中韓石化某項目接力卸船技術剖析

曹宇，黃兆睿

（中交第二航務工程勘察設計院有限公司，武漢 430071）

1 引言

武漢乙烯自投產以來，市場銷售前景大好。為更好地滿足乙烯項目擴能及輕烴資源綜合利用水路運輸需要，中韓（武漢）石油化工有限公司擬在9#泊位下游新增一個5 000 t 級液體化工泊位（10#泊位），貨物吞吐量為7.0×105t/a，泊位形式為浮式碼頭。

10#泊位船運石腦油采用油船上卸船泵增壓后經下游管廊進入乙烯廠區，再經乙烯廠區5#管廊到石腦油罐組，全程距離長約11 km。目前，長江內石腦油運輸船自帶卸船泵的實際卸船流量100～220 m3/h，揚程60～90 m，其形式以螺桿泵為主，離心泵為輔。經核算，石腦油利用油船上卸船泵接卸時，卸船流量不能保證設計流量，卸船效率低，為保證碼頭卸船周轉率不降低，采用了接力卸船技術接卸石腦油。

2 接力泵的選型

2019 年7 月23 日至25 日，中韓（武漢）石油化工有限公司技術部組織了碼頭管理部門、設計單位等相關人員前往山東東營營口港中海油原油碼頭進行調研，調研的內容為中海油原油碼頭船泵卸原油采用接力泵的具體情況。

中海油營口港有限公司主要營運原油、成品油的儲存與轉運，其碼頭為50 000 t 級原油泊位，由于營口港岸線為泥質海岸，水深不滿足50 000 t 級油船靠泊，故原油泊位設置在距岸約16 km 的引橋末端，即碼頭距岸上罐區16 km。原油卸船線自碼頭至原油罐區，口徑為DN700 mm，因碼頭與罐區距離較遠，原油運輸船舶自帶貨油泵揚程不滿足現場實際要求，導致其碼頭卸船效率低。為提高卸船效率，該公司在距碼頭3 km處的引橋平臺上設置了接力泵站，對原油接卸進行無緩沖罐接力增壓，接卸流程關系示意如圖1 所示[1]。

圖1 原油碼頭、碼頭增壓站、原油罐區流程關系示意圖

2019 年7 月24 日，碼頭正在進行原油卸船，通過咨詢當班操作人員及觀察控制站監控流程圖，了解到原油卸船線共有4 臺接力泵和1 臺掃艙泵并聯，當日投用2 臺接力泵進行增壓接力，在接力泵未投用前，卸船泵流量在1 500 m3/h 左右，待流量穩定后，投用2 臺接力泵，待接力泵運行平穩時，原油卸船線上流量計顯示流量為2 541 m3/h（流量增加效果明顯），此時接力泵泵入口壓力為0.07 MPa，出口壓力為1.2 MPa，為確保后方管線運行平穩及避免原油進入罐區儲罐壓力過高而存在安全隱患，通過調節接力泵出口閥門（閘閥）開度的方法，將出口閥后壓力降到了0.60 MPa 以內，兩臺接力泵出口閥開度均為32%左右。

經溝通得知，營口港原油碼頭接力泵選用的是大連蘇爾壽生產的離心泵，單臺機泵流量為900 m3，泵揚程為230 m，現場接力泵進出口閥門均為電動閘閥，可遠程控制；泵進出口設有壓力表、溫度計，泵入口設有壓力低報警，當接力泵入口壓力低于0.01 MPa 時，報警裝置啟動，警示操作人員注意，避免接力泵抽空而前往現場關停機泵，現場未設置接力泵入口低壓力聯鎖停泵。

在現場與技術人員交流所了解，在接力泵投用初期，由于操作經驗的不足，經常發生接力泵抽空的情況，甚至發生過接力泵抽空造成機械密封泄漏事故。現場技術人員通過不斷摸索和積累經驗，現在能夠通過有效的操作使接力泵平穩運行，大大減少了泵抽空現象，相關經驗如下：

1）卸船初期及接近尾聲時，卸船線內的壓力、流量均不穩定，此時接力泵運行極易造成泵抽空。

2）卸船泵運行至卸船線內壓力及流量穩定后，開啟接力泵，再緩慢關閉接力泵處卸船線上的旁通閥，完成接力泵接力。

3）由于接力泵揚程過高，通過調節接力泵出口閥的開度，確保出口閥閥后壓力在0.60 MPa 以內，使克服必要壓損后的剩余壓頭滿足進罐要求。

4）接力泵選用離心泵是因為離心泵可以承受一定范圍內的憋壓。當管道輸送距離遠，在誤操作或快速關閉罐區閥門的情況下，極易發生水擊現象而造成安全事故，相比其他形式的機泵，離心泵能憋壓反而更有優勢。因接力泵應選用離心泵，必須在啟動前進行灌泵和排氣操作[2]。

