1、含油污水回收泵的演變及優(yōu)劣分析

　　1.1 采用臥式離心泵做回收泵

　　油田最早采用的是臥式離心泵做含油污水回收泵，具體工藝為含油污水回收泵房地平面與污水池底基本持平，將臥式離心泵安裝在泵房?jì)茸鳛楹臀鬯厥毡?，這樣因含油污水池中的含油污水液面高于回收泵，從而使離心泵不需要自吸能力就能將含油污水吸入并輸送出去。這種方法在油田開(kāi)發(fā)早期得到了廣泛的應用，但由于其本身的缺陷及油田三次采油的開(kāi)展，弊端不斷顯現，具體表現在以下3個(gè)方面。

　　(1)由于回收泵房地平面需要與回收水池池底在同一平面.一方面不僅增加了基建投資，另一方面回收泵房防水也是一個(gè)問(wèn)題。同時(shí)，隨著(zhù)油田三次釆油步伐的加快，回收水池越建越大、越建越深，回收水泵房建設的難度則越來(lái)越大。并且由于北方四季環(huán)境溫差大，導致夏天泵運轉狀況好.但隨著(zhù)冬天溫度的降低，污水中的污油成分凝固，導致含油污水的流動(dòng)性變差，泵吸液能力下降而影響含油污水回收。

　　(2)由于泵房建設投資規模大，故泵房建的規模相對較小。導致泵房?jì)炔靠臻g狹小，同時(shí)因泵房地面較低，使用和維護起來(lái)不方便。

　　(3)隨著(zhù)油田三次采油步伐的加快，含油污水黏度不斷提高，而離心泵自身的自吸能力差，很難將含油污水正常吸入。

　　1.2 用潛水泵做回收泵

　　隨著(zhù)臥式離心泵的不適用，油田開(kāi)始采用潛水泵作為回收泵。其直接將潛水泵安裝在含油污水池中，不需要單獨建泵房。由于采用潛水泵做回收泵工藝簡(jiǎn)單，所以很快便在油田推廣開(kāi)來(lái)。

　　但隨著(zhù)潛水泵的不斷推廣，問(wèn)題也隨之而來(lái)：①由于潛水泵沉沒(méi)在油池里，所以泵有故障后不能及時(shí)發(fā)現，同時(shí).維修起來(lái)較困難。②因泵和電纜均在含油污水池里.存在安全隱患。近幾年，油田也發(fā)生過(guò)多起潛水泵爆炸事情。③維修成本相對較高。

　　1.3 用立式離心泵或立式螺桿泵做回收泵

　　油田還試過(guò)將立式離心泵或立式螺桿泵安裝在污油回收池頂的工藝，但受泵長(cháng)度、穩定性等方面的影響.最終未成功。

　　1.4 用臥式單螺桿泵做回收泵

　　油田含油污水處理站、聯(lián)合站等屬于要害崗位且是重點(diǎn)防爆場(chǎng)所，從安全、環(huán)保、操作及維修角度考慮，含油污水回收泵應安裝在地面最適合。

　　2008年，油田提出將含油污水回收泵安裝在地面的工藝方法，采用單螺桿泵做污油污水回收泵：將泵房建在污油池旁，單螺桿泵安裝在泵房?jì)?，管線(xiàn)直接從泵進(jìn)口延伸到含油污水池里，泵房地面不需下沉。該方法于當年冬天在污水處理站試驗，泵啟動(dòng)后數秒鐘，含油污水從池里吸入到泵里并排出，泵運轉平穩，壓力和流量顯示穩定，試驗效果良好。隨后開(kāi)始在油田逐步推廣，使用效果較為理想。泵排量也從最初的每小時(shí)幾十立方米到現在的每小時(shí)200多立方米。其優(yōu)點(diǎn)主要體現在以下4點(diǎn)：①泵房及工藝建設投資少。②現場(chǎng)操作、維護方便。③不存在安全、環(huán)保隱患。④不會(huì )因介質(zhì)黏度的增大或環(huán)境溫度變低而吸不上液。

