AYS型大型兩級離心油泵的選型應(yīng)用

王家 于泳波 呂懷生（中國石化洛陽分公司）

1 背景介紹

洛陽分公司常減壓裝置自2008 年原油加工能力擴(kuò)建至800×104t/a。近年來，由于加工原油性質(zhì)不斷劣質(zhì)化及重質(zhì)化，減壓渣油出裝置量居高不下。特別是近年來分公司采取高低硫原油切換的順序加工模式，在高硫原油加工期間，減壓渣油出裝置量最高時(shí)達(dá)到了220 t/h，再加上減壓渣油作為急冷油的返塔量（平均約30 t/h），減渣泵負(fù)荷達(dá)到了250 t/h。為提高常壓塔、減壓塔分餾效果，2017年10月，常減壓裝置對常壓塔、減壓塔、減壓爐進(jìn)行檢修。但因機(jī)泵負(fù)荷限制，2017年后，在部分期間加工量高于18 000 t/d 時(shí)，仍需增開雙塔底泵運(yùn)行[1-2]。減壓塔底流程如圖1所示。

圖1 減壓塔底流程

兩臺塔底泵同時(shí)運(yùn)行，不僅極大消耗電量；同時(shí)，因?yàn)樗妆弥匾暂^高，如其中某臺泵出現(xiàn)問題，需大幅降低加工量，給生產(chǎn)帶來極大隱患。并且，機(jī)泵負(fù)荷不夠，也成為了今后裝置加工量擴(kuò)建的瓶頸。因此在2019 年裝置檢修之際，將兩臺機(jī)泵進(jìn)行了更新。

表1為2017、2019年常減壓裝置檢修前后減壓渣油加工數(shù)據(jù)對比，2019 年加工原油硫含量較2017年有明顯提高，且膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量也有明顯提高，符合當(dāng)前加工原油劣質(zhì)化趨勢。受減壓塔減壓深拔影響，2019年減壓渣油外送量及500 ℃前餾出量都有明顯降低，但加工負(fù)荷僅為85%。2019年檢修改造后，減壓塔進(jìn)一步改造，深拔能力進(jìn)一步提高，減壓渣油收率降低，但加工負(fù)荷提高，減壓渣油輸送量不變。

表1 2017、2019年常減壓裝置檢修前后減壓渣油加工數(shù)據(jù)對比

2 參數(shù)對比與性能測試

表2為2019年檢修期間更新的減壓渣油泵數(shù)據(jù)對比，在本次更新中將原單級離心泵更換為AYS型大型兩級離心油泵。為保障今后裝置加工能力擴(kuò)建至1 000×104t/a，高硫原油加工期間減壓渣油收率以23%計(jì)，則減壓渣油外送及返塔總量約為300 t/h，因而選擇該型號機(jī)泵[3-5]。

從表2 中還可看出，新泵效率較舊泵高2%，揚(yáng)程高20 m，但軸功率單臺增加約70 kW。通過更新，從表1 中2019 年10 月數(shù)據(jù)可以看出，在加工量高于19 000 t/d 時(shí)，單臺塔底泵可以滿足加工負(fù)荷，并且富有余量。

表2 減壓渣油泵新舊對比

對該泵進(jìn)行測試，新P1021A 泵性能測試部分?jǐn)?shù)據(jù)見表3。

表3 新P1021A泵性能測試部分?jǐn)?shù)據(jù)

通過表3 數(shù)據(jù)可以看出，泵流量由119 m3/h 提升至334.3 m3/h，提升215.3 m3/h、軸功率提升105.3 kW、泵效率提升31.1%；由334.3 m3/h提升至576.5 m3/h 時(shí)，提升242.2 m3/h、軸功率提升118.9 kW、泵效率僅提升10.8%。表1 中2019 年10月數(shù)據(jù)可以分析得，更新后減渣泵平均負(fù)荷為200 t/h，則機(jī)泵該流量下軸功率為315 kW，效率僅為49%。

3 經(jīng)濟(jì)效益對比

原常減壓裝置減壓渣油泵性能參數(shù)如表4 所示，在實(shí)際生產(chǎn)過程中，因裝置運(yùn)行后期，該單泵在輸出流量為125 t/h左右時(shí)，即需增開雙泵運(yùn)行。

根據(jù)表4數(shù)據(jù)可以看出，按原兩臺機(jī)泵總負(fù)荷為250 t/h，每臺機(jī)泵的流量則約為125 t/h，每臺電動機(jī)功率查得軸功率為213 kW，機(jī)泵效率為39.75%。經(jīng)過機(jī)泵更新后，單臺效率提升約10%。

表4 舊P1021A泵性能測試部分?jǐn)?shù)據(jù)

新泵每臺采購費(fèi)約60萬元。經(jīng)過改造，只需單臺運(yùn)行便可滿足生產(chǎn)要求，電費(fèi)按0.6元/kWh計(jì)，則每年電費(fèi)可節(jié)約225.40 萬元。回本期約為0.53 年。但因?qū)嶒?yàn)介質(zhì)的差別，所算經(jīng)費(fèi)會有所偏差[6]。

4 結(jié)論及認(rèn)識

因該機(jī)泵更新目的為適應(yīng)1 000×104t/a 加工量高硫原油期間負(fù)荷，但現(xiàn)加工量約680×104t/a。同時(shí)，現(xiàn)高低硫原油循序加工期間，高硫原油加工期間，減壓渣油泵負(fù)荷最大可達(dá)約250 t/h，為設(shè)計(jì)負(fù)荷的73.5%，通過表3 可以查出，此時(shí)泵軸功率為338 kW，泵效率為55.5%；但低硫原油加工期間減壓渣油泵負(fù)荷最低約為140 t/h，41.2%，查表3 得此時(shí)泵軸功率為297.8 kW，泵效率為42.9%，泵效率較低。該情況在加工負(fù)荷提高后會有所好轉(zhuǎn)[7-8]。

目前洛陽石化新建渣油加氫裝置，為適應(yīng)生產(chǎn)，計(jì)劃降低減壓塔深拔程度，減壓渣油外送量將有所提高，機(jī)泵效率也會進(jìn)一步提高。同時(shí)也為洛陽石化今后1 800×104t/a適應(yīng)性改造做好基礎(chǔ)。通過機(jī)泵改造及經(jīng)濟(jì)核算可以看出，本次改造較為成功、效果顯著，有效地解決了原機(jī)泵能力不足、存在較大安全隱患、電耗較高等問題。但在較低加工負(fù)荷下，機(jī)泵的效率較低，需加強(qiáng)對機(jī)泵工況的觀察[9-10]。