研究輸油泵采取葉輪切削技術在生產中的應用效果

師帥

摘要：在進行較長距離的石油管道運輸過程中，輸油泵作為增壓設備，對輸油管道的輸送能力起到十分重要的作用。通常情況下，在對輸油管道進行設計時，也對輸油泵的性能狀態進行了預設。但是，輸油管道對石油的運送量取決于市場的需求或出于輸送經濟狀態的考慮，這個時候，就極易出現輸油泵功率與輸油管道所需性能不匹配的情況。由于輸送條件的變化，輸油管道的運輸量往往會低于設計時所預估的運輸量，而低量運輸狀態往往通過調節閥進行調整，使輸油管道處于節流狀態，這樣會加大設備的磨損，降低設備使用狀態，還會導致運行成本的增加。因此，為減少設備的損耗，研究采取葉輪切削技術在輸油泵中的應用效果，降低損耗。

關鍵詞：輸油泵;葉輪切削技術;生產應用

近些年來，石油管道運輸量保持在一個相對穩定狀態，輸油泵的使用也會處于一個正常狀態，但是，當石油管道運輸量減少時，輸油泵為輸送石油提供的能量就應相應減少，由于設備自身的限制，使輸油泵只能做同樣的負荷輸出的狀態下輸送更少的油量，長時間下來會加速輸油泵和其他相關設備的損耗。為降低輸油泵等相關設備的損耗，可以將輸油泵內部的葉輪更換為更小的葉輪，使其滿足輸出需求。但是，即使能夠對葉輪進行更換，也很難找到符合要求的更小的葉輪。因此，可以在原裝葉輪的基礎上根據標準對其進行切削，使其符合要求。雖然經過切削的葉輪穩定性要低于原裝葉輪，但在沒有更小的葉輪進行更換或為了減少支出時，普遍在輸油泵中采取葉輪切削技術。

一、葉輪切削技術的原理分析

（一）關于輸油泵

輸油泵是將原動機的機械能轉化為輸油管道輸送石油的動能的機械，是石油輸送當中不可缺少的設備，被廣泛應用于石油行業。由于泵對石油的輸送十分重要，一般石油生產公司在選擇輸油泵時都會出于最優考慮，使輸油泵能夠充分滿足系統的要求，工程師往往會選取輸送能過大的輸油泵，同時保障系統的安全性。但是，輸油泵相對系統而言容量過大容易導致資源浪費，并且，過大的泵容量會導致設備的一部分功率僅僅只是損耗掉，而完全沒有發揮任何作用。這樣一來，就導致了更高運行維護成本的產生，也無形當中降低了輸油泵的壽命。此外，輸油泵選型過大且在效率較低的運行條件下，輸油泵通常需要更為頻繁的保養，過多的剩余“能量”增大了輸油泵的磨損情況，并且會損壞相關系統部件。處理輸油泵選擇過大的方法有節流、調速、更換泵、更換葉輪、葉輪切削等，節流、調速使用的較多，但其會對輸油泵造成一定的損壞，增加了維護成本，更換泵的成本過高，應用價值不大，更換葉輪較好，但是常常無法找到合適的葉輪進行更換，所以，相對而言，將原泵的葉輪進行切削，既節約了成本，又有利于輸油泵的維護。

（二）葉輪切削技術原理

葉輪切削技術指的是通過對葉輪的直徑進行處理，從而降低葉輪傳輸能量的作用。葉輪切削技術對于選擇的輸油泵過大的改造情況是有較好的改進效果的。葉輪切削使得葉輪的半徑減小，相應的其端速也隨之減小，由此就可以直接降低傳遞到石油管道中石油上的流體能量，并且降低了輸油泵本身產生的流量和壓力。在實際應用當中，由于輸油泵流動的非線性導致葉輪尺寸和泵的輸出之間的理論關系數據并不是十分的精確，但是，這對葉輪切削的影響不大，葉輪切削對流量、壓頭以及功率的基本作用仍然是有效的。葉輪切削的最終結果取決于系統曲線和泵的性能變化。

（三）葉輪切削技術的適用

并不是所有的輸油泵不適用時都可以采用葉輪切削技術對葉輪進行改造。由上述葉輪切削技術的原理可知，只有當石油泵處于選型過大的情況下才可以進行葉輪切削。當系統存在以下現象時，可以考慮采用葉輪切削技術：第一，系統的大多數旁通閥打開。說明此時系統內的流量過大的時候，可以通過葉輪切削改變系統運作。第二，系統需要過分節流來控制到輸油管的流量的時候，如果未來將長期保持這一狀態時，可以考慮通過葉輪切割來改變系統狀態。當輸油泵存在高噪音或者震動時，表明流量過大，要及時進行改善。此外，對于為什么不選擇更換一個更小的葉輪而選擇對葉輪進行切削，這是由于即使找到更小尺寸的葉輪進行更換，但其對于整個輸油泵系統而言負載太小，無法符合輸油泵系統的運行，在這種情況下，葉輪切削技術可能是對改造輸油泵最好的方法。

二、在生產中輸油泵采取葉輪切削技術的應用價值

（一）降低設備運行及維護保養成本

降低葉輪尺寸的主要好處是降低運行及維護保養成本。通過旁通管線和節流閥所浪費的能量以及通過系統噪音和振動所擴散的能量都會變得更少。葉輪切削的節能基本上與直徑降低的立方成正比。因為電機和泵都存在一個效率問題，所以電機實際消耗的功率會高于流體功率。通過葉輪切割，可以有效降低能量損耗，減少原料支出，降低生產成本。

（二）減少磨損

除了節能之外，葉輪切削還可以降低管道系統、閥門及管道系統支架的磨損。流體流動產生的管道系統振動會導致管道焊接部位和機械接頭疲勞。隨著使用時間的推移，焊縫和接頭會出現裂紋和松動，導致系統泄漏進而不得不進行停工檢修。從設計的觀點，過大的流體能量也不是所期望的。管道支架的間隔設定和選型通常情況下根據其能夠承受的管道及流體的靜負載、來自系統內部的壓力負載，以及溫度變化所造成的熱膨脹（在熱動力應用場合）來進行的。過大流體能量所產生的振動負載設計時并沒有考慮在內，所以會導致系統泄漏、停工檢修及額外維護保養。

結語：

通過葉輪切割技術，可以有效改善因輸油泵過大造成的不良影響，減少了能源消耗，降低了輸油泵系統維護修理成本，提高了輸油泵的安全性與穩定性。此外，輸油泵采取葉輪切削技術在石油輸送行業尚未被大規模實踐，但就目前的研究和實踐而言，將葉輪切削技術運用于輸油泵，具有積極的應有價值，更多的應用待進一步探索發現。

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