中油國(guó)產(chǎn)泵的應(yīng)用及發(fā)展

    中國(guó)泵業(yè)網(wǎng)  中國(guó)寰球工程公司

    邢桂坤

    一、泵的種類及其特點(diǎn)

    二、HQC的事業(yè)部設(shè)置與設(shè)計(jì)中心的關(guān)系

    三、泵的應(yīng)用

    泵在石油化工裝置的應(yīng)用

    泵在煤化工和化肥裝置的應(yīng)用

    泵在天然氣領(lǐng)域的應(yīng)用

    泵在煉油裝置的應(yīng)用

    泵在油氣地面設(shè)施中的應(yīng)用

    四、國(guó)產(chǎn)泵的現(xiàn)狀和發(fā)展

    泵的種類及其特點(diǎn)

    1.泵的種類

    泵的種類很多，根據(jù)泵的工作原理和結(jié)構(gòu)，可分為葉片式泵和容積式泵，具體的泵分類如下： [點(diǎn)擊瀏覽下一頁(yè)]
    2.各類泵的性能特點(diǎn)

序號(hào)

型式

流量

揚(yáng)程

效率

結(jié)構(gòu)

其他

1

離心泵

流體流動(dòng)均勻、不恒定，隨管線壓力流量有變化

泵型號(hào)確定后，揚(yáng)程只能達(dá)到一定的揚(yáng)程

較高

結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低，體積小，重量輕，安裝維修方便

幾乎所有介質(zhì)，但介質(zhì)粘度較小

2

軸流泵

流體流動(dòng)均勻但不恒定，隨管線壓力流量有變化

泵型號(hào)確定后，揚(yáng)程只能達(dá)到一定的揚(yáng)程

高

結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低，體積小，重量輕，安裝維修方便

流量大，揚(yáng)程低，粘度較低

3

旋渦泵

流體流動(dòng)均勻但不恒定，隨管線壓力流量有變化

泵型號(hào)確定后，揚(yáng)程只能達(dá)到一定的揚(yáng)程

較低

結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低，體積小，重量輕，安裝維修方便

小流量，揚(yáng)程較高

4

往復(fù)泵

流量有脈動(dòng)，但恒定

在殼體承壓能力允許的條件下，揚(yáng)程隨系統(tǒng)壓力定

高

結(jié)構(gòu)復(fù)雜、振動(dòng)大、體積大、造價(jià)高

易損件多，維修工作量大

5

轉(zhuǎn)子泵

流量均勻且恒定

在殼體承壓能力允許的條件下，揚(yáng)程隨系統(tǒng)壓力定

較高

結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低，體積小，重量輕，安裝維修方便

適合粘度較大的介質(zhì)，且流量較小

    二、HQC的事業(yè)部與設(shè)計(jì)中心的關(guān)系

    1、國(guó)家能源分類

    礦物質(zhì)能源的分類及各部分所占比例：

    礦物質(zhì)能源分為固相、液相、氣相等，其分配比例大致如下：

[點(diǎn)擊瀏覽下一頁(yè)]
 

    注：

    蒸汽輪機(jī)選用的參數(shù)有被驅(qū)動(dòng)設(shè)備的功率、轉(zhuǎn)速，蒸汽進(jìn)氣參數(shù)（溫度、壓力等）、按熱力特性確定的蒸汽輪機(jī)的型式以及控制系統(tǒng)、保安系統(tǒng)和調(diào)節(jié)系統(tǒng)等。

    2、HQC的事業(yè)部與設(shè)計(jì)中心的關(guān)系（2012年10月）

     煉油事業(yè)部（2005年成立煉油室）

     石油化工事業(yè)部

     煤化工及化肥事業(yè)部

     天然氣液化事業(yè)部

     油氣地面設(shè)施事業(yè)部

     工程設(shè)計(jì)中心

    三、泵的應(yīng)用領(lǐng)域

    在石油化工裝置應(yīng)用

    我國(guó)的石油和石油化工工業(yè)是在上世紀(jì)50到70年代開始起步的。

    隨著經(jīng)濟(jì)的持續(xù)高速增長(zhǎng)，我國(guó)的石油生產(chǎn)已不能滿足經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的需要，據(jù)專家分析，到2020年預(yù)計(jì)我國(guó)國(guó)內(nèi)石油需求約4.5億噸；乙烯需求量將達(dá)3700萬(wàn)～4100萬(wàn)噸，生產(chǎn)能力2300萬(wàn)噸，而且只能滿足需求的60%的需求。

    在石油化工裝置中，泵是主要的轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備。

    一個(gè)100萬(wàn)噸/年乙烯工廠（含乙烯下游裝置）需要各種類型泵約3000臺(tái)套，其中離心泵約占45%。

    目前，我國(guó)在建或計(jì)劃建設(shè)的煉油裝置單系列達(dá)到1000萬(wàn)噸/年，乙烯裝置單系列達(dá)到100萬(wàn)噸/年，PTA裝置達(dá)到90萬(wàn)噸/年，合成氨裝置規(guī)模45萬(wàn)噸/年、尿素裝置80萬(wàn)噸/年。乙烯裝置的下游裝置的建設(shè)規(guī)模也越來(lái)越大，聚丙烯、聚乙烯、環(huán)氧乙烷/乙二醇等裝置的規(guī)模由原來(lái)的幾萬(wàn)噸/年發(fā)展至目前的30萬(wàn)噸/年、50萬(wàn)噸/年。

