陳文

摘要：在海上油田熱介質(zhì)循環(huán)泵當中，輸送介質(zhì)最常見的類型就是導(dǎo)熱油，一般工作人員會將溫度控制在210℃左右，基本誤差不會超過3%，在循環(huán)泵運轉(zhuǎn)工作的過程當中，介質(zhì)本身的高溫會逐漸傳導(dǎo)到機械密封當中。同時泵組配備的及封冷卻系統(tǒng)主要就是依靠機封動環(huán)產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)得到循環(huán)動力，但機封能夠提供的循環(huán)動力并不大，因此循環(huán)泵機經(jīng)常需要面臨冷卻油不循環(huán)，導(dǎo)致的機封溫度過高的情況，這就會給后續(xù)工作的落實帶來較大安全隱患，對設(shè)備本身的使用壽命而言也有不利影響，會增加設(shè)備后續(xù)維修保養(yǎng)的成本。本文先分析了某海上油田熱介質(zhì)循環(huán)泵機的相關(guān)案例，又闡述了此種設(shè)備的封冷卻系統(tǒng)工作原理，同時分析了封冷卻系統(tǒng)中。冷卻油不循環(huán)的主要原因，最終結(jié)合海上油田熱介質(zhì)循環(huán)泵機封冷卻系統(tǒng)真實使用案例，提出了可行性較高的改造方案，希望為相關(guān)工作的優(yōu)化提供合理參考。

關(guān)鍵詞：海上油田;熱介質(zhì)循環(huán);冷卻系統(tǒng)

本文主要分析了熱介質(zhì)循環(huán)泵機封冷卻系統(tǒng)的工藝改造細節(jié)，目的在于改善其中冷卻油的實際循環(huán)動力，同時盡可能在提高冷血系統(tǒng)工作效果的基礎(chǔ)上鹽城機封壽命，最終降低泵機的工作風(fēng)險以及維修保養(yǎng)成本，達到提高工作質(zhì)量和效率的目的。

一、案例分析

本文以某海上油田為例，該油田使用的熱介質(zhì)循環(huán)泵是整個熱介質(zhì)系統(tǒng)的心臟，承擔油田當中導(dǎo)熱油傳輸?shù)娜蝿?wù)[1]。其中導(dǎo)熱油的溫度基本穩(wěn)定在210℃，經(jīng)過泵腔時會與機械密封產(chǎn)生直接接觸，在這一過程當中，高溫也會傳導(dǎo)到機封。眾所周知，機封工作的最佳溫度是90℃左右，一旦其溫度>100℃，就會產(chǎn)生比較大的設(shè)備運轉(zhuǎn)隱患，對于油田本身的安全管理而言也會產(chǎn)生不利影響。因此該循環(huán)泵中有自己的機封冷卻系統(tǒng)，但該系統(tǒng)的基本工作動力需要由機封動環(huán)提供。需要注意的是動環(huán)本身的機構(gòu)會對其能夠提供的動力產(chǎn)生限制，且對設(shè)備當中的零件和冷卻油類型要求較高，產(chǎn)生異常變化必然對冷卻油的循環(huán)工作效果造成影響。常見的情況就是在循環(huán)泵機工作的過程中，冷卻系統(tǒng)就停止工作，不能給機封位置帶來應(yīng)有的溫度控制效果，這也是導(dǎo)致疾風(fēng)失效頻率提升的主要原因，會增加整個設(shè)備的維修保養(yǎng)成本。

二、海上熱介質(zhì)循環(huán)泵機封冷卻系統(tǒng)工作原理

在該海上熱介質(zhì)循環(huán)泵機封冷卻系統(tǒng)當中，包含冷卻油箱、海水冷卻盤管等多個零部件[2]。其中副機封動環(huán)和頸環(huán)座形成了與單螺桿泵結(jié)構(gòu)比較相像的結(jié)構(gòu)，在工作過程中，泵組運轉(zhuǎn)會帶動副機封動環(huán)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，最終會將冷卻油從進口位置BI1泵到出口BO1位置，冷卻油經(jīng)過循環(huán)管線也會回到郵箱當中，同時在油箱內(nèi)等待冷卻再次參與循環(huán)，簡單講就是冷卻油在經(jīng)過機封時會帶走熱量，從而達到幫助熱介質(zhì)循環(huán)泵機封冷卻的效果。

