江衛(wèi)星(托肯恒山科技(廣州)有限公司，廣東 廣州 510663)

0 引言

潛油泵采用正壓輸送燃油，不會產(chǎn)生汽阻，讓加油機(jī)計(jì)量更加準(zhǔn)確、高揚(yáng)程和超遠(yuǎn)的水平輸送能力，滿足經(jīng)營者擴(kuò)大油站場地的要求、低噪音、免維護(hù)、長壽命等等比傳統(tǒng)自吸泵有更多的天生優(yōu)勢。目前，國內(nèi)在用的潛油泵產(chǎn)品以美國富蘭克林公司(FE PETRO) 的藍(lán)夾克和美國維德路特公司(VEED-ROOT) 公司的紅夾克為主，本文以富蘭克林公司產(chǎn)品為介紹和分析對象。

1 潛油泵的結(jié)構(gòu)

加油站在用的潛油泵為防爆產(chǎn)品，一般電氣防爆等級為ExdsIIAT3Ga/Gb 甚至更高，按功率主要分為單相定頻0.75 匹、1.5 匹、2 匹和三相(單相) 變頻2 匹、3 匹以至6 匹(1 匹 等于735.5 W)，不同的功率表現(xiàn)出不同的出口流量和壓力，基本結(jié)構(gòu)都是由泵座(出油及固定)、泵頭(電氣及功能應(yīng)用部分)、電機(jī)、輸油管/ 套線管(連接泵頭和電機(jī)) 和回油管等組成。

(1) 泵座：在潛油泵系統(tǒng)中，泵座和泵體可以分開，在工藝管線施工時就需要同時安裝泵座，泵座用于支撐泵體、連接通向加油機(jī)方向的出油管線、對接配電房過來的電氣線路等，上面設(shè)置了管線測試口、虹吸口、管線保持壓力單向閥等功能組件。

(2) 泵頭：后期安裝時固定在泵座上，起到將電機(jī)的油液和電力轉(zhuǎn)接作用。泵頭處的各位置密封圈對潛油泵的日常運(yùn)行非常重要，任一位置的密封組件損壞都會使其產(chǎn)生故障甚至跑冒油事故。

(3) 電機(jī)：潛油泵的核心部件就是離心電機(jī)，他是從防爆屏蔽電機(jī)發(fā)展而來，由定子、轉(zhuǎn)子和軸承等組成，通過不同的葉輪級數(shù)來表現(xiàn)對應(yīng)的功率，均具備自冷卻和內(nèi)部自動熱過載保護(hù)功能。電機(jī)的定子與轉(zhuǎn)子之間有一個極其細(xì)密的的縫隙，需要輸送的油液從中流過，從而給電機(jī)降溫，保障電機(jī)壽命，這種內(nèi)部輸送油液的方式，使電機(jī)的壽命成倍增長，而液體從定子和轉(zhuǎn)子之間的縫隙流過，對軸承也起到很好的潤滑作用。

(4) 輸油管/ 套線管/ 回油管：該裝置連接泵頭和電機(jī)，分為固定桿和伸縮桿兩種，固定桿需要根據(jù)油罐尺寸加工無縫鋼管現(xiàn)場組裝，伸縮桿一般為不銹鋼材質(zhì)，根據(jù)油罐尺寸，現(xiàn)場隨意伸長或縮短。套線管內(nèi)，放置電源線給電機(jī)做電力驅(qū)動；輸油管在外，中間空隙部分供油液流動。回油管主要用于輸出流量低于額定流量時，油液回灌泄壓使用。

(5) 其他配套部件(緊急截止閥)：潛油泵采用單泵供多槍加油模式，當(dāng)其中某支加油槍需要檢修或者加油機(jī)被拉倒，若潛油泵還在運(yùn)行，無緊急切截止閥時則會出現(xiàn)嚴(yán)重的噴油事故。緊急截止閥可以手動關(guān)閉某支加油槍的油路，或者在加油機(jī)被拉倒時剪切面斷裂從而自動關(guān)閉油路，避免噴油事故發(fā)生。

