新型原油外输泵在海上平台集输系统中的实施与应用
176
完成单位:中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司海洋采油厂
登记编号:-
登记年份:2021
发布时间:2021-06-25
成果主要完成人
关春辉、杨宝山、金健民、马 越、初恒魁、陈安坤、张树龙、张家卫
项目概况
海洋采油厂针对原油外输泵存在问题,提出采用“新型原油外输泵”代替原有“原油外输泵”建议,即采用通过蜗壳流道的重新设计及各级流道的合理布局,将转子承受的径向力降至最低,使止推轴承和径向轴承能够工作在相对低并且稳定的载荷环境下,止推轴承和径向轴承温升小,轴承箱内润滑油温度低,润滑冷却效果良好,形成良性循环,轴承运行可靠且寿命有保障。较小的轴向和径向载荷也降低了机组整体的振动和噪声,提高机组运转的可靠性。另外,轴承载荷降低同时降低了轴承消耗的功率,提高了机组的运行效率,降低了泵站运行成本。通过转子及流道的合理设计、临界转速的精确计算和校核以及要求等措施,使得转子运转稳定,振动小,同时避免了因供液中含沙对泵体的影响,保证了泵的可靠性和运行稳定性。
泵的吸入口及排出口设在泵体两侧面, 这种设计使转动部件的分解更加简便。 压水室蜗壳采用 180 °对称结构以平衡径向力, 蜗壳材料为铸钢。叶轮为闭式结构,设有耐磨环防止磨损。
首级叶轮吸入室采用半螺旋形吸入室。由于液体流进吸入室断面的同时,有一部分液体进入叶轮,从吸入室进口到0断面是从大到小逐渐变化,外壁采用螺旋形,从而能保证在叶轮进口得到均匀的速度场,减小损失,提高效率。
过渡流道全采用双流道过渡方式,该过渡方式适用于大流量泵,具有结构紧凑,径向力平衡,效率高等优点。在过渡流道中由于流体流速快,转弯半径小,极易形成漩涡。通过在过渡流道吸入室中部设计隔舌后,通过模拟对比,加隔舌后流体流动明显稳定,效率也有提高。
首级叶轮不平衡质量M=0.08g,次级叶轮不平衡质量M=0.06g,消除了由于转子不平衡引起转子振动的可能性,可以最大程度的减小泵运行时的振动及噪音。首级采用双吸,优化叶轮叶片前缘轮廓(可降低压力峰值和负荷)等措施使得必须汽蚀余量NPSHr降低到3米以下,使新型外输泵获得了良好的抗汽蚀性能。
新型外输泵于2018年12月安装投产,运转正常、自控远传系统检测灵敏准确,机组运转状态稳定,各项参数正常,温度、噪声、振动等处于正常范围。目前采取一用三备运行状态,随着分水的提高,日外输液量在8100m3/d左右,前后轴承体测得的垂直、水平、轴向的振动均为0.5-1.2mm/s之间,良好的振动能够保持机组运行平稳,削减因振动导致工艺流程法兰的松动和泄漏产生的安全环保隐患,确保了轴承、机械密封良好的寿命周期,使设备本质安全性、可靠性提高。通过检测效率提升16.82%,单耗下降0.56kWh/m3,年可节能334.4*104 kWh,累计节约电费438.6万元人民币。