吕星辰
华东管道设计研究院有限公司 江苏 徐州 221008
摘要：我国是一个原油资源丰富的国家，但是高质量的原油在运输过程中需要复杂的工艺处理手段，目前随着科技的发展以及政府的扶持和帮助，大部分的输油站都已经改用输油泵作为原油的输出工具，是原油管道运输工作的主要动力输出位置，一方面既要保证该部分的高效运行，同时更加应该注意做到安全运行，所以常常还会在设计之前在周围位置设置安全墙。
关键词：输油泵；管道振动；诊断
引言
在原油输油管道中离心式输油泵设备的运行效率决定着输油管道的输油效率，离心式输油泵具备体积大、能耗高等特点，在整个原油输油管道中是关键的设备之一。本文主要针对原油输油管道中的离心式输油泵从三个部分进行分析，第一部分，为了更好的明确原油输油管道中离心式输油泵的常见问题对离心式输油泵的构成进行了简要阐述，第二部分对离心式输油泵常见的故障和预防处理措施进行分析，主要从泵不排液、流量减少以及无法启动等方面展开研究。
1原油管道输送中输油泵的工作机理介绍
应用于原油开采传输的管道输油泵主要可以被分为三种类型，应用最为广泛的是齿轮式输油泵，因此下面将主要介绍该种输油泵的工作原理。首先该种类型输油泵能够输送原油的类型需要控制下粘度300C.s.t以下，常用的石油，柴油以及润滑油都是在该规格之下。此外在输送泵中液体的温度应该在70℃以下，外部油泵在工作过程中即使本身属于耐高温材料仍然需要将温度控制在200℃以下，因为输油泵内部安置了安全闸，当出现温度过载情况之后安全阀能够立刻起到相应的保护作用。齿轮安全泵可以分为骨架油封，机械密封以及填料密封三种不同模式，内部的零件包括了泵体，齿轮轴承以及轴端密封装置等，因为齿轮输油泵的轮端都已经进行了特殊处理，因此具备良好的机械使用性能。为了保证内部油泵的稳定性，在泵体内部安置四个轴承套，这些装置会根据泵体内压力的不断变化而调整自身的端面距离，使得齿轮油泵之间的压力实现有效平衡，控制内部的输出流量稳定。
2管道振动的因素
2.1间隙对出口压力的影响
出口压力关系到输油泵的输送能力。由式(3)和式(6)均可知，压差是影响径向泄漏量和功率损失的重要因素，然而压差与出口压力正相关，并呈现从出油口向进油口逐一递减现象。不同转速下压力随间隙的变化曲线。随着间隙的逐渐增大，出口压力逐渐减小，压力变化幅度逐渐降低，从间隙为0．5mm工况开始逐步趋于平稳状态，说明齿顶间隙与出口压力之间呈现反比例函数关系。主要原因在于，随着间隙的逐渐增大，摩擦功率损失减小，有效功率较高，出口压力较大。3种转速工况下，间隙0．4mm工况下的压力相较于间隙0．3mm时分别降低了24．07%，29.67%，32．01%。
2.2雷诺数对悬跨管道振动的影响
以静止管道绕流为初始流场，分别对雷诺数为80、90、92、100、120、140、160时的悬跨管道进行绕流情况分析。
根据旋涡脱落频率与管道固有频率的比值ft/fn、管道横向运动振幅与直径的比值A/D作为纵坐标可以看出，当雷诺数小于80时，管道横向运动振幅不明显旋涡脱落频率ft与管道固有频率fn还有很大差距，此阶段处于非锁定阶段；当雷诺数增大到90时，管道的运动幅度有明显增加，旋涡脱落频率开始接近管道固有频率，此阶段为过渡阶段；当雷诺数继续增大到92时，旋涡脱落频率逐渐增大并接近道固有频率，且旋涡脱落频率会锁定在管道固有频率上，并在一定雷诺数范围内始终等于或接近管道固有频率，此现象称之为锁定或同步，时管道运动振幅陡然增加，运动振幅之所以不会无限增大是因为有阻尼的存在，此阶段管道处于共振阶段，其运动振幅最大，涡激振动最为强烈；当雷诺数大于130时，旋涡脱落频率开始逐渐变大，此阶段脱离锁定阶段，进入解锁阶段；当雷诺数达到160时，管道会完全进入非锁定阶段，管道运动振幅会回到最初状态。
3输油泵进出口管道振动控制措施
3.1控制内部石油流量以及扬程
工作人员应该按照相关要求将输油泵的流量以及扬程控制在标准的规格范围之内，保证输油泵能够以较小的代价换取较高的运输效果，从而实现节能减排的工作目的。特别需要注意的一点输油泵的工作温度要求比较低，正常情况下应该被控制在25℃以下，特殊情况下的最高温度在80℃以下。如果维护人员发现输油泵工作一段时间后出现了局部的异常声音，此时应该立刻关闭整个系统并且检测问题的发生位置以及具体原因，关闭的步骤应该先关闭闸阀，然后关闭压力表最后闭合电机。
3.2压力降低
考虑离心式输油泵的压力降低故障原因与气浊余量不足、液体的密度和粘度、叶轮专职以及叶轮堵塞磨损和离心泵转速等方面有关。在处理气浊余量不足的问题时工作人员需降低吸入的高度，其他问题综合分析处理方法大致为，对离心式输油泵的物理性质以及各项参数进行全面的排查，对离心泵的叶轮装置进行排查，检查叶轮是否安装反了，结合离心泵的运转情况适当的调节离心泵的转速，定期的对叶轮进行维修、清理或更新。
3.3重点检测结合地点是否出现松动情况
最简单的方法就是亲自用手转动输油泵，检测是否能够灵活运动，然后往轴承内部添加特质润滑油，正常情况下润滑油的油位应该正好位于中心线上下位置，内部的润滑油应该定期更换。具体的更换步骤如下，首先拧开输油泵泵体内部的螺塞，开始灌注引水，然后将出水管口的安全阀以及压力表全部关闭，启动电机，检验是否能够照常工作。当输油泵运转一段时间没有出现任何状况之后，逐渐开放安全阀，并且查看电机的荷载力。
3.4调整输油泵的润滑油更换频率
新的输油泵在工作的最初30天中，应该按照每100个小时更换润滑油的原则进行养护，此后可以相应延长更换润滑油的更换时间。每一次的更换都需要调整填料压盖的位置，保证填料室能够形成滴漏的效果。在日后的使用中应该检测关键轴承部分的磨损情况，对于磨损较大的零件应该立刻予以更换。输油泵的养护工作根据季节条件的不同需要制定不同的工作方案，例如在比较寒冷的北方地区停止系统之后需要立刻将泵体下面的放水螺塞拧开，防止因为温度过度出现冻裂的情况。
结束语
综上所述，离心式输油泵的离心作用是其工作原理，在原油输油管道中离心泵是其重要的组成部分之一，为了提升能源的利用率就必须从设备设施的运行效率入手，本文所提出的离心泵故障大多为常见故障，所对应的故障处理措施都是结合实践经验和众多文献参考所总结出来的，最后本文主张定期的对离心式输油泵各个部件进行排查，确保灌泵标准满足离心泵的运行需求，是预防离心泵故障发生最为直接的途径，要想保证设备的输油效率，就必须重视设备设施的故障预防和故障处理。
结束语
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