降低海上平臺回摻水泵氣蝕次數的方法

黃 嘯

（中海石油（中國）有限公司天津分公司，天津 300452）

1 存在的問題

某平臺兩個原油系列各有3 臺回摻水泵，主要作用是將電脫入口分離器脫出的生產污水轉至生產分離器入口或轉入斜板除油器入口（圖1）。

圖1 回摻水泵流程

經過認真研究近兩年回摻水泵故障維修記錄，并且對兩個系列的回摻水泵維修記錄進行了分類統計，發現原油一系列回摻水泵故障率明顯高于原油二系列回摻水泵，氣蝕造成回摻水泵故障的次數一系列也明顯高于二系列。

首先將回摻水泵C/F 出口壓力表更換為防振壓力表，盡可能排除因設備振動造成的壓力波動，經長時間巡檢統計發現一系列回摻水泵出口壓力頻繁波動，并且波動幅度明顯大于二系列，同時一系列回摻水濾器可以排出少量氣體，因此可以判斷原油一系列回摻水泵氣蝕情況比原油二系列回摻水泵氣蝕情況嚴重。

同時在多次檢修過程中發現存在氣蝕坑，加重了泵殼的損壞，致使機封無法密封，因此氣蝕是造成回摻水泵反復故障的主要原因之一。

利用回摻水泵氣蝕次數在運行總次數中的占比α，來判斷回摻水泵的氣蝕情況：

經過計算發現，原油一系列α1=7.14%、二系列α2=5.00%，所以一系列回摻水泵的氣蝕情況更為嚴重。從上面的統計可以看出，一系列回摻泵故障次數明顯高于二系列，因此運行故障次數與氣蝕次數正相關。這也進一步證明，氣蝕是導致回摻水泵故障的主要原因，因此降低回摻水泵的氣蝕次數很有必要。

2 原因分析

經過調查分析，可能造成回摻水泵氣蝕的因素有：①回摻水泵額定排量過大；②電脫入口分離器水室容積過小；③電脫入口分離器罐壓設定不合理；④電脫入口分離器堰管容易臟堵底部連通；⑤消泡劑下藥濃度不合理；⑥電脫入口分離器水室收油不及時；⑦回摻水泵安裝不合理。通過深入分析研究發現，回摻水泵額定排量過大，消泡劑下藥濃度不合理是導致回摻水泵氣蝕的主要原因。

2.1 回摻水長期憋壓運行造成泵體內生產污水溫度升高

在日常生產中發現，如果回摻水泵出口調節閥開度過大，就會對下游流程造成沖擊。為減小對下游斜板除油器的沖擊，人為通過限制出口調節閥開度來控制流量，致使實際運行出口壓力高于設計的額定壓力。另外還發現泵實際運行參數與設計要求嚴重不符，這可能造成泵體內介質溫度升高。

為最大限度地測出泵體內介質溫度，利用點溫槍選擇泵體加裝的冷卻管線靠近泵體出口處測溫，經記錄統計得出泵出口溫度與回摻水泵運行時長的關系，可以看出泵出口溫度最終穩定在85～86 ℃（圖2）。

圖2 泵的出口溫度與運行時間的關系

在實驗過程中，電脫入口分離器罐內溫度為81 ℃，小于泵出口溫度，所以經本次現場試驗以及統計分析可以證明，回摻水泵額定排量過大、長期憋壓運行是泵體內生產污水溫度升高的主要原因。

2.2 消泡劑下藥濃度不合理

通過調取斜板除油器的氣相閥開度曲線，發現一系列斜板除油器氣相閥開度明顯大于二系列。

根據兩個系列斜板除油器PV 閥開度曲線發現，一系列污水明顯比二系列污水脫氣量大，這從側面說明原油一系列脫氣效果不好，最可能原因是消泡劑加注濃度不合理，與一系列液體配伍性不好，致使生產分離器處理完后進入下游的液體中仍含有大量溶解氣，大量氣體隨生產分離器油相液體進入電脫入口分離器，致使電脫入口分離器處理氣量超負荷，不能徹底將溶解氣脫出。

在日常生產中，電脫入口分離器A、B、C、D 均出現過脫氣異常，導致液相中含有大量氣泡，有時油相出口取樣甚至為泡沫液，導致進料泵泵效降低，同時在電脫進料泵濾器處排出大量氣體。這些現象也在一定程度上證明，消泡劑加注濃度不合理是導致回摻水泵氣蝕的主要原因。

3 解決措施

3.1 回摻水泵換型

對一系列回摻水B 泵進行換型，更換為廣東肯富來泵業股份有限公司生產的新型回摻水泵，型號為KCC65X40-250，額定排量30 m3/h，揚程70 m，氣蝕余量3.2 m。回摻水泵換型后，測量回摻水泵不同出口壓力對應的實際排量，利用超聲波流量計測試不同出口壓力下回摻水泵的實際排量并進行記錄、分析。

通過分析判斷，新型回摻水泵揚程70 m，正常運行時入口壓力130 kPa，因此回摻水B 泵出口合理運行壓力為830 kPa。根據肯富來回摻水泵流量測試曲線發現，泵效以50%為最佳，相應的流量為36 m3/h、泵出口運行壓力為800 kPa。

3.2 消泡劑優化換型，調整加注濃度

對消泡劑BHX-03 加注濃度進行調整，分系列梯度調整消泡劑BHX-03 注入濃度，并監測對應系列斜板除油器氣相調節閥開度。當上調一系列消泡劑BHX-03 注入濃度時，流程脫氣明顯改善，對應一系列斜板除油器氣相閥開度有明顯下降，說明生產水中含氣量明顯減少；上調二系列消泡劑BHX-03 注入濃度時，流程脫氣沒有明顯改善，對應系列斜板除油器氣相閥開度有明顯變化。斜板PV 閥與消泡劑加注濃度的關系如圖3 所示。

圖3 斜板PV 閥與消泡劑加注濃度的關系

通過一段時間的觀察后發現，當提升一系列消泡劑BHX-03加注濃度后，一系列斜板除油器脫氣效果明顯改善。

4 結論

通過采取一系列措施探究降低回摻水泵氣蝕次數，對回摻水泵換型以及優化消泡劑加注濃度，持續跟蹤回摻水泵實際使用情況，一系列回摻水B 泵投運長達半年時間，運行狀況良好，未出現任何故障，更未出現氣蝕故障。經過統計發現，一系列回摻水泵氣蝕次數占比也有所下降，氣蝕次數明顯減少。

此項工作開展以來，有效減少了回摻水泵氣蝕次數以及故障次數，不僅減少檢修回摻水泵使用的維修備件和機修專業工作量，也明顯改善了一系列回摻水泵帶“病”運行甚至無泵可用的狀況，在一定程度上減小了流程處理負擔，并且減小了生產專業人員清理回摻水泵撬塊衛生的工作量。更為重要的是，降低了回摻水泵因氣蝕導致機封刺漏的環保風險。總體來說，本次探究降低回摻水泵氣蝕次數活動成效顯著。