2 潛油泵的選型

潛油泵的選型對加油站非常重要，選型時主要針對以下3 點(diǎn)分析：(1) 高峰時段，多槍同時加油時要保證流速，不能因流速下降，加油時間增長影響車輛通過率，導(dǎo)致經(jīng)營效率降低；(2) 非高峰時段時，也不能因?yàn)闈撚捅萌龠\(yùn)行造成太多電能的浪費(fèi)；(3) 地下油罐的埋地深度，潛油泵到最遠(yuǎn)一臺加油機(jī)敷設(shè)的管線距離，管線走向中過彎的數(shù)量等影響潛油泵輸油性能的因素[1]。

2.1 從最大提槍數(shù)分析

潛油泵的最大流量除去管線和加油機(jī)損失后，最終要平均分配到各正在加油的油槍上，加油站各不同油品號同時最大使用槍數(shù)是不一樣的，從表1 可以看出，如，按照普通型加油站4 臺加油機(jī)機(jī)位，92# 繁忙時段最多可能出現(xiàn)8 支槍同時提槍情況，1.5 匹定頻潛油泵基本可以滿足；95# 和98# 油品同時提槍的槍數(shù)就少，0.75 匹定頻潛油泵足夠應(yīng)付；0# 柴油油品，對加注流速要求較高，有些加油站甚至有100 L/min 的單槍流量需求，這種情況1.5 匹定頻或者2 匹變頻泵才是最佳選擇。

表1 藍(lán)夾克各型號潛油泵功能指標(biāo)

考慮到后續(xù)維護(hù)的便利，一般建議加油站根據(jù)實(shí)際經(jīng)營情況最多選用兩種型號潛油泵搭配使用，目前較多配置的是統(tǒng)一1.5 匹或0.75 匹和1.5 匹搭配或1.5 匹和2 匹搭配。

2.2 從距離分析

對于高速公路服務(wù)區(qū)或者類似場地開闊的加油站，油品的輸送的距離也是要考慮的因素，這個輸送距離并不是油罐到加油區(qū)的水平距離，而是要計(jì)算潛油泵出口按照管線的走向到最遠(yuǎn)一臺加油機(jī)的輸油管線長度，對于超長管線，甚至還需要考慮管道的材質(zhì)、彎頭的多少和程度、變徑的數(shù)量等水力摩阻系數(shù)對壓降的損失。

從圖1 可以看出，根據(jù)H=(P2-P1)/ρg+(V22-V12)/2g+Z2-Z1，輸油管線的距離、彎頭、液阻等需要消耗泵的揚(yáng)程，當(dāng)揚(yáng)程需求越多，對應(yīng)的流速性能下降明顯[2]。

圖1 1.5匹型號潛油泵性能曲線圖

3 潛油泵應(yīng)用中的日常問題

潛油泵要求管線始終有0.1 MPa 左右的保持壓力，設(shè)備的漏油風(fēng)險(xiǎn)增加；若一臺潛油泵故障，則會造成加油站整個油品脫銷，嚴(yán)重影響經(jīng)營。通過對潛油泵性能和運(yùn)行情況的經(jīng)常關(guān)注，發(fā)現(xiàn)隱患并及時處理是保障加油站經(jīng)營最有效的方法。

(1) 水錘效應(yīng)，潛油泵啟動和停止時，會在輸油管線中瞬間產(chǎn)生較大壓力的正、負(fù)水錘效應(yīng)，通過液壓表在加油站實(shí)時監(jiān)測的數(shù)據(jù)顯示，正水錘時瞬間壓力值可達(dá)1 MPa。這對整個液壓系統(tǒng)，特別是加油機(jī)液壓管路的損害巨大，輕則造成各管接頭經(jīng)常滲漏油和輸油膠管處拉斷閥的使用效果，重則出現(xiàn)加油機(jī)內(nèi)部管路脫開甚至部件破裂等嚴(yán)重事故。

(2) 提槍跳數(shù)，即提起加油槍，在未加油的情況下已開始計(jì)數(shù)，該類故障很多情況下是由于潛油泵引起。水錘效應(yīng)也是觸發(fā)該現(xiàn)象且不易被發(fā)現(xiàn)的因素，如果加油機(jī)的輸油軟管在水錘效應(yīng)下的膨脹量超過加油機(jī)預(yù)設(shè)值，超過部分的油量則會被加油機(jī)顯示。