　　2、不同設備的原理分析

　　(1)臥式離心泵。臥式離心泵屬于葉輪式泵，依據離心力原理設計，靠高速旋轉的葉輪帶動(dòng)介質(zhì)轉動(dòng)并將介質(zhì)輸出，從而達到輸送目的。離心泵結構簡(jiǎn)單、造價(jià)低、維修方便.在輸送水等低黏度介質(zhì)且無(wú)自吸要求時(shí)有很大優(yōu)勢，缺點(diǎn)是自吸能力差，尤其是對黏度較高的污油及含油污水，離心泵很難實(shí)現在地面通過(guò)管線(xiàn)直接將污油及含油污水吸入，所以在采用臥式離心泵做污油或含油污水回收泵時(shí)，須將泵中心高(吸入口中心高)降低到和液面一致。但這種工況施工費用高、地下空間緊湊、維修及現場(chǎng)操作不方便，且由于污油及含油污水黏度高，泵效較低，使用效果并不理想，尤其是在寒冷的冬季。

　　(2)臥式單螺桿泵。臥式單螺桿泵屬于回轉容積式泵，通過(guò)定子和轉子形成的一個(gè)個(gè)密封腔容積的變化，實(shí)現將介質(zhì)吸入，逐漸建立壓力進(jìn)而將介質(zhì)輸出。單螺桿泵具有很強的吸入能力.能夠輸送黏度高的介質(zhì)。單螺桿泵安裝在地面.通過(guò)管線(xiàn)可以直接將污油污水池中的含油污水吸入到泵中，然后經(jīng)過(guò)泵的加壓輸送到目的地。單螺桿泵運行平穩，噪聲低、操作簡(jiǎn)單，因為用定子多種彈性材料制成，所以能完成高黏度流體和含有硬質(zhì)懸浮顆粒介質(zhì)或含有纖維介質(zhì)的輸送，有一般泵種所不能勝任的特點(diǎn)。

　　所以，從原理上講，臥式單螺桿泵應該是污油污水回收泵的最佳選擇。但由于螺桿泵制造技術(shù)含量高，而不同廠(chǎng)家的產(chǎn)品質(zhì)量又差別較大，如果產(chǎn)品質(zhì)量差、相關(guān)性能達不到現場(chǎng)要求，也會(huì )導致介質(zhì)無(wú)法吸入、泵振動(dòng)、噪聲大、易損壞等故障、現象，所以選擇具有成熟技術(shù)和經(jīng)驗的專(zhuān)業(yè)廠(chǎng)家的螺桿泵產(chǎn)品.是現場(chǎng)實(shí)際應用能否成功的關(guān)鍵。

　　3、臥式單螺桿回收泵選型及維修關(guān)鍵

　　根據現場(chǎng)實(shí)際工況條件，選擇合適的單螺桿泵，是實(shí)際應用能否取得成功的關(guān)鍵。下面，從泵轉速、橡膠的選擇、氣蝕余量3個(gè)方面探討維修及選取合適的單螺桿泵。

　　3.1 轉速的選擇單螺桿泵

　　因為輸送較高黏度的介質(zhì)及含有顆粒的液體，其轉數的選擇較為關(guān)鍵。根據現場(chǎng)實(shí)際應用及維修經(jīng)驗，可根據下列具體情況綜合考慮。

　　表1和表2給出了所輸送的具體介質(zhì)及其磨損性的特性。請注意，介質(zhì)的特性隨其濃度和溫度的變化而變化，當泵的規格越大時(shí)，轉速應選低一些。

　　根據油田含油污水的特性及近幾年的實(shí)踐經(jīng)驗看，轉速在200-360r/min最佳。

　　3.2 襯套橡膠材料的選擇

　　單螺桿泵襯套為橡膠制品，也是單螺桿泵的一個(gè)易損件，其性能好壞直接影響襯套的使用壽命及密封效果。一般正常情況下襯套的使用壽命為3~6個(gè)月，如果選用不當，襯套可能從鋼管中脫落或橡膠掉塊。所以要對橡膠的基本特性及橡膠對各種不同介質(zhì)的適應性有所了解。

