孝强 徐秀枝 严建国
油气集输总厂孤岛原油库
摘要：排气是离心泵启动前的一个重要操作步骤。离心泵在放空、排气过程中，易发生油溅、污油进入油底壳，放空油损失过大。以新疆塔什输油管道某加油站为例，通过对该站生产运行情况的分析，得出排油导槽深度过浅、长度过长、排油管内有气泡是导致排油损失过大的主要原因。分析了国内外离心泵启动泵排气和排气的现状。根据离心泵的启动步骤及注意事项，结合油站的实际情况，提出了改进措施：增设三通漏斗，解决油底壳浅长造成的原油损失；将放空管线位置从离心泵侧移走泵至后部（移动长度约47cm），并与三通漏斗连接，以避免排气管中的气泡导致机油飞溅。结果表明，该方法能有效地减少离心泵启动前放空油的损失，使放空原油的单耗由79g降到0。改进措施简单、安全，能够满足现场的实际需要，对优化和提高离心泵的整体性能具有重要的现实意义。
关键词：油站；离心泵；放空；启动泵；飞溅；储油；损耗
离心泵作为输油管道系统的动力源[1]，在石油化工中得到了广泛的应用。在离心泵启动前的放空、排气过程中，经常发生飞溅现象。这不仅增加了操作人员的劳动强度，而且浪费能源，污染环境。近年来，国内外对离心泵排气进行了大量的研究，大多是安装排气装置或辅助设备对离心泵排气进行优化，但结合现场实际应用效果进行综合分析的很少。随着石油行业环保意识的增强和设备技术性能要求的不断提高[11-14]，将创新和环保理念融入离心泵的改进和发展中具有重要意义，对离心泵的改进和发展具有重要意义离心泵的整体性能，保证了油气管道的安全运行。
1 问题
以新疆塔什输油管道某站为例，该站隶属于a、B两个输油点。罐内出油在罐内沉淀，通过塔石管道外运（冬季采用先炉后泵的工艺）。外径273mm，设计压力6.4Mpa，设计产量85×104t/a，出油密度836kg/m3，凝点18℃。目前，油站配备有离心泵2台，扬程285m，排量250m3/h，轴功率261kw。
1.1放空系统初步设计的缺点
该加油站的离心泵于1998年投入使用。在泵通风系统的初步设计中存在许多问题。① 排污罐布置在泵周围。启动泵时打开放油阀，原油沿油底壳流动一整圈，使原油滞留在罐内，造成浪费；②放油阀过大，不会造成油溅，因此每次启动泵时放油阀的开度都较小，但如果放油管内出现气泡，则会引起油溅造成放空完全假象，造成泵底机械密封泄漏，损坏机械密封，造成巨大经济损失[17-18]；③泵底机械密封下，容器油应置于机械密封下，当容器内充满污油时人工将油倒入油底壳，工作效率低；④油底壳内的储油长期存放在站内，给油站的安全生产带来隐患；⑤泵启动放空时，飞溅的油与油底壳内的储油不符合环保要求。
1.2启泵原油损耗量较大
以2016年11月—2017年10月该输油站及其辖属两个交油点启泵频次（表1）为例，A、B两个交油点启泵较频繁，正常调令启泵在总启泵次数中所占比例较大，其中正常启泵占总启泵次数的98％。根据离心泵的操作规程，在离心泵启动之前，需要排出离心泵内多余的气体。随机抽取2016年12月—2017年3月该输油站数组启泵放空用时数据，得出启泵放空平均用时约为4.29min。
2 主要原因
为查明输油站离心泵启动前原油损失大的可能原因，采用头脑风暴法，组织有关人员根据现场实际情况分析原因，并绘制了相关图表。可以看出，泵启动放空系统操作不当、放空管线有气泡、集水坑深度浅、长度长等四个端部因素对泵启动前放空原油的损失影响很大。
2.1泵启动及放空系统操作不到位