潛油泵單向閥是保證整個油品的輸油管線內(nèi)壓力在未加油情況下沒有損失。若單向閥密封件失效，潛油泵停止運(yùn)行時則會有油液回流到油罐，造成管線空隙，此時提槍后，空氣會被快速擠壓到加油機(jī)端從而推動加油機(jī)容積式流量計(jì)轉(zhuǎn)動造成計(jì)數(shù)。另一種原因是當(dāng)加油站某個油品長時間空閑時，特別是經(jīng)過了一整夜?jié)撚捅梦催\(yùn)行，不可避免會有油液回流到油站，當(dāng)?shù)诙斓谝淮翁針尲佑蜁r可能也會引起跳數(shù)。

(3) 流速問題，加油站經(jīng)營者要時常注意加油槍的流量，當(dāng)發(fā)現(xiàn)某個油品的所有加油機(jī)都不能出油或者出油流量都比較慢時，應(yīng)首先檢修潛油泵。

(4) 電氣安全，潛油泵是220 V(380 V) 供電的電氣設(shè)備，工作環(huán)境屬于防爆0 區(qū)和1 區(qū)，是加油站大量聚集或者極易聚集可燃?xì)怏w的區(qū)域，電氣安全是重中之重。①正確并緊固安裝過線橋，防止松動或進(jìn)入水汽產(chǎn)生電弧風(fēng)險(xiǎn)；②使用原廠電機(jī)啟動電容，非原廠電容有產(chǎn)生火花風(fēng)險(xiǎn)，當(dāng)因?qū)Ь€管安裝問題或密封組件老化導(dǎo)致電容腔進(jìn)油時存在很大安全隱患；③接線腔過線位置要加裝防爆膠塞，按照防爆標(biāo)準(zhǔn)密封過線，在線路進(jìn)入電房前增加防爆盒并填滿防爆膠泥；④嚴(yán)格遵守接地線規(guī)格和接地樁標(biāo)準(zhǔn)，有效接地避免靜電聚集[3]。

4 可行性改進(jìn)對策

4.1 壓力測試

內(nèi)滲漏是潛油泵使用過程中的重大隱患，且難以檢查，只有出現(xiàn)故障后方能逐步排查，使用前的壓力測試就顯得尤為重要。對于整泵出廠的需要廠家嚴(yán)格執(zhí)行質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，并提供壓力測試報(bào)告；而現(xiàn)場組裝的潛油泵則要加強(qiáng)施工技術(shù)員的技能培訓(xùn)、規(guī)范安裝流程和工藝標(biāo)準(zhǔn)并形成統(tǒng)一的作業(yè)指導(dǎo)書，組裝完成后進(jìn)行壓力測試并由甲方驗(yàn)收。

4.2 減少水錘效應(yīng)危害

雖然大破壞性的水錘效應(yīng)影響加油站正常經(jīng)營的情況都是個案，但是從加油站建設(shè)時就需要考慮和避免該問題，設(shè)計(jì)時盡量優(yōu)化和采用更短的輸油線路，使用中合理調(diào)整潛油泵最大輸出流量，選用具有減壓緩沖的加油槍等，從而減少因水錘效應(yīng)對輸油管線和加油設(shè)備造成損壞。

4.3 應(yīng)用時間繼電器

前文提到，潛油泵長時間未運(yùn)行時，輸油管線的油液可能會回流到油罐，造成下次提槍時不出油計(jì)數(shù)。那么加裝時間繼電器是一個有效手段，時間繼電器控制潛油泵間隔3 h 自動運(yùn)行1 min，保證管線壓力防止提槍跳數(shù)。

5 結(jié)語

總之，唯有清晰地認(rèn)識和了解潛油泵，合理選擇、高標(biāo)準(zhǔn)安裝、控制和完善日常檢查手段，使其穩(wěn)定、高效、長時間地為加油站經(jīng)營服務(wù)。