在石油化工領(lǐng)域,高粘度原油的卸車一直是個棘手的問題。高粘度原油流動性差、阻力大,傳統(tǒng)卸車設(shè)備往往難以應(yīng)對,導(dǎo)致卸車效率低下、能耗增加,甚至可能引發(fā)安全隱患。不過,隨著科技的不斷進(jìn)步,凸輪轉(zhuǎn)子泵的出現(xiàn)為這一難題提供了完美的解決方案。
一、高粘度原油卸車的挑戰(zhàn)
高粘度原油由于其特殊的物理性質(zhì),在卸車過程中會遇到諸多挑戰(zhàn)。首先,粘度高使得原油在管道中流動時摩擦力增大,需要更高的壓力才能推動其流動,這不僅增加了動力消耗,還對卸車設(shè)備的耐壓性能提出了極高要求。其次,高粘度原油容易在管道和設(shè)備內(nèi)壁附著,造成堵塞,影響卸車的連續(xù)性。此外,一些高粘度原油還具有較高的凝點(diǎn),在低溫環(huán)境下容易凝固,進(jìn)一步加大了卸車的難度。
二、凸輪轉(zhuǎn)子泵的工作原理
凸輪轉(zhuǎn)子泵是一種容積式泵,其工作原理基于兩個同步運(yùn)動的轉(zhuǎn)子。這兩個轉(zhuǎn)子由一對外置式同步齒輪箱進(jìn)行傳動,在傳動軸的帶動下同步反方向旋轉(zhuǎn)。當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時,泵腔內(nèi)容積發(fā)生變化,從而形成較高的真空度和排放壓力。在吸油過程中,轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動使泵腔容積增大,形成負(fù)壓,將高粘度原油吸入泵腔;在排油過程中,轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動使泵腔容積減小,將原油擠出泵腔,實(shí)現(xiàn)輸送。
三、凸輪轉(zhuǎn)子泵應(yīng)對高粘度原油卸車難題的優(yōu)勢
高粘度適應(yīng)性:凸輪轉(zhuǎn)子泵的特殊設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)使其在輸送高粘度流體時依然能夠保持穩(wěn)定的流量和壓力。它能夠輕松應(yīng)對粘度高達(dá)250萬cp的介質(zhì),對于高粘度原油來說,能夠高效、穩(wěn)定地完成卸車作業(yè)。
強(qiáng)自吸能力:凸輪轉(zhuǎn)子泵具有強(qiáng)大的自吸能力,無需額外的灌注設(shè)備,就能在短時間內(nèi)將原油從槽車中吸入泵體,大大提高了卸車效率。這一優(yōu)勢在處理高粘度原油時尤為重要,因?yàn)楦哒扯仍碗y以依靠自身重力快速流動,強(qiáng)自吸能力能夠確保卸車過程的順利進(jìn)行。
耐磨損耐腐蝕:油田開采和運(yùn)輸環(huán)境復(fù)雜,原油中往往含有腐蝕性物質(zhì),同時對設(shè)備的磨損也較為嚴(yán)重。凸輪轉(zhuǎn)子泵采用高強(qiáng)度、耐腐蝕的材料制造,如銅材質(zhì)轉(zhuǎn)子、鑄鋼材質(zhì)泵殼等,能夠有效抵抗腐蝕和磨損,延長設(shè)備的使用壽命,降低維護(hù)成本。
運(yùn)行穩(wěn)定可靠:該泵的結(jié)構(gòu)相對簡單,沒有復(fù)雜的易損部件。兩輪之間保持一定間隙,相互之間不摩擦、無磨損,在長時間的連續(xù)運(yùn)行中,能夠保持高效的工作狀態(tài),減少設(shè)備故障和停機(jī)時間,保障卸車作業(yè)的連續(xù)性。
節(jié)能高效:凸輪轉(zhuǎn)子泵設(shè)計(jì)新穎,運(yùn)轉(zhuǎn)速度低,但效率高。與螺桿泵、齒輪泵等傳統(tǒng)泵相比,可節(jié)能30%以上。較低的轉(zhuǎn)速不僅降低了能耗,還減少了泵送元件的材料磨損及撕裂,進(jìn)一步提高了設(shè)備的可靠性和使用壽命。
四、凸輪轉(zhuǎn)子泵在高粘度原油卸車中的應(yīng)用案例
遼寧某油田在處理進(jìn)口高粘度原油卸車時,就遇到了難題。該原油加熱后溫度在80℃-180℃,粘度高達(dá)4580mpa.s,流量要求為200m/h,入口壓力需達(dá)到-0.7bar,出口壓力為16bar。之前采用稠油泵,雖然壓力能勉強(qiáng)達(dá)標(biāo),但泵的震動大,耗電量大,不符合節(jié)能減排的要求。后來設(shè)計(jì)院修改方案,采用了凸輪轉(zhuǎn)子泵。凸輪轉(zhuǎn)子泵廠家根據(jù)介質(zhì)的溫度、粘度以及磨損情況,選擇了黃銅材質(zhì)轉(zhuǎn)子和鑄鋼材質(zhì)泵殼。自2016年投入運(yùn)行至今,該凸輪轉(zhuǎn)子泵沒有出現(xiàn)故障,也無配件更換歷史,完美地解決了客戶的問題,實(shí)現(xiàn)了高效、穩(wěn)定、節(jié)能的卸車作業(yè)。
凸輪轉(zhuǎn)子泵憑借其獨(dú)特的工作原理和顯著的性能優(yōu)勢,成為高粘度原油卸車難題的理想解決方案。它不僅能夠提高卸車效率、降低能耗,還能有效延長設(shè)備使用壽命,減少維護(hù)成本,為石油化工企業(yè)帶來顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和完善,凸輪轉(zhuǎn)子泵在高粘度原油卸車領(lǐng)域的應(yīng)用前景將更加廣闊,有望成為行業(yè)的主流選擇。