在大部分海上熱介質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)當中，循環(huán)泵都是工作落實的核心，切成在的工作任務(wù)就是輸送導(dǎo)熱油。眾所周知，導(dǎo)熱油屬于高溫物質(zhì)，通常溫度在210℃左右，在泵腔的幫助下，能夠直接和機械密封相互接觸。但機械密封本身的最高耐熱溫度為90℃，一旦熱油>100℃必然產(chǎn)生較為嚴重的安全隱患，產(chǎn)生的最直接的后果就是會降低設(shè)備的使用壽命。且動環(huán)本身就會限制其動力，原因在于結(jié)構(gòu)特殊，在這樣的前提下，行業(yè)內(nèi)對于設(shè)備本身泵的配置、零件以及冷卻油的要求都比較高，若低于標準必然會對設(shè)備當中冷卻油的循環(huán)產(chǎn)生影響。這種問題也是導(dǎo)致循環(huán)泵維修成本以及故障產(chǎn)生概率增加的主要原因，技術(shù)人員需要注意分析這種情況，同時從設(shè)備安裝和系統(tǒng)改造工藝入手分析，增加設(shè)備內(nèi)部和外部的運行動力，尋找合理方式優(yōu)化冷卻系統(tǒng)工作效果這樣一方面能夠延長設(shè)備壽命，另一方面也能降低循環(huán)泵的運轉(zhuǎn)風(fēng)險。

三、海上熱介質(zhì)循環(huán)泵機封冷卻系統(tǒng)中冷卻油不循環(huán)的原因

（一）冷卻盤穿孔引發(fā)冷卻油乳化變質(zhì)

在該海上油田某次熱介質(zhì)循環(huán)泵機封冷卻系統(tǒng)日常檢修的過程中，工作人員發(fā)現(xiàn)設(shè)備中的冷卻油產(chǎn)生了乳化情況，導(dǎo)致整個冷卻系統(tǒng)都無法正常工作。工作人員檢驗之后判斷主要原因是循環(huán)管道破損，海水進入其中之后與冷卻油混合造成了乳化現(xiàn)象。設(shè)備內(nèi)部冷卻油密度產(chǎn)生了變化之后導(dǎo)致循環(huán)泵機封冷卻系統(tǒng)中，副機封處于無法泵起工作的狀態(tài)。針對此種情況，工作人員只需要更換循環(huán)管，同時將內(nèi)部的冷卻油更換，即可保障設(shè)備再次穩(wěn)定地進入正常運行的狀態(tài)當中。

（二）油路堵塞

通常情況下熱介質(zhì)循環(huán)泵機封冷卻系統(tǒng)中，系統(tǒng)回路都是由幾段儀表管連接組成，這種儀表管的直徑較小，而設(shè)備在日常工作和運行過程中難免會產(chǎn)生雜質(zhì)，這就很容易導(dǎo)致儀表管產(chǎn)生堵塞的情況，熱介質(zhì)循環(huán)泵機封冷卻系統(tǒng)的工作效果和效率也會逐漸降低。針對此種情況工作人員可以選擇三種處理方式，首先是直接更換儀表管，其次是提高對儀表管日常檢修的頻率，一旦發(fā)現(xiàn)內(nèi)部有沉淀產(chǎn)生及時清理，避免造成徹底堵塞的情況。最后是定期更換內(nèi)不冷卻油，這樣不僅能避免管道堵塞，還可以預(yù)防冷卻油乳化和變質(zhì)。

（三）副機封動環(huán)動力不足

綜合上述兩點導(dǎo)致熱介質(zhì)循環(huán)泵機封冷卻系統(tǒng)故障的原因，可以發(fā)現(xiàn)設(shè)備當中的副機封動環(huán)提供的工作動力比較有限，同時其在工作落實的過程中對設(shè)備零件和冷卻油等要素的變化十分敏感，一旦在運行過程中副機封動環(huán)和靜環(huán)座形成的腔體之間產(chǎn)生縫隙就會導(dǎo)致其產(chǎn)生的動力被內(nèi)漏消耗，最終整個熱介質(zhì)循環(huán)泵機封冷卻系統(tǒng)無法實現(xiàn)良性循環(huán)。

顯然熱介質(zhì)循環(huán)泵機封冷卻系統(tǒng)在運轉(zhuǎn)和工作的過程中，各種零件產(chǎn)生損耗是必然情況，但如果技術(shù)人員一直通過更換零件的方式促使設(shè)備維持工作狀態(tài)，這回導(dǎo)致海上油田的生產(chǎn)成本整體提高，尤其是循環(huán)條件的成本必然超過預(yù)算，因此落實冷卻系統(tǒng)改造工作，達到提升循環(huán)效果的工作很有必要。

