資源描述:
《外輸泵并列運(yùn)行中的偏流問題分析與對策》由會員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、外輸泵并列運(yùn)行中的偏流問題分析與對策一、運(yùn)行現(xiàn)狀中心三號平臺位于埋島油田屮心區(qū)塊于是一座集油氣處理與外輸、變配電、污水處理與外輸、注水、海上牛產(chǎn)自動化監(jiān)控、生活保障等多功能于一體的大型綜合性海上平臺?,F(xiàn)有4臺原油外輸泵,位于生產(chǎn)平臺底層甲板,其中1#、2#、3#為雙級、單吸、軸向中開離心泵,額定排量為300m3/h,4#為雙螺桿混輸泵,額定排量為200m3/ho目前平臺全天外輸液量在17500m3左右(約730m3/h),出于節(jié)能考慮,平臺采用“2+1”的組合方式運(yùn)行,即2臺離心泵與1臺混輸泵組合運(yùn)行。生產(chǎn)運(yùn)行中我們發(fā)現(xiàn),1#、2#、3#離心泵中任意兩臺進(jìn)行組合并列運(yùn)行時(shí),在相同頻
2、率和泵壓的情況下,各自的運(yùn)行電流、功率、排量均存在較大差異,供液存在較嚴(yán)重的“偏流”現(xiàn)象。二、原因分析偏流現(xiàn)象,是指流體由匯管流經(jīng)分支管道時(shí),因分支管道內(nèi)部阻力不同,引起的管道內(nèi)流體流量不同的現(xiàn)象,管道內(nèi)部阻力越人,流經(jīng)的流量就越少,反之越多。偏流程度取決于管道的管徑差異及管道的布局,就中心三號平臺而言,4臺外輸泵進(jìn)出口管徑并無差異,因4#混輸泵的型號、額定排量等參數(shù)與其他離心泵不同,為方便問題的分析,本文將排除混輸泵的干擾因素和離心泵自身泵況因素,分析離心泵在靜態(tài)時(shí)管道布局對偏流的影響。(一)管道布局目前平臺來液經(jīng)兩臺分離緩沖罐出口進(jìn)入?yún)R管,通過3臺離心泵增壓后,出口匯管外輸至海
3、三聯(lián)合站,其管道布局如圖1所示。圖管道布局圖(Z型)圖2:管道布局圖(U型)(-)建立模型常規(guī)管道布局方式有對稱型、Z型(圖1)、U型(圖2),平臺采用的Z型布置,為了方便比較,我們建立兩種布局方式進(jìn)行對比分析(圖1和圖2)。假設(shè):進(jìn)口管匯截面積為弘,出口管匯截面積為Sb,介質(zhì)密度為P,1#至3#均為設(shè)計(jì)參數(shù)相同的離心泵,單位流量介質(zhì)從進(jìn)口匯管進(jìn)入,從出口匯管流出,通過計(jì)算點(diǎn)1至點(diǎn)6處的流體線速度Cf、質(zhì)量in、動能和位能,得出離心泵進(jìn)出口的位能差公式。(三)模型應(yīng)用平臺離心泵進(jìn)口管線通徑為12寸,出口管線通徑為10寸,設(shè)單位截面積為SO,S二nSO,則Sa二36S,Sb二25S,
4、代入表位能差計(jì)算公式后得到相關(guān)數(shù)據(jù)如表1所示:離心泵進(jìn)出口兩端的位能差直接影響介質(zhì)通過離心泵的流量,若離心泵在同種介質(zhì)下的阻力相等,則由于進(jìn)出口位能差不同,導(dǎo)致流量不同,位能差大的流量就大,反之則小,從而發(fā)生偏流現(xiàn)象。從表1可以看出,U型布置較Z型布置位能差較小,發(fā)生偏流的幅度較小。從現(xiàn)場實(shí)際應(yīng)用來看,2#離心泵與其他離心泵組合時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)抽空、氣蝕等現(xiàn)象,但泵效及排量也不及其他離心泵,與3臺離心泵進(jìn)出口管?采用Z型布置,導(dǎo)致2#離心泵位能差與其他離心泵相比偏小有密切關(guān)系。三、建議及對策(一)優(yōu)化布局從上述分析來看,外輸泵進(jìn)出口管線采用Z型布局是造成偏流現(xiàn)象的主要原因,為減小偏流,采
5、用完全對稱布局為最佳選擇,其次是釆用U型布局。由于受海上特殊環(huán)境及空間的限制,對現(xiàn)有流程布局進(jìn)行改造難度較大,在今后類似并列運(yùn)行的設(shè)備流程布局設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)盡可能地提前考慮不同的管線布局對偏流的影響。(-)改變管徑在現(xiàn)有管線布局的基礎(chǔ)上,可以考慮通過改變管線通徑,盡可能地消除位能差異的影響,針對2#離心泵而言,可以增大泵進(jìn)口管線通徑或減小泵出口管線通徑,以達(dá)到增大2#離心泵進(jìn)出口位能差的目的,從而減小偏流。(三)調(diào)控措施鑒于2#離心泵在與其他離心泵組合時(shí)發(fā)牛抽空、氣蝕現(xiàn)象(相同頻率情況下),一是通過頻率調(diào)控,適當(dāng)增大2#離心泵的頻率或降低其他離心泵的頻率;二是通過泵壓調(diào)控,適當(dāng)降低2#
6、離心泵的泵壓或增大其他離心泵的泵壓,使其排量、功率、電流等參數(shù)與其他離心泵基本一致,控制偏流效果十分明顯。四、結(jié)束語多臺設(shè)備并列運(yùn)行時(shí),管道布局不均,是造成偏流現(xiàn)象的主要原因,在管道布局設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)優(yōu)先考慮完全對稱布局或是U型布局,盡量避免Z型布局,在管道布局已經(jīng)確定的情況下,可以采用改變進(jìn)出口流程管徑的方式,盡可能地消除位能差異,己經(jīng)施工完成的管道布局和管徑,可以采用其他調(diào)控措施實(shí)現(xiàn)偏流的控制。