　　由于油田含油污水中存在一定量的化學(xué)藥劑及雜質(zhì)并具有一定的腐蝕性，但溫度不高，根據上表并結合現場(chǎng)使用、維修經(jīng)驗，結合橡膠特性及實(shí)際應用效果，選用丁睛橡膠即可。但是在三元復合驅區塊，因介質(zhì)中含有表活劑等則宜選用乙丙橡膠作襯套。

　　3.3 汽蝕余量NPSH

　　為了使泵能正常運行而不發(fā)生汽蝕現象，裝置的有效汽蝕余量NPSHa需比泵的必需汽蝕余量NPSHr大，即NPSHa>NPSHr這一點(diǎn)可以從下面的模型中推導出來(lái)(圖1)。

　　圖1中，Pa、Pc、Pv，分別表示A—A液面壓力，C—C截面壓力和液體汽化壓力，Vc表示C—C截面液體流速。Ha-i、Hi-c分別表示A—A到I—I，I—I到C—C截面液流的水力損失。Zc表示C—C高出截面中心的位差，Za表示I—I截面高出A-A液面的位差即泵的安裝高度。γ和g分別表示液體重度和重力加速度。

　　當NPSHa=NPSHr時(shí)，Pc=Pv，C—C截面處產(chǎn)生汽蝕。所以，保證C-C截面處不發(fā)生汽蝕也即泵能正常工作的條件是PSHa>NPSHr

　　4、臥式單螺桿回收泵的安裝

　　根據現場(chǎng)實(shí)際應用及維修情況.螺桿泵在安裝上有章可循，同樣的現場(chǎng)工況，可能會(huì )因為不同的工藝安裝方法而導致不同的結果。

　　(1)水平側進(jìn)。正常情況下，螺桿泵可以是進(jìn)口向上、水平向左或向右。由于水平進(jìn)比向上進(jìn)降低了管線(xiàn)的高度、減少了彎頭的數量，從而有效降低了沿程損失，所以在近幾年的實(shí)際應用中，設計均為水平進(jìn)的安裝方式。

　　(2)加裝補水管線(xiàn)。由于是負壓起泵，所以在起泵時(shí)進(jìn)口管線(xiàn)內基本上沒(méi)有液體，只有空氣介質(zhì)，需將管線(xiàn)內空氣排出后才能將液體介質(zhì)吸入，這樣泵存在一個(gè)干運轉時(shí)間，這是單螺桿泵需盡量避免的。為此，現場(chǎng)安裝時(shí)需從出口匯管向泵進(jìn)口引一條回水管，管上安裝小閘閥，起泵前，先將閘閥打開(kāi)，給泵補液。這樣一方面避免了泵的干運轉.另一方面也增強了泵的吸入能力。

　　(3)泵與進(jìn)口管線(xiàn)一一對應。每條進(jìn)口管線(xiàn)只對應一臺泵，避免進(jìn)口管線(xiàn)互相連通，減少閥門(mén)及漏氣點(diǎn)。

　　單螺桿泵在起動(dòng)前應注意以下事項：①確保進(jìn)出口閥門(mén)已全部打開(kāi)。②確保池中的液面已沒(méi)過(guò)進(jìn)水管。③出口有能正常工作的壓力表和流量計。④起泵后要注意觀(guān)察壓力表和流量計，如果起泵10-15s后壓力表和流量計無(wú)變化應立即停泵，檢查原因。

　　5、結論

　　近幾年，單螺桿泵在油田含油污水回收中逐漸替代了液下泵和離心泵，取得了較好的應用效果。通過(guò)以上分析，單螺桿泵在含油污水回收中具有廣闊的應用前景。( >

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