外輸泵并列運行中的偏流問題分析與對策

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1、外輸泵并列運行中的偏流問題分析與對策一、運行現(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”的組合方式運行,即2臺離心泵與1臺混輸泵組合運行。生產(chǎn)運行中我們發(fā)現(xiàn)，1#、2#、3#離心泵中任意兩臺進行組合并列運行時，在相同頻

2、率和泵壓的情況下，各自的運行電流、功率、排量均存在較大差異，供液存在較嚴重的“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，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行對比分析（圖1和圖2）。假設：進口管匯截面積為弘，出口管匯截面積為Sb,介質密度為P,1#至3#均為設計參數(shù)相同的離心泵，單位流量介質從進口匯管進入，從出口匯管流出，通過計算點1至點6處的流體線速度Cf、質量in、動能和位能，得出離心泵進出口的位能差公式。（三）模型應用平臺離心泵進口管線通徑為12寸，出口管線通徑為10寸，設單位截面積為SO,S二nSO,則Sa二36S,Sb二25S,

4、代入表位能差計算公式后得到相關數(shù)據(jù)如表1所示：離心泵進出口兩端的位能差直接影響介質通過離心泵的流量，若離心泵在同種介質下的阻力相等，則由于進出口位能差不同，導致流量不同，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)場實際應用來看，2#離心泵與其他離心泵組合時經(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臺離心泵進出口管?采用Z型布置，導致2#離心泵位能差與其他離心泵相比偏小有密切關系。三、建議及對策（一）優(yōu)化布局從上述分析來看，外輸泵進出口管線采用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)有流程布局進行改造難度較大，在今后類似并列運行的設備流程布局設計時，應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，可以增大泵進口管線通徑或減小泵出口管線通徑，以達到增大2#離心泵進出口位能差的目的，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、結束語多臺設備并列運行時，管道布局不均，是造成偏流現(xiàn)象的主要原因,在管道布局設計時，應優(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)控措施實現(xiàn)偏流的控制。