根据“输油工”相关技能操作要求中规定的分数和时间[19]，对输油站的泵操作过程进行了现场实践考核。
站场操作人员合格率100%，启泵操作标准和熟练程度100%。不存在因运行原因造成放空原油损失过大的问题，因此这一因素不是重要因素。
2.2排气管内有气泡
通过对输油站离心泵启动前放空时间和原油飞溅量的统计，判断放空管线是否存在气泡，是否会影响原油飞溅量和时间。为了减少换油的影响，选择了同一批油进行试验。每台泵启动前用同一个电子计时器记录放空时间，每台泵启动前用同一规格清洁的取样容器收集飞溅的原油，然后用高精度电子衡器对原油进行称重。经过多次试验，得到了该站的放空时间和原油飞溅量。根据试验结果，泵的平均启动时间约为4.25分钟。此外，还验证了放空管线中气泡对放空时间和原油飞溅量的影响。2.3集水坑深度太浅。经测量，集水坑深度约25cm，放空管道底部弯头长度约15cm。当泵开始排气时，排气阀的开度保持在最小，油滴仍然飞溅。可以看出，如果油底壳深度过浅，启动泵时容易造成原油飞溅和较大损失。
2.4集水坑长度过长
根据测量，沿泵的集油槽长度约为3.4m，并测量了泵启动和排气四次后，集油槽中的储油量，分别为53g、66g、61G和72g。可以看出，如果集油槽的长度过长，每次泵启动排空后，集油槽底部都会存油，无法流入污水管道，造成原油流失和环境污染。
综上所述，造成离心泵启动前放空原油损失过大的主要原因有：1）放油池深度过浅，长度过长；2）放空管线内有气泡。
3 改进措施
根据离心泵的启动步骤，如果是热油泵，不允许打开排气阀排气，以防热油逸出自燃；如果有专门的排气管路和油箱，可以将空气和冷油排到排气管路。目前，离心泵排气的改进方法主要是安装排气装置或辅助设备。根据站场实际情况，安装三通漏斗安全、操作方便，可有效消除污油罐埋深过浅、长度过长造成的储油问题，减少原油损失。
另外，通过移动排气管的位置并与三通漏斗连接，可以有效避免排气管内的气泡。生产三通漏斗：废钢瓶，切割长度40cm，底部密封。选择与泵污水管直径一致的弯头，焊接在筒体底部。同时，测量底部机械密封的尺寸，确定污水管的位置，并根据测量结果在筒体上开孔。将排气管伸入三通漏斗的1/4处，用三个定位爪直接固定在三通漏口上方，然后将三通漏斗的另一端固定在排气管阀门处。连接点的密封处理：用防爆砂浆将三通漏斗底部与污水管的连接处、排气管连接阀上的螺钉密封。
4 结论和建议
（1） 塔石输油站离心泵放空系统改造后，泵的平均启动放空时间由4.25～4.29mi缩短为0.75min，放空原油单耗由79g降为0，无原油再次飞溅，实现了放空原油零损失石油。
（2） 改进后的方法具有操作简单、安装方便、性能稳定、安全可靠等优点，为离心泵排气系统的设计和改进提供了宝贵的现场经验。
（3） 采用改进后的放空系统，不仅减少了能源浪费和环境污染，而且缩短了废油处理时间，提高了工作效率，降低了劳动强度。
（4） 建议对存在类似问题的离心泵排气系统进行改进，以进一步提高其经济效益。
参考文献
[1]王银强,陈玉洁,严松林,卓剑,段永军,陈胜男,周建毅.输油站离心泵启泵前放空原油降低损耗的方法[J].油气储运,2020,39(09):1042-1046.
[2]张毅.离心泵产生振动过大的原因及解决措施[J].化工设计通讯,2019,45(09):108+129.
[3]张强,朱呈祥,夏正龙,赵恒毅,王晶.基于离心泵真空阈值的矿井排水系统控制策略研究[J].煤矿机械,2017,38(10):13-15.