俄羅斯輸油泵運行維護標準先進性研究

馬志宇，侯金山，蔡亮，張志剛，馬偉平

(1. 中交煤氣熱力研究設(shè)計院有限公司，沈陽 110026；2. 中國石油管道公司 北京輸油氣分公司，北京 102401；3. 中國航油集團津京管道運輸有限責任公司，天津 300300；4. 中國石油天然氣管道局 第四工程分公司，河北 廊坊 065000；5. 中國石油管道科技研究中心，河北 廊坊 065000)

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俄羅斯輸油泵運行維護標準先進性研究

馬志宇1，侯金山2，蔡亮3，張志剛4，馬偉平5

(1. 中交煤氣熱力研究設(shè)計院有限公司，沈陽 110026；2. 中國石油管道公司 北京輸油氣分公司，北京 102401；3. 中國航油集團津京管道運輸有限責任公司，天津 300300；4. 中國石油天然氣管道局 第四工程分公司，河北 廊坊 065000；5. 中國石油管道科技研究中心，河北 廊坊 065000)

國內(nèi)已開展俄羅斯管道標準研究，側(cè)重于原油管道干線工藝運行、試壓、清管等技術(shù)領(lǐng)域。篩選了俄羅斯輸油泵運行技術(shù)標準，針對輸油泵運行操作、維護檢測和安全管理等方面內(nèi)容，與國內(nèi)相關(guān)標準進行對比、分析。其先進性主要體現(xiàn)在：基于泵振動檢測評價輸油泵運行狀態(tài)和使用期限，基于管道緊急工況和泵運行參數(shù)超標確定泵緊急停機，泵葉輪切削，泵基礎(chǔ)下陷監(jiān)測等。借鑒俄羅斯標準的先進經(jīng)驗，可提高國內(nèi)輸油泵運行管理技術(shù)水平。

俄羅斯 輸油泵 標準 運行 檢測

中俄原油管道(漠大線)是國內(nèi)第一條高寒地區(qū)管道，對于保障國內(nèi)能源戰(zhàn)略安全具有重要意義。俄羅斯油氣管道主要分布在高寒地區(qū)，借鑒俄羅斯管道運行先進技術(shù)具有現(xiàn)實意義。國內(nèi)已開展相關(guān)研究，例如文獻[1]研究了俄羅斯管道低溫試壓技術(shù)和投產(chǎn)延遲重新試壓技術(shù)；文獻[2]研究了俄羅斯原油管道定期清管、清管器定位和人員安全措施等。但上述研究主要針對管道線路，較少涉及輸油氣站場設(shè)施。筆者以輸油泵為例，介紹了俄羅斯標準在輸油泵運行操作、維護檢測和安全方面的先進經(jīng)驗和推薦做法。通過借鑒俄羅斯標準的先進性，改進國內(nèi)輸油泵運行維護標準，從而降低輸油泵故障，保障漠大線管道運行安全。

1 中俄輸油泵標準簡介

國內(nèi)已開展俄羅斯管道標準體系研究，俄羅斯油氣管道行業(yè)標準主要包括OCT，BCH，ПБ和СНиП等俄羅斯聯(lián)邦行業(yè)部門標準，包括指導(dǎo)性文件PД，BH，OP，CO等天然氣石油運輸企業(yè)標準[3]。俄羅斯輸油泵標準主要包括РД 153-39.4-056—2000《干線輸油管道的運營技術(shù)規(guī)程》[4]，ОР 07.00-60.30.00-КТН-010-1—2000《輸油站工藝規(guī)程》和РД 153-39ТН-008—1996《輸油站設(shè)備使用、維護和修理技術(shù)手冊》[5]等。以中石油企業(yè)標準Q/SY GD 0028—2011《離心式輸油泵機組操作維護修理規(guī)程》[6]為例，重點研究了中俄輸油泵標準的重要技術(shù)差異，以供磋商。

2 輸油泵運行操作

2.1 輸油泵緊急停機[7]

文獻[6]規(guī)定了輸油泵停止運行的操作步驟，主要依據(jù)泵運行參數(shù)超標確定停機操作，包括泵軸承和電機軸承振動值超標、泵體溫度過高以及泵機組振動值超標等。文獻[4]認為輸油泵停機除了基于泵運行參數(shù)超標之外，管道發(fā)生緊急事情條件下也應(yīng)進行泵停機操作，兩者互相獨立，該理念更為合理。俄羅斯標準關(guān)于泵停機的條件包括：

1) 管道發(fā)生緊急事件。例如地震、洪水等地質(zhì)災(zāi)害、管道發(fā)生油氣泄漏或者火災(zāi)報警事故等。

2) 泵機組運行參數(shù)超標。包括潤滑油箱壓力偏低，泵軸承和泵體溫度過高，填料密封泄漏過大、電機振動值超標、電動機電氣故障、原油進入潤滑油系統(tǒng)等。

2.2 輸油泵修理[8]

