電動潛油泵在油庫中的應用

梁少婷，陳慧敏，拜 璐，張 龍，徐玉朋

浙江海洋學院石油化工學院，浙江 舟山 316000

0 引言

泵是輸送液體介質(zhì)并提高其能頭的一種機械設備，因為被廣泛使用于工農(nóng)業(yè)的各個領(lǐng)域，所以又是一種通用機械。潛油泵是離心泵的一種，與普通離心泵的主要區(qū)別是：潛油泵在介質(zhì)液面以下工作，無需灌泵。根據(jù)其驅(qū)動方式可分為電動潛油泵、液動潛油泵、氣動潛油泵三類。

1 電動潛油泵的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 電動潛油泵的基本結(jié)構(gòu)

潛油泵主要有泵軸、葉輪、導殼、泵殼等組成。如圖1所示為綠牌電動潛油泵結(jié)構(gòu)圖。

圖1 綠牌電動潛油泵結(jié)構(gòu)圖

1.2 國內(nèi)外電動潛油泵的技術(shù)發(fā)展

1.2.1 國外電動潛油泵的發(fā)展

作為全球公認的潛油泵品牌，紅夾克潛油泵具有一百年多年的歷史。最初的生產(chǎn)商紅夾克公司創(chuàng)立于1879年。1956年應美國石油界的要求，成功地開發(fā)了世界上第一臺潛油泵，即紅夾克潛油泵，并在潛油泵上配上了測漏器。目前，維德路特的紅夾克電動潛油泵已經(jīng)被世界各地超過150000個加油站所證明了的產(chǎn)品，全球市場分額達65%以上，但它采用的屏蔽電機也是富蘭克林制造的，也就是潛油泵的另一大品牌“藍夾克”潛油泵的制造商。紅夾克電動潛油泵目前已經(jīng)具有29個派生規(guī)格，其流量最大為1000m3/h，揚程最大為40m。

近年來，隨著電動潛油泵市場份額的加大，美國的7家電動潛油泵公司更是研發(fā)了多種先進的電動潛油泵技術(shù)及其配套設備、軟件，以此來保證電動潛油泵的前瞻性及穩(wěn)定性、安全性。如：電動潛油泵電動機保護器性能測試系統(tǒng)、電動潛油泵的上卸鶴管、電動潛油泵井下油水分離器、運行壽命模擬仿真裝置等。

1.2.2 國內(nèi)電動潛油泵的發(fā)展

作為新興的潛油泵品牌，綠牌潛油泵進入市場6年以來以他高質(zhì)量的產(chǎn)品，優(yōu)質(zhì)的服務贏得了石油界的贊揚。綠牌潛油泵是由天津加馬機械廠經(jīng)過多年科研公關(guān)制造的中國人自己的潛油泵。多次獲得天津市科委的科研獎勵基金，并取得了多項專利證書。先后被天津、山西、沈陽等省中石化以及部分省的中石油認可。目前，綠牌多種型號的潛油泵在全國20多個省市自治區(qū)的500多個加油站、油庫生產(chǎn)線安裝使用2000多套，無一故障。

2 鐵路裝卸工藝優(yōu)化設計

2.1 鐵路裝卸工藝存在的問題

由于我國鐵路油罐車一直采用上部卸油工藝，當氣溫高于35℃時，油品的飽和蒸氣壓降低，常規(guī)的負壓卸油出現(xiàn)油氣混輸，當管內(nèi)任意處液體壓力達到相應溫度下的飽和蒸汽壓時，所輸送液體便會發(fā)生沸溢現(xiàn)象，在易于氣體積聚的部位，積聚氣化汽（俗稱“氣袋”），阻礙甚至完全阻塞液體的流動。嚴重時整個管段都會發(fā)生氣化，這個現(xiàn)象成為“氣阻”。

鐵路油罐車卸油發(fā)生氣阻一方面會造成卸油流量下降、輸油時間加長，嚴重時出現(xiàn)氣阻斷流，無法卸油；另一方面還會造成油蒸氣的大量揮發(fā)，造成油品浪費。此外，由于管系液相、氣相并存，易使管系產(chǎn)生水擊，使管系件產(chǎn)生振動、噪聲，嚴重時還會對管系件造成破壞，引起安全事故。

2.2 鐵路裝卸工藝的選擇

為克服氣阻問題，油庫采用了不同的卸油工藝，但是目前克服氣阻的各種方法都還在實驗研究中。例如采用壓力卸車、在罐車內(nèi)通入氮氣、或利用原有的卸車系統(tǒng)，將卸油泵出口的油流用一根輔助管道引到設在鶴管頂部的噴射增壓器上，就可使卸油鶴管內(nèi)的壓力增大，從而克服鶴管高點處的氣阻。另外，許多小型油庫在輕油罐車作業(yè)中采用滑片泵直接抽吸油罐車中的輕質(zhì)油，取得了成功。

