石油不(bú)同調節辦法下泵的能耗分析同(tóng)管道(dào)腐蝕現狀
【一】、不同調節(jiē)辦(bàn)法下(xià)泵(bèng)的能耗分析
在(zài)對不同調節辦法下的能耗分析時,文章僅針(zhēn)對(duì)目(mù)前廣泛(fàn)采用的閥(fá)門調節和泵(bèng)變(biàn)轉速調節兩種調節辦法加以分析。由於不鏽鋼齒輪泵(bèng)的並、串(chuàn)聯操作目的在於提高壓頭或流(liú)量,齒輪泵在運用不多(duō),其能耗可(kě)以(yǐ)結合圖2進行分析,方法基本(běn)相同。
1閥門調節流量時的功耗
不鏽鋼齒輪泵運行時,電(diàn)動機輸入泵軸的功率N為:
N=vQH/η
式中N——軸功率,w;
Q——泵的壓頭,m;
H——泵的實(shí)際流量,m3/s;
v——流體比重,N/m3;
η——泵的效率。
當用閥門調節流量從Q1到Q2,在(zài)工作點(diǎn)A2消耗的軸功率為:
NA2=vQ2H2/η
vQ2H3——實際有用功率,W;
vQ2(H2-H3)——閥(fá)門上損耗得功率,W;
vQ2H2(1/η-1)——不鏽鋼齒輪(lún)泵損失的功率,W。
2變速調節流(liú)量時的功耗
在進(jìn)行(háng)變速分析時因要用到不鏽鋼齒輪泵的比例定律,根據其應用條件,以下分(fèn)析均指不鏽鋼齒輪泵的變速範圍在±20%內,且不鏽鋼齒輪(lún)泵本身效率的變化不大。用電動機變(biàn)速調節流量到流量Q2時,在(zài)工作點A3泵消耗(hào)的軸功率為:NA3=vQ2H3/η
同樣經變換可得:
NA3=vQ2H3+vQ2H3(1/η-1)(2)
式中vQ2H3——實(shí)際有用功率,W;
vQ2H3(1/η-1)——不鏽鋼齒輪泵損失的功率,W。
對於目前不鏽鋼齒輪泵通用的出口閥門調節和泵變轉速調節兩種主要流(liú)量調節辦法,泵變轉速調節節約的能耗比出口(kǒu)閥門調節大得多,這點(diǎn)可以從兩(liǎng)者的功耗分析和功耗對比分析看出。通過不鏽鋼齒(chǐ)輪泵的流量(liàng)與揚程的關係圖,可以為直觀的(de)反映(yìng)出兩種調節辦法下的能耗關係。通過泵變速調節來減小(xiǎo)流量還有(yǒu)利於降低不(bú)鏽鋼齒輪泵發生汽蝕的可(kě)能性。當流量減小越大時,變速調節的節能效率也(yě)越大,即閥門(mén)調節損耗(hào)功率(lǜ)越大,但是,泵變速(sù)過大時又會造成(chéng)泵效率降低,超出泵比例定律範圍,因此,在實際應用時應該從多方麵(miàn)考慮,在二者之間綜合出佳(jiā)的流量調節方法。
通過(guò)不鏽鋼齒輪泵與管路係統的特性曲線圖分析了不鏽鋼齒輪泵流量(liàng)調節的幾種主要辦法(fǎ):出(chū)口閥門調(diào)節、泵變速調節和泵的串、並聯調節。用(yòng)特(tè)性曲線圖分析(xī)了出口閥(fá)門調節和泵變速(sù)調節兩種辦法的能耗損失,並進行了對比(bǐ),指出不鏽鋼齒輪泵(bèng)用變(biàn)速調節流量比(bǐ)用出口閥門調節流量可以好的(de)節(jiē)約能耗,且節能效率與流量變化大小有關。在實際應用時應該注意變速調節(jiē)的範圍,才能好的應用不鏽鋼齒輪泵變速調節。
