油田螺桿泵與離心泵比較:相對(duì)優(yōu)點(diǎn)主要以下:
1、容積效率高:越是高壓力、介質(zhì)高粘度的情況下,螺桿泵越能發(fā)揮其容積效率優(yōu)勢(shì),其主要表現(xiàn)就是在同等情況下,他的軸功率低,相對(duì)節(jié)能;
2、無(wú)噪音,無(wú)脈動(dòng):因?yàn)殡x心泵輸送介質(zhì)在輸入是靠的虹吸原理而輸出是靠旋轉(zhuǎn)離心力講介質(zhì)勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,而螺桿泵是輸入依靠的真空原理而輸出實(shí)際上是機(jī)械擠壓,因此在工作時(shí)無(wú)脈動(dòng),且噪音低,正常情況下螺桿泵的噪音都小于同事工作的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的噪音;
3、螺桿泵中的單螺桿泵可以實(shí)現(xiàn)輸送顆粒或較復(fù)雜的介質(zhì),比如污泥,面粉團(tuán),油墨等,這些是離心泵不太好做到的;
4、螺桿泵中的雙螺桿泵可以實(shí)現(xiàn)油、汽、水多項(xiàng)混輸,在油田中可以作為多項(xiàng)混輸泵,在船舶儲(chǔ)運(yùn)中可以作為裝卸船或者掃倉(cāng)泵
一.問(wèn)題現(xiàn)場(chǎng):由于油田原油產(chǎn)量的自然遞減,某油田3號(hào)聯(lián)合站原有離心泵額定參數(shù)與實(shí)際工況不相符.造成離心泵工作效率低下.能源浪費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重。提出了用雙螺桿泵代替離心泵的按術(shù)改造方案,經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)及應(yīng)用.取得了良好的節(jié)能效果。該油田3號(hào)聯(lián)合站投產(chǎn)于1992年,設(shè)計(jì)處理和外輸原油1.5×1061,原油外輸泵設(shè)計(jì)使用3臺(tái)200SY-150型離心泵,額定排量為280 m³,額定揚(yáng)程150 m.電機(jī)功率160 kW,外輸管線(xiàn)為325×7×3.5 km。由于3號(hào)聯(lián)合站實(shí)際原油處理量?jī)H為7×105t,管線(xiàn)運(yùn)行壓力只有0.6 MPa,因此外輸泵的排量依靠控制離心泵出口閥門(mén)的開(kāi)啟度來(lái)調(diào)節(jié),節(jié)流損失較大。后于1998年將2臺(tái)原油外輸泵改為8Sh-6型雙吸離心泵.額定排量為234 m3/h,額定揚(yáng)程93.4 m.電機(jī)功率110 kW,并安裝變頻器。在隨后的使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn),其存在的主要問(wèn)題是在冬季因輸油溫度低,造成外輸干壓高,泵效低,噪音大,日常維護(hù)工作量增大,工人勞動(dòng)強(qiáng)度大。
二、螺桿泵分析:通過(guò)對(duì)離心泵、柱塞泵、齒輪泵、螺桿泵等多種類(lèi)型泵參數(shù)與特點(diǎn)的對(duì)比分析.認(rèn)為雙螺桿泵與其他泵相比具有以下特點(diǎn):①流量均勻、脈動(dòng)率小,根據(jù)螺桿泵的工作原理,當(dāng)螺桿旋轉(zhuǎn)時(shí),螺紋做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。而且是連續(xù)不斷的,各瞬時(shí)排出量是相同的,比齒輪泵、柱塞泵的流量均勻;(參螺桿受力情況好,主動(dòng)螺桿只受扭力矩,不受徑向力,且軸向力很小,而從動(dòng)螺桿只受側(cè)面徑向力,不受扭力矩作用,雖然做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng).但無(wú)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的零件,零件受力良好,具有泵的使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn);③運(yùn)動(dòng)平穩(wěn),噪音小且輸送液體不受攪拌作用,螺桿凹槽空間較大,輸送含雜質(zhì)顆粒液體時(shí)螺桿不易卡??;④具有良好的自吸能力.由于其螺紋密封性好,可以輸送氣體.所以啟動(dòng)時(shí)不需要灌泵而且可用作氣液混相輸送。