四、海上油田熱介質(zhì)循環(huán)泵機封冷卻系統(tǒng)改造方案

（一）改造思路

在分析整理熱介質(zhì)循環(huán)泵機封冷卻系統(tǒng)不循環(huán)的主要原因之后，工作人員可以明確改造思路，即提高工作效率，給系統(tǒng)中冷卻油提供更加優(yōu)質(zhì)的動力，使其能夠在設(shè)備內(nèi)實現(xiàn)循環(huán)。結(jié)合實際情況判斷，性價比最高的改造方式就是在原本的熱介質(zhì)循環(huán)泵機封冷卻系統(tǒng)當中增加一個循環(huán)泵，這樣不僅能夠解決以往存在的大部分問題，也不會導(dǎo)致海上油田生產(chǎn)成本提升。

（二）循環(huán)泵選型

根據(jù)該海上油田的工作現(xiàn)場，對熱介質(zhì)循環(huán)泵機封冷卻系統(tǒng)工作效果，造成制約的主要因素分析結(jié)果判斷，現(xiàn)場的能量來源有兩個方面，即電源和氣源。如果在后續(xù)工作中選擇使用電動循環(huán)泵負責(zé)冷卻工作，則需要在原本的系統(tǒng)中增加帶有防爆功能的電機，這種方案的成本較高。而如果選擇氣動循環(huán)泵落實工作，則工作人員需要考慮泵的用氣量是否會對海上油田工作現(xiàn)場的環(huán)境產(chǎn)生影響。主要原因在于熱介質(zhì)循環(huán)泵機封冷卻系統(tǒng)本身原本是依靠副機封動環(huán)產(chǎn)生的動力落實工作，因此對新增的循環(huán)泵動力要求并不高，工作人員只需要選擇一個性價比較高的微型泵即可滿足工作需求。且該號上油田工作人員研究發(fā)現(xiàn)，微型氣動泵的用氣量不大，對現(xiàn)場造成的影響幾乎可以忽略不計。微型氣動泵的實際尺寸也不大，只需要根據(jù)現(xiàn)場工作情況進行調(diào)整即可，產(chǎn)生的壓力不會對設(shè)備本身造成沖擊。且其在市場上的價格基本在千元以內(nèi)，成本較低，所以該海上油田工作人員最終選擇在原本的系統(tǒng)中增加一臺微型氣動泵支持設(shè)備運行。

（三）改造內(nèi)容

1、冷卻盤

該海上油田熱介質(zhì)循環(huán)泵機封冷卻系統(tǒng)中冷卻盤的改造，主要是針對其原本經(jīng)常產(chǎn)生的管道穿孔漏水情況[3]。工作人員選擇使用3/8英寸的儀表管更換原本的銅盤管，在滿足冷卻需求的同時，也能降低其受到海水腐蝕的概率。

2、氣動泵流程

該海上油田工作人員在涉惡比油箱到機封冷卻系統(tǒng)進口管線的位置增加了微型氣動泵，經(jīng)過現(xiàn)場檢測，設(shè)備機封位置的溫度明顯更加穩(wěn)定，基本在85-95℃之間，效果十分顯著。

結(jié)束語：

綜上所述，案例當中的泵機封冷卻系統(tǒng)在改造之后能夠取得以下效果。首先是更換冷卻盤材質(zhì)之后，盤管漏水現(xiàn)象明顯減少，這對于海水進入泵機冷卻油之后產(chǎn)生乳化的情況有明顯的控制效果，同時也能避免海水對泵機內(nèi)部產(chǎn)生腐蝕。其次是在系統(tǒng)中添加了微型氣動循環(huán)泵之后，在泵機運行過程中冷卻油對泵機的沖擊情況有所緩解，且不會對泵機的正常工作和運行產(chǎn)生影響，經(jīng)檢驗發(fā)現(xiàn)，設(shè)備機封位置的冷卻效果也比較明顯，基本溫度能夠控制在85-95℃之間。最后是對熱介質(zhì)循環(huán)泵機封故障產(chǎn)生的概率有一定控制效果，改造之后的機封基本不會產(chǎn)生故障，且每臺設(shè)備的改造成本也不高，基本在1500元人民幣左右，對于經(jīng)濟效益的提升也有促進效果。

參考文獻：

[1]趙磊，郝璐琦，張寧.海洋油田熱介質(zhì)油加熱器管束失效分析及解決措施[J].廣東化工，2020，47（03）：174-175.

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[3]王陽，劉紅彥.熱介質(zhì)循環(huán)泵電動機軸承失效分析[J].通用機械，2010，{4}（09）：42-43+58.