但是，從使用效果進行綜合來分析，采用潛油泵來克服氣阻是比較有效地一種卸油工藝。因為從油庫鐵路接卸油過程中來看，潛油泵卸油具有以下的優(yōu)點：

1）能有效的防止氣阻、氣蝕現(xiàn)象的產(chǎn)生，解決了夏天白天卸油難的問題；2）使用本泵增壓，不需排除管路中的空氣，可直接卸油；3）采用優(yōu)化水力模型，CAD設計，效率高、噪聲小；4）安裝簡單、操作方便、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)可靠；5）能與各種型號的鶴管聯(lián)結(jié)；6）縮短作業(yè)時間，減輕工人勞動強度，避免鐵路運力損失，減少油品對環(huán)境的污染；7）無油氣、污油排出，減少油品損耗，改善卸油環(huán)境；8）可做到卸油掃艙一步到位，節(jié)省投資。

因此，潛油泵卸油工藝在油庫鐵路卸油中被廣泛使用。

3 電動潛油泵在油庫鐵路卸油工藝中的發(fā)展前景

潛油泵根據(jù)其驅(qū)動方式可分為電動潛油泵、液動潛油泵、氣動潛油泵三類。

氣動潛油泵卸油工藝是利用壓縮空氣帶動葉輪旋轉(zhuǎn)，泵提供的揚程能使鶴管在正壓下進行工作，但是氣動潛油泵上卸工藝需要專門壓縮氣體作為動力源，而且工作時噪聲大，壓縮氣體容易泄漏，能源利用率低，設備維護費用高等難題，因此在油庫鐵路裝卸工藝中應用不多。

液動潛油泵卸油工藝是利用液壓站把電能轉(zhuǎn)化為液壓能驅(qū)動液壓馬達帶動離心泵運轉(zhuǎn)，在液壓作用下離心泵處于正壓狀態(tài)，鶴管中的液體也處于正壓狀態(tài)，因而能有效的消除管道中的氣阻現(xiàn)象。但是液動潛油泵上卸工藝存在罐車底油卸不凈、需要外加液動泵、設備腐蝕快、動力源容易水化、拆裝復雜等難題。

隨著社會的經(jīng)濟的發(fā)展及電動潛油泵式加油機在國內(nèi)加油站的普及,電動潛油泵的經(jīng)濟效益和安全因素已經(jīng)被越來越多的油庫、加油站認可和肯定。在國內(nèi)，中石化系統(tǒng)已有5座油庫鐵路裝卸系統(tǒng)使用電動潛油泵進行卸油。

研究油庫鐵路卸油采用電動潛油泵上卸工藝存在很多的優(yōu)點：第一，電動潛油泵的發(fā)展有助于環(huán)境保護及安全生產(chǎn)，采用電動潛油泵進行卸油可以克服氣阻，減少油品在裝卸過程中的蒸發(fā)損耗，電動潛油泵自帶的電動連鎖裝置可以直接檢測在裝卸過程中周圍的環(huán)境，一旦發(fā)生危險可以進行自動報警、停泵；第二，電動潛油泵的發(fā)展能節(jié)約能源和提高企業(yè)經(jīng)濟效益；第三，電動潛油泵的發(fā)展能提高工作效率和減輕員工勞動強度；第四，電動潛油泵的裝卸可以實現(xiàn)遠程控制，在滿足石油庫電氣防爆等級的基礎上便于實現(xiàn)油庫的自動化管理；第五，電動潛油泵在投產(chǎn)時，不需要過多的專門性匹配設備，減少了油庫的一次性投資。

4 結(jié)論

隨著電動潛油泵在我國的加油站的普及，油庫鐵路裝卸工藝中電動潛油泵的研制及發(fā)展也要充分吸收國內(nèi)外已有先進技術(shù)，根據(jù)電動潛油泵在油庫作業(yè)的實際情況，研制經(jīng)濟適用、符合我國國情的電動潛油泵。針對國內(nèi)目前電動潛油泵在油庫中的使用現(xiàn)狀，我們建議：一方面要加強對電動潛油泵的安全設計，改進電動潛油泵的整體結(jié)構(gòu)；另一方面應該從油庫的實際出發(fā)，優(yōu)化鐵路罐車的電動潛油泵卸油工藝，減輕電動潛油泵相應的裝配及電機重量，使得在操作是更加安全、方面、快捷。

[1]竺柏康，徐玉朋主編.油庫加油站設計與管理[D].浙江海洋學院，2011，1.

[2]姬忠禮，鄧治安，趙會軍.泵和壓縮機[M].北京：石油工業(yè)出版社，2008，1.

[3]趙利生，張黎明.電動潛油泵在上卸鶴管中的應用[J].石油庫與加油站，2006，10.