石油化工泵设计与应用论文
摘要：作为海上石油开采当中必不可少的一项关键设备，石油化工泵的设计质量与使用性能直接影响海洋石油工程的顺利进行。尤其是在当前我国提出节能减排、绿色环保理念的背景下，石油化工泵也面临着节能改造的现实要求。因此，将结合海上石油用泵的技术要求，着重围绕海上石油化工泵的节能设计与具体应用进行简要分析研究。
关键词：海洋石油；石油用泵；节能设计；实际应用
通常由采油平台以及集输管道等共同构成的海洋石油工程中，根据其具体用泵情况，所需石油化工泵的种类也不尽相同，包括离心泵、海水提升泵、输油泵，等等。因此，在对石油化工泵进行设计和使用的过程中，需要充分结合具体使用情况以及技术要求，有效保障石油化工泵的应有效用得到充分发挥。本文将探究石油化工泵的设计与应用，以期在为相关研究人员提供必要参考的同时，可以给予海洋石油工程中石油化工泵的设计应用相应指导帮助。
1、海上石油用泵的技术要求分析
1.1使用国际通用规范
我国海上油田开发为能够顺利实现与国际市场接轨，要求使用的海上石油用泵必须统一使用国际通用标准，如美国石油学会API与ASME标准等，并统一参照ISO9001国际质量认证体系进行严格的质量认证后方可投入使用[1]。
1.2体积轻巧安全可靠
考虑到海上平台与陆地基地相距甚远，且空间位置比较有限，一方面需要石油用泵具有较长的检修期，一般其服役期至少为海上平台使用期；另一方面，也需要在保障石油用泵安全可靠的基础上，尽可能减小其体积和质量，方便后续操作人员的使用和运维，并达到控制成本的目的。
1.3高强度且需耐腐蚀
因海上石油用泵的使用特殊性，要求石油用泵需要具备较高的强度，尤其需要具备较强的耐海水腐蚀性。故而，眼下在海上石油用泵中多使用超低碳双相不锈钢等材料，而在节能减排、低碳环保的号召下，石油用泵也需要具备良好的节能性，以有效提高海上石油化工泵利用率。
2、海上石油化工泵的节能设计
2.1进出口节流
海上石油化工泵在实际应用过程中，一旦出口阀关小，将会极大增加管线系统损失，使流量大幅减少并直接影响其功率。因此，在设计海上石油化工泵时，可以选择使用出口节流技术，严格控制阀门开度，使其不超过50%。但此种方式并不适用于陡降扬程性能曲线的石油化工泵，且此类泵偶尔会出现气蚀、抽空等情况。如果存在多级泵，甚至有可能出现轴向力突变、损坏部分零部件等问题，因而并不建议采用出口节流方式。为此，本文认为在对海上石油化工泵进行节能设计时，对于大裕量串联运行的第二台泵进出口位置，可以运用进口节流方式，从而有效保障石油化工泵安全可靠的同时，达到节能降耗的技术效果。
2.2旁路调节
除此之外，在设计节能型海上石油化工泵时，还可以依照实际情况选择使用旁路调节的方式。也就是选择将旁路设置在海上石油化工泵出口管线位置处，使部分液体能够快速返回泵中或被吸入液罐当中。随后，海上石油化工泵工况点将向大流量以及低扬程进行转变，此时所需泵送量将低于实际海上石油化工泵的泵送量[2]。但值得注意的是，此种节能设计方式会适当增加功率消耗，液体在快速返回至泵进口处时容易产生一定的升温现象，因此，比较适用于旋涡泵的节能设计。与此同时，可以于泵出口管线位置处设置另一根管线用于旁路调节，使部分介质得以回流至吸液罐或泵进口位置处，从而有效防止液体升温过快或异常震动等情况。
2.3切割叶轮外径
针对海上石油工程中流量、扬程比实际需要量要大，即通常在3%～5%的情况下，在进行海上石油化工泵的节能设计时，本文建议采用切割叶轮外径的方式，用以对其流量、扬程以及功率进行相应控制。但在实际切割叶轮时，需要对其是否属于原型叶轮进行充分考虑。假如叶轮已经被切割过，则再次进行切割时需要格外关注切割量。对于导叶泵则可以适当车削叶轮叶片，避免叶轮外径同导叶内径之间产生过大间隙。在此基础上，倾斜车削导叶泵或双吸泵的叶片，也可以在一定程度上获取相对较稳定的曲线。在完成切割之后的叶轮叶片上，在保障叶尖厚度为2mm下可以在消尖叶片非工作面适当将出口宽度放大，进而有效达到提升海上石油化工泵工作效率和运行质量的目的。
3、节能型海上石油化工泵的实际应用
3.1多级离心泵
以运用在海洋石油工程中的100AYGII67×10D多级离心泵这一输油泵为例，此种设置的目的在于向热炉输入原油后再进行外输，从而有效保护整个输油路线。通过利用铜鼓有效控制管路阀门，即可实时监控压力差及流量信号，实现PID调理器与各项相关信息的同步，此时系统能够彻底控制电源频率以及输出信号，判断海上石油化工泵流量是否稳定。当前，海上石油化工泵节能设计技术不断发展，已经出现了许多支持变频调速的节能型海上石油化工泵，利用此类节能设备，一方面可以实现对石油用泵流量以及电量损耗的有效控制，最大程度地实现海上石油化工泵的静音工作；另一方面，通过变频器的精准调节，可以使海上石油化工泵的.工作更平稳。因而，通过实际运用采用变频调速节能技术的多级离心泵，可以在有效优化用泵工作模式的同时真正实现节能降耗[3]。
3.2输油泵应用
通过参考当前海洋石油工程，在其平稳工作中输油泵的使用意义重大。鉴于输油泵长期处于不间断运转状态，因此，耗电量巨大。为能够有效保障输油泵的正常运行，同时对其耗电量进行实时控制，部分企业开始尝试运用经过变频优化技术改造的输油泵，一方面此类泵在设计过程中选择使用具有较高强度和耐海水腐蚀性能的新型材料，其抗海水点蚀当量为Cr%+3.3Mo%+16N%≥35，通过将泵以及各项相关配套设备如密封系统等统一安装在同一底盘上，达到便于在海上平台直接安装和使用的目的。另一方面，在多段调速变频技术的运用下，系统可以更精准地调节和控制输油泵，彻底改善前期系统对输油泵控制存在滞后的问题，在自动搜集整理和分析利用石油化工泵工艺条件信息的前提下，智能控制化工泵开度、耗电量等，以此达到海上石油化工泵节能降耗的效果。
4、结语
随着我国海洋石油工程对海上石油化工泵使用性能要求的不断提高，需要技术人员切实结合实际情况，采用进出口节流、变频调节、旁路调节等多种技术手段实现对海上石油化工泵的节能设计。积极将融入现代化和智能化科学技术的海上石油化工泵运用在石油化工领域中，从而可以有效保障海上石油化工泵实现长时间安全可靠运行，并降低能源消耗，达到节能与控制成本的目的，从而有效促进我国海洋石油工程的可持续发展。
参考文献
[1]刘英.从化工用泵需求方面谈化工泵的发展[J].石化技术，2016，23（12）：287-288.
[2]田海龙.化工泵的维护与技术改造策略分析[J].内蒙古煤炭经济，2017，（8）：44-45.
[3]何立根.石油化工泵的节能技术浅析[J].中国设备工程，2017，（7）：86-87.
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