵型號(hào)。

2.4相關(guān)功率計(jì)算

考慮離心泵在實(shí)際應(yīng)用中的效果，需要對(duì)離心泵和原動(dòng)機(jī)的功率進(jìn)行計(jì)算，以此來(lái)確保離心泵的正常使用，將其在油氣集輸中的作用切實(shí)發(fā)揮出來(lái)。具體來(lái)講，應(yīng)該結(jié)合輸送介質(zhì)的密度，之前確定的流量、揚(yáng)程以及離心泵效率等，就離心泵的有效功率、軸功率和原動(dòng)機(jī)功率進(jìn)行計(jì)算。

2.5吸入性能驗(yàn)證

依照離心泵樣本或者銘牌給出的允許汽蝕余量和允許吸入真空度，對(duì)工藝流程所允許的離心泵安裝高度、安裝位置進(jìn)行對(duì)比分析，確保所有機(jī)組都可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定運(yùn)行，避免出現(xiàn)不吸液或者汽蝕問(wèn)題。離心泵的吸入性能可以借助泵允許汽蝕余量或者允許吸入真空高度進(jìn)行表示，在進(jìn)行核算驗(yàn)證的過(guò)程中，需要借助相關(guān)公式實(shí)現(xiàn)。

一方面，可以利用允許汽蝕余量對(duì)離心泵的安裝高度進(jìn)行計(jì)算。允許汽蝕余量主要是液流從吸入罐經(jīng)過(guò)相應(yīng)的吸入管路進(jìn)入到離心泵吸入口后，依然具備的推動(dòng)和加速液體進(jìn)入流道，較液體氣化壓力更高的有效壓力。在對(duì)離心泵進(jìn)行選擇和使用的過(guò)程中，借助允許汽蝕余量，能夠準(zhǔn)確計(jì)算出其幾何安裝高度。

公式中， 和 分別比表示吸入罐液面壓力和吸入介質(zhì)飽和蒸氣壓，單位為m，γ表示液體重度，單位N/m3， 表示泵樣本給出的允許汽蝕余量，單位m， 表示吸入管路液體流動(dòng)損失，單位m。

另一方面，可以借助允許吸入高度，對(duì)離心泵的安裝高度進(jìn)行計(jì)算，相關(guān)計(jì)算公式為

其中存在

公式中， 表示離心泵吸入口的平均速度壓頭，單位m；Hs、Ha和Hv分別表示允許吸上真空高度、使用區(qū)域大氣壓以及輸送液體溫度下飽和蒸氣壓。

必須明確，離心泵的安裝高度是保證其正常運(yùn)行的關(guān)鍵，必須滿足相應(yīng)的校核條件，如果不滿足，在特定條件下，可以適當(dāng)增大吸入管徑，或者增大離心泵和罐體的標(biāo)高差，保證離心泵的正常運(yùn)行。

3 結(jié)語(yǔ)

總而言之，油氣集輸工藝中，需要做好離心泵的選用，從效率方面，在同時(shí)滿足使用需求的情況下，應(yīng)該優(yōu)先選擇單機(jī)泵。技術(shù)人員需要確定號(hào)離心泵的流量和揚(yáng)程，結(jié)合型譜圖或者相應(yīng)的系列特性曲線，對(duì)離心泵的類型及型號(hào)進(jìn)行明確，做好功率計(jì)算和吸入性能驗(yàn)證，確保離心泵的正常穩(wěn)定運(yùn)行。

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