文獻[6]僅規(guī)定泵大修后正常運行72h無故障為合格。俄羅斯標準關(guān)于泵修理分為三個級別：小修、中修和大修。小修是日常替換零件；中修是根據(jù)工作時間定期更換零件，或者根據(jù)故障診斷檢測更換零件；大修是輸油泵臨近運行期限，或者超期運行進行的維修。小修后正常運行8h無故障為合格，中修和大修后正常運行72h無故障為合格。俄羅斯標準關(guān)于泵修理驗收合格條件涵蓋范圍更廣，泵修理后均應(yīng)進行試運行，有助于泵維修質(zhì)量。

2.3 泵切削[8]

管道油源不足或者管道輸油量較小情況下會造成輸油泵節(jié)流損失、泵出口振動增加和增加能耗等問題，增設(shè)泵變頻裝置或者切削泵葉輪等措施在國內(nèi)管道已進行多次工業(yè)試驗，但主要依據(jù)實踐經(jīng)驗，文獻[6]未規(guī)定泵葉輪切削內(nèi)容。文獻[4]規(guī)定輸油主泵葉輪直徑切削不能超過0.2D，避免泵額定運行工況和高效工作區(qū)發(fā)生較大變化。如果確定輸油主泵葉輪直徑切削超過0.2D，應(yīng)對比泵切削前后管道額定輸量條件下的管道能耗費用，確定是否進行切削。建議國內(nèi)標準補充泵葉輪切削的相關(guān)內(nèi)容。

2.4 備用泵管理[7]

國內(nèi)管道企業(yè)輸油泵配置一般采用一主一備模式，文獻[6]規(guī)定備用泵每周泵軸轉(zhuǎn)動90°確認無卡阻，每6個月檢查軸承箱潤滑油液位和填料密封狀況。俄羅斯標準關(guān)于備用泵管理更為嚴格，確保備用泵可靠性和工作能力，文獻[5]關(guān)于備用泵管理要求如下：

1) 泵機組停止運行超過30d，視為備用泵機組。

2) 備用泵機組每15d泵軸轉(zhuǎn)動180°確認無卡阻。

3) 備用泵機組每30d通電1次，確認電路系統(tǒng)無故障。

3 輸油泵檢測維護

3.1 輸油泵檢測維護周期

文獻[6]將輸油泵檢測維護周期分為日常維護、運行2000h維護和運行8000h維護三個層級：

1) 日常維護。每天進行1次，主要檢查輸油泵進出口閥門、壓力表、介質(zhì)溫度以及潤滑油液位，確認泵體表面無油氣泄漏。

2) 運行2000h。主要檢查泵放空和排污系統(tǒng)，必要時增加潤滑油、更換填料密封，診斷軟件檢測泵與電機同軸度偏差不大于0.05mm，聯(lián)軸器軸向間隙在3～5mm。

3) 運行8000h維護。清洗泵入口處的過濾器濾芯，測試泵機組轉(zhuǎn)速、進出口差壓，診斷軟件檢測泵體振動值，檢測電機磁力線同軸度等。

相對國內(nèi)標準，俄羅斯標準不人為劃定輸油泵檢測維護周期，而是定期進行輸油泵振動、軸承溫度和噪音等級檢測，評價輸油泵工作狀態(tài)并進行相應(yīng)修理，該理念更為合理，其相關(guān)檢測類型見表1所列。

由此可見，俄羅斯標準針對輸油泵檢測項目和周期更為嚴格，例如日常檢查每2h進行1次泵體振動檢測，國內(nèi)日常檢查主要針對輸油泵儀表設(shè)備等；俄羅斯標準在輸油泵運行2000h測試評估泵效和出口壓力值，而國內(nèi)標準是8000h。建議國內(nèi)標準提高輸油泵檢測維護周期。

3.2 輸油泵泵動評估

文獻[6]在附錄B規(guī)定了德國梯森泵SMIP，國產(chǎn)泵KSY，KDY等型號離心泵的振動允許值，在3.5～9.0mm/s。如高于該允許值，輸油泵將發(fā)出報警信號甚至緊急停機。文獻[5]規(guī)定應(yīng)對輸油泵振動狀況進行評估，確定是否繼續(xù)使用或者進行修理的建議，見表2所列。

表1 俄羅斯輸油泵檢測類型

表2 俄羅斯輸油泵振動評價

針對泵振動允許值，中俄標準基本一致。俄羅斯標準先進性在于根據(jù)泵振動值的范圍，給出了泵狀態(tài)評價準則，以及繼續(xù)使用或者進行修理的建議，具有借鑒意義。

4 輸油泵安全管理

4.1 泵房通風系統(tǒng)

文獻[4]規(guī)定輸油泵房油氣-空氣混合物體積分數(shù)值超過最低燃燒下限的10%，泵房自動啟動通風系統(tǒng)，并發(fā)出聲光報警信號。輸油泵房上部1/3區(qū)域采用自然通風，下部2/3區(qū)域采用機械式風扇強制通風，機械通風次數(shù)不少于8次/h。07.00-60.30.00-КТН-010-1—2000《輸油站工藝規(guī)程》規(guī)定輸油泵房油氣-空氣混合物體積分數(shù)值超過最低燃燒下限的20%，應(yīng)啟動緊急通風裝置，如油氣-空氣混合物體積分數(shù)值繼續(xù)升高至最低燃燒下限的30%，應(yīng)緊急切斷泵機組。