結合調研中海油原油碼頭船泵卸原油采用接力泵的情況，且10#泊位工程石腦油接力卸船的現場工況與之極為相似，均通過油船自帶的船泵將油品輸送至接力泵入口，再通過接力泵增壓輸送至后方罐區，10#泊位距后方石腦油罐區的距離有11 km。根據長江內石腦油運輸船自帶卸船泵的實際情況，出于安全及間斷操作方面的考慮，本次10#泊位設置1 臺變頻石腦油卸船接力泵，形式為離心泵。

3 接力泵的安裝位置

10#泊位石腦油接力泵的安裝位置共有3 處可供選擇，各優缺點對比見表1。結合表1 對比情況，10#泊位工程接力泵的安裝位置首選在碼頭閥室平臺處，不僅利于機泵今后的檢維修的拆卸，而且對其安裝工程及調試工作的實施有了一定的便利性，更有利于對維修過程中，泵體及附屬管道內的油品污染有一定的防控保障性。

表1 接力泵安裝位置對比表

4 接力泵與船泵的流量匹配

內河里常見運輸成品油的船舶有3 000 t 級、5 000 t 級兩種，其配備的卸船泵有螺桿泵或離心泵，且排量有100～220 m3/h不等，針對此靠泊油船自帶卸船泵排量不恒定的情況，且在沒有石腦油緩沖罐作為接力泵入口物料供給渠道，卸船泵與接力泵串聯時，10#泊位石腦油接力泵采取了變頻的措施來應對，通過調節變頻器，使接力泵的驅動電機轉速得到增減，進而調節接力泵的流量與油船卸船泵的流量進行匹配[3]。

接力泵與油船自帶卸船泵流量不匹配，會出現兩種情況，具體詳見表2。

表2 流量匹配情況分析表

10#泊位石腦油接力泵與油船自帶卸船泵在流量的匹配上，一是通過設計選型進行了第一步的匹配，二是通過現場操作人員與油船卸船工作者之間的緊密配合完成了第二步的匹配，反復調節變頻電機的輸出功率，直至與驅動卸船泵的柴油機輸出功率相匹配，最終實現兩臺機泵的排量統一。

5 接力泵的啟動操作流程

接力泵的啟動涉及靠泊油船自帶卸船泵的運行工況、油船油艙內油品的高低液位、風浪的大小等因素，在10#泊位石腦油接力泵啟動前，總包項目部與建設單位相關調度部門、碼頭管理部門、技術部門等進行了充分的溝通對接，針對此次石腦油的啟動工作，做足了充分的準備工作。

碼頭靠泊的石腦油運輸船為5 000 t 級油船，其自帶卸船泵形式為離心泵，柴油機驅動，泵銘牌排量為360 m3/h?？坎?、系纜樁、輸油臂管口對接、導靜電、全線流程檢查確認無問題后，啟動油船卸船泵，排量從100 m3/h 開始輸送，穩定輸送1 h后，開啟閥室平臺接力泵入口管道閥門進行灌泵，待泵腔內氣體被操作人員排出后，啟動接力泵，調節變頻器旋鈕，從最小電流開始加大電流輸出，與此同時，緩慢開啟接力泵出口閥門，緩慢關閉接力泵入口與出口間的跨線閥。當排量到達100 m3/h時，通知油船上卸船人員增大卸船泵排量，同時，閥室平臺處的操作人員密切觀察流量計顯示的流量數據，電流表顯示的接力泵變頻器輸出電流數值、機泵的震動情況，反復操作調試多次后，當油船自帶卸船泵排量調節至最大204 m3/h 時，接力泵在同步完成變頻器輸出電流后，排量已到204 m3/h，泵出口壓力增加0.20 MPa，各項運行指標均滿足要求。當繼續加大變頻器輸出電流時，接力泵入口出現震動，即出現其入口抽空形成負壓的現象，隨即恢復流量為204 m3/h 時的電流設定，接力泵的啟動調試工作圓滿結束。

6 結論

內河浮式碼頭成品油卸船接力泵的設置，在沒有緩沖罐的情況下，采取卸船泵與接力泵串聯形式時，接力泵的使用功能能否發揮出來，兩臺泵的流量匹配極其關鍵，而內河成品油運輸船的船型并不統一，其自帶卸船泵的排量亦不盡一致，這給接力泵的選型、安裝位置的確定、流量的匹配、操作等帶來了很大的難度與不確定性。在確定卸船流量區間后，核算輸送距離所需接力泵的揚程，通過反復的論證，最后在試運行階段，分析前面所做的一系列工作，總結各個環節中遇到的或可能發生的問題，接力泵與油船自帶卸船泵在串聯的方式下，可以達到高效接力卸船的目的。