不鏽鋼齒輪泵是廣泛應用於(yú)工業係統的一種通(tōng)用流體機械。它(tā)具有性能適應範圍廣(包括流量、壓頭及(jí)對輸送介質性質的適應性)、體積小、結構簡單、操作(zuò)容易、操作(zuò)費用低等諸多優點。通常,所選不鏽鋼齒輪泵的流量、壓頭(tóu)可能會和管(guǎn)路中要求的不一致,或由於生產任務、工藝要求發生(shēng)變(biàn)化,此時都要求對泵進行流量(liàng)調節,實(shí)質(zhì)是改變不鏽鋼齒輪泵的工作點。不鏽鋼齒輪泵的工作點是由泵的特性曲(qǔ)線和管路係統特性曲線一起決定的,因此,改變任何一個的特性曲線都可以達到流量調節的(de)目的。目(mù)前(qián),不鏽鋼齒輪泵的流量調節辦法主要有調節閥控製、變速控製以及泵的並、串聯調節(jiē)等。
【二】、齒(chǐ)輪油泵管道的腐蝕現狀
我國石(shí)油工業己擁有長輸管道(dào)約有(yǒu)1.8萬(wàn)Km,油田集(jí)輸管道(dào)約20萬Km,因管道腐蝕造成的損(sǔn)失是驚人的,以勝利油(yóu)田為例,勝利油(yóu)田擁有各種地(dì)麵管線2萬Km,在強腐(fǔ)蝕區新建的鋼(gāng)管道,3~6個月就開(kāi)始(shǐ)穿孔,6~12個(gè)月大修,1~2年就報廢重建,造成巨大經濟損失,據初步(bù)統計,勝(shèng)利油田金屬管道僅1998年就新DN200以(yǐ)上管線270Km耗資1.05億元人民幣。為此根據企業生產(chǎn)實際,將來齒輪泵(bèng)鋼質管道受腐蝕條件約束造成的影響歸納總(zǒng)結(jié),同時了解腐蝕現象(xiàng)和規(guī)律,有針(zhēn)對性地采取防止腐蝕(shí)的措施(shī)。目前油氣田的腐蝕(shí)環境主要有:大氣腐蝕、土壤腐蝕、油田采(cǎi)出水腐蝕(shí)環境。
1、大氣腐蝕
齒輪油泵鋼質管道在大氣自然環境條件下(xià),由於大氣中的水,氧,等物質(zhì)作用下而引起的(de)腐蝕,叫大氣腐蝕。大(dà)氣腐蝕的機理是金屬處於表麵薄層電解液下的腐蝕過程,因而具有與浸(jìn)沒在電解液內(nèi)的(de)腐蝕過程不同的特點。金屬表麵含飽(bǎo)和(hé)氧的電解液膜的存在,使大氣腐蝕的電化學過程中氧去化過程(chéng)變的容易進行,在工業大氣中,液膜常常呈酸性,這時可能產生氫(qīng)去化腐蝕,但是由於氧易到達陰級,所以氧的去化(huà)作用仍(réng)然是主要的。
2、土(tǔ)壤(rǎng)腐蝕
隨著石油工業的發展,埋設(shè)在地下的油、氣、水、管道等日(rì)益增多。發(fā)生土壤腐蝕的原因可以歸納為二方麵:
(1)土壤的性質:土壤(rǎng)中有水分和能進(jìn)行離子導電的(de)鹽(yán)類存在,使土壤具有電解質溶液的特征。
(2)由於(yú)外界漏電的影響,土壤中有雜散電流通過地(dì)下金(jīn)屬管道,因而發生電解作用。電解(jiě)電池的陽是遭受腐蝕的部位。
(3)土壤中作用而(ér)引起的腐蝕,稱為生物腐蝕。
3、水(shuǐ)腐(fǔ)蝕環境
水是石油的伴生物。水對金屬設備和齒輪油泵管道會產生腐蝕。尤其是含有大量雜質的油田水對(duì)金會產生嚴重的腐蝕。油田水中的溶解鹽類對金屬腐蝕有很大(dà)影響,其中較重要的是氫化物。較常見的(de)引起金屬腐蝕的物質(zhì)是水(shuǐ)中溶解的氧氣、、硫化(huà)氫等氣體。此外,油田水的硫(liú)酸鹽還原菌等微生物(wù)也對(duì)金屬(shǔ)管道產生嚴重腐蝕。