文獻[6]未規(guī)定輸油泵房通風要求，GB 50253—2003《輸油管道工程設(shè)計規(guī)范》規(guī)定輸油站通風設(shè)計應(yīng)符合GB 50019—2003《采暖通風與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》和SH/T 3004—2011《石油化工采暖通風與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)定》的要求，輸油泵房宜設(shè)置機械通風設(shè)施，其通風換氣次數(shù)宜為10次/h。

國內(nèi)輸油泵房一般設(shè)置油氣檢測探頭，與軸流風機聯(lián)鎖，油氣濃度達到一定程度，風機自動啟動以保證安全。輸油泵房屬于高危險性區(qū)域，而涉及相關(guān)內(nèi)容的國內(nèi)標準引用民用建筑和化工行業(yè)標準，適用性和可操作性有待提高[8]。俄羅斯標準規(guī)定通風系統(tǒng)與可燃氣體濃度、切斷泵機組的邏輯聯(lián)鎖關(guān)系，理念更為合理，具有借鑒意義。

4.2 泵基礎(chǔ)下陷情況監(jiān)測

針對泵基礎(chǔ)下陷情況監(jiān)測，國內(nèi)標準無規(guī)定。文獻[4]規(guī)定新泵第1年運行期間，每月檢查基礎(chǔ)下陷情況。若1年后仍發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)下陷，每3個月進行1次監(jiān)測。停止下陷后每隔6個月檢查1次。若發(fā)現(xiàn)泵基礎(chǔ)下陷，應(yīng)測定和評估泵短管和配件的附加應(yīng)力，采取降低附加應(yīng)力的措施，例如切除不重要管段、安裝過渡線軸、使用補償器、澆灌基礎(chǔ)等。俄羅斯標準具有借鑒意義。

5 結(jié)束語

綜上述所，俄羅斯輸油泵技術(shù)標準的先進主要表現(xiàn)在以下幾個方面，建議國內(nèi)標準借鑒參考：

1) 基于泵振動檢測評價輸油泵運行狀態(tài)和允許使用期限，泵振動和泵效的檢測周期相對國內(nèi)標準更為嚴格，規(guī)定了給油泵振動值、噪音水平和軸承溫度的允許變化值，相對國內(nèi)標準更為完善。

2) 基于管道發(fā)生緊急工況和泵運行參數(shù)超標，確定進行輸油泵緊急停機。

3) 輸油泵房綜合應(yīng)用自然通風和機械通風方式，規(guī)定了通風系統(tǒng)與可燃氣體濃度、切斷泵機組的邏輯聯(lián)鎖關(guān)系。

4) 針對泵修理試運行、泵用泵維護，相對國內(nèi)標準，俄羅斯標準要求更為嚴格。

5) 針對泵葉輪切削、泵基礎(chǔ)下陷情況的監(jiān)測，國內(nèi)標準未見規(guī)定，俄羅斯標準則有相應(yīng)技術(shù)要求。

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Research on Advancement of Russia Oil Pump Unit Operation and Maintenance Standards

Ma Zhiyu1, Hou Jinshan2, Cai Liang3, Zhang Zhigang4, Ma Weiping5

(1. CCCC Gas & Heat Research and Design Institute Co. Ltd., Shenyang, 110026, China;2. Beijing Sub-Company of PetroChina Pipeline Company, Beijing ,102401, China;3. China National Aviation Fuel TSN-PEK Pipeline Transportation Corporation, Tianjin,300300, China; 4. China Petroleum Pipeline No.4 Construction Company, Langfang,065000, China; 5. PetroChina Pipeline R&D Center, Langfang, 065000, China)

Studies on Russia pipeline standards have been carried out by domestic scholars already with attaching great importance to process operation, pressure testing and pipeline pigging of main oil pipeline. Relative domestic standards are compared and analyzed with selected Russia oil station operation technical standards in terms of oil pump unit operation, maintenance, inspection and safe management. The advancements of Russia standards are as following：pump operation conditions and service limit assessment based on pump vibration inspection, and pump urgent shutdown based on pipeline emergency conditions and excessive pump operation parameter, monitoring of pump impeller cutting and pump base sinking. Recommendations are made to improve China oil station operation and management by means of learning advanced experience from Russia standards.

Russia; oil pump; standards; operation; inspection

馬志宇(1974—)，男，遼寧沈陽人，1999年畢業(yè)于沈陽化工大學化工設(shè)備與機械專業(yè)，現(xiàn)主要從事城鎮(zhèn)燃氣工程監(jiān)理工作，任高級工程師。

TP273

B

1007-7324(2016)05-0022-03

稿件收到日期：2016-05-28，修改稿收到日期：2016-07-28。