三、解決方案: 因此.提出采用雙螺桿泵替代原來(lái)的8SH-6型原油外輸離心泵的技術(shù)改造方案.并進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用試驗(yàn)。
雙螺桿泵的工作原理主要參數(shù):雙螺桿泵的螺旋型面由擺線(xiàn)與漸開(kāi)線(xiàn)共同組成.其中擺線(xiàn)起密封作用,漸開(kāi)線(xiàn)起傳動(dòng)作用。主動(dòng)螺桿與從動(dòng)螺桿的嚙合是線(xiàn)接觸,沿軸線(xiàn)形成了一串連續(xù)的密封腔,嚙合精度高,當(dāng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)主動(dòng)螺桿與從動(dòng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),介質(zhì)被平穩(wěn)地、無(wú)脈動(dòng)地沿軸向從一個(gè)密封腔推向另一個(gè)密封腔,從進(jìn)口移向出口.從而實(shí)現(xiàn)輸送目的。 該雙螺桿泵的主要技術(shù)參數(shù)如下:工作壓力1.0MPa:排量106m3/h;粘度224cSt;配備功率55 kW o泵轉(zhuǎn)速1450 r/min;汽蝕余量3.2m。
四、分析對(duì)比
離心泵與雙螺桿泵運(yùn)行測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)比可以看出,相同工作電壓、工作頻率時(shí),雙螺桿泵的工作排量平均比8SH-6型離心泵的排量大32%,實(shí)際運(yùn)行電流平均為8SH-6型離心泵運(yùn)行電流的57%,其輸油單耗平均僅為8SH-6型離心泵輸油單耗的42%。而且從測(cè)試數(shù)據(jù)中可以看出,隨著工作頻率的降低,雙螺桿泵的輸油單耗下降9.8%,而離心泵的輸油單耗則上升33.7%,其主要原因在于隨著泵轉(zhuǎn)速的降低,雙螺桿泵的螺桿與液體的摩擦損失急劇下降,而離心泵則因?yàn)檫h(yuǎn)離設(shè)計(jì)的額定流量,液體的液流角與葉片人口角不一樣,沖擊損失急劇增加,使離心泵遠(yuǎn)離區(qū)的相似工況點(diǎn)運(yùn)行。在排量相同的情況下,雙螺桿泵輸油單耗僅為離心泵輸油單耗的47.1%。以上數(shù)據(jù)表明,雙螺桿泵在各種轉(zhuǎn)速下,輸油單耗變化幅度較小,而離心泵的輸油單耗則變化幅度較大。
五、雙螺桿泵使用效果綜合評(píng)價(jià):
1.節(jié)能效果好
在相同工況下,雙螺桿泵與8SH-6型離心泵相比,具有噪音小、輸油單耗低、日常維護(hù)工作量小等優(yōu)點(diǎn)。輸油單耗與技術(shù)改造前相比降低了47.1%,綜合節(jié)電率達(dá)到25-8%,輸油泵機(jī)組運(yùn)行效率達(dá)到53.8%,年直接經(jīng)濟(jì)效益達(dá)10萬(wàn)余元。
2. 配件質(zhì)量與泵組裝質(zhì)量較好
該雙螺桿泵的軸封采用了機(jī)械密封,配件產(chǎn)品質(zhì)量和泵組裝質(zhì)量較好,自使用以來(lái),其泄漏量一直被控制在規(guī)定范圍內(nèi)。日常維護(hù)工作量小,既減少了日常維護(hù)費(fèi)用,又減輕了職工日常設(shè)備管理的勞動(dòng)強(qiáng)度。
3.推廣應(yīng)用拓展方便
該雙螺桿泵是按照“自潤(rùn)滑加冷卻水”的方式進(jìn)行泵體的冷卻潤(rùn)滑的,同時(shí),考慮在無(wú)冷卻水源環(huán)境下的使用,可改用“強(qiáng)制潤(rùn)滑冷卻"的方式(目前孤東油田三號(hào)聯(lián)合站使用的方式),為該泵的推廣應(yīng)用拓展了空間.
4. 具有良好的調(diào)節(jié)作用
該泵為容積式泵,為配套電機(jī)加裝變頻器,以適應(yīng)輸液量、輸液壓力變化需要,具有良好的調(diào)節(jié)作用。
5.操作程序簡(jiǎn)單
由于該雙螺桿泵采用了同步齒輪傳動(dòng).轉(zhuǎn)動(dòng)零件互不接觸,即使短時(shí)間內(nèi)空轉(zhuǎn)也沒(méi)有危險(xiǎn),因此該雙螺桿泵在啟動(dòng)時(shí)不用放空,簡(jiǎn)化了操作程序。這一特點(diǎn)在輸送某油田的含砂原油時(shí)表現(xiàn)得尤為明顯。
6.效率高
該型雙螺桿泵與8SH-6型離心泵相比,雖然造價(jià)偏高,一次性投人大,但同排量下,其工作效率遠(yuǎn)高于目前普遍使用的離心泵,且在不同排量下,的輸油單耗變化幅度較小,具有離心輸油泵*的優(yōu)點(diǎn),節(jié)能效果好,具有良好的推廣應(yīng)用價(jià)值。