    目前，我國(guó)在建或計(jì)劃建設(shè)的煉油裝置單系列達(dá)到1000萬(wàn)噸/年，乙烯裝置單系列達(dá)到100萬(wàn)噸/年，PTA裝置達(dá)到90萬(wàn)噸/年，合成氨裝置規(guī)模45萬(wàn)噸/年、尿素裝置80萬(wàn)噸/年。乙烯裝置的下游裝置的建設(shè)規(guī)模也越來(lái)越大，聚丙烯、聚乙烯、環(huán)氧乙烷/乙二醇等裝置的規(guī)模由原來(lái)的幾萬(wàn)噸/年發(fā)展至目前的30萬(wàn)噸/年、50萬(wàn)噸/年。

    石油和化工裝置中，工藝流程和產(chǎn)品規(guī)格的不同對(duì)泵的需求差異很大。

    表1顯示了典型石油化工裝置對(duì)各種泵的需求。

    表2以30萬(wàn)噸/年聚丙烯裝置為例顯示了相同工藝裝置中不同工藝流程對(duì)各種泵的需求情況和差異。

    以上只是壓縮機(jī)類型確定過(guò)程中考慮的原則，但由于各類壓縮機(jī)的應(yīng)用范圍有重疊，具體選用時(shí)應(yīng)根據(jù)氣量、溫度、壓力和氣體性質(zhì)等主要技術(shù)參數(shù)，以及裝置的特性、用戶使用經(jīng)驗(yàn)等因素進(jìn)行綜合考慮，保證選用的壓縮機(jī)類型安全、可靠。

    泵在石油化工領(lǐng)域的應(yīng)用

裝置名稱（表1）

泵臺(tái)數(shù)

離心泵

往復(fù)泵

齒輪泵

螺桿泵

其他類型泵

100萬(wàn)噸/年乙烯裝置

3000

45%

12%

23%

12%

8%

30萬(wàn)噸/年合成氨裝置

150

80%

12%

8%

52萬(wàn)噸/尿素裝置

50

80%

20%

5萬(wàn)噸/年丙烯腈裝置

164

87%

8%

5%

14萬(wàn)噸/年聚乙烯裝置

80

66%

34%

7萬(wàn)噸/年聚丙烯裝置

48

65%

35%

6萬(wàn)噸/年聚苯乙烯裝置

56

50%

23%

25%

2%

6萬(wàn)噸/年聚離子膜燒堿裝置

115

88%

11%

1%

    工藝部成套設(shè)備室轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備

表2 以30萬(wàn)噸/年聚丙烯為例

商

泵臺(tái)數(shù)

離心泵

往復(fù)泵

齒輪泵

螺桿泵

其他類型泵

BASSELL

66

53%

18%

18%

3%

8%

DOW

50

48%

44%

4%

4%

INNOS

27

37%

52%

11%

BP

26

62%

23%

12%

3%

    2、泵在煤化工及化肥裝置的應(yīng)用

    煤化工行業(yè)近來(lái)發(fā)展迅速，對(duì)比不斷攀升的石油、天然氣價(jià)格，我國(guó)的煤炭?jī)r(jià)格較低，儲(chǔ)量較大。

    2009年國(guó)務(wù)院頒布了《石化產(chǎn)業(yè)調(diào)整和振興規(guī)劃》，明確了重點(diǎn)做好下列五類煤化工項(xiàng)目：

      煤制油

      煤制烯烴

      煤制二甲醚

      煤制天然氣

      煤制乙二醇

    1）對(duì)輸送易燃易爆、有毒介質(zhì)的泵，要求軸封必須可靠，或采用屏蔽泵、磁力泵等無(wú)泄漏泵；

    2）對(duì)輸送腐蝕性介質(zhì)的泵，要求泵的過(guò)流部件必須采用耐腐蝕材料；

    3）對(duì)于輸送含固體顆粒介質(zhì)的泵，要求泵過(guò)流部件必須采用磨蝕材料，軸封采用清潔液體進(jìn)行沖洗；

    對(duì)于輸送含氣量超過(guò)5%液體介質(zhì)的泵，需考慮，慎用不同離心泵，可采用滑片泵或往復(fù)泵。

    表3顯示了典型煤化工和化肥裝置泵的需求。

裝置名稱（表3）

泵臺(tái)數(shù)

離心泵

往復(fù)泵（含計(jì)量泵）

齒輪泵

螺桿泵

其他類型泵

煤制油

1564

882

48

189

53

煤制烯烴

1442

89%

6%

2%

3%

煤制二甲醚

煤制天然氣

547

94%

3%

1%

2%

按8臺(tái)爐計(jì)

煤制乙二醇

合成氨

25

68%

32%

尿素

37

90%

10%

3、泵在天然氣領(lǐng)域的應(yīng)用

天然氣液化

天然氣的作為清潔能源，其儲(chǔ)存有兩種型式：

氣相儲(chǔ)存

液相儲(chǔ)存

天然氣液化包含三大部分的內(nèi)容：

[點(diǎn)擊瀏覽下一頁(yè)]
 

    泵在天然氣液化工廠中的應(yīng)用主要是低溫LNG輸送泵（約-163℃）和一些公用工程用泵。

    液化天然氣

    液化天然氣主要是用于天然氣的輸送過(guò)程（船運(yùn)或汽車、火車運(yùn)輸?shù)难b卸），其主要流程如下：

[點(diǎn)擊瀏覽下一頁(yè)]
 

    泵的主要型式有低溫LNG輸送泵、海水消防泵和海水循環(huán)泵等。

    4、泵在煉油裝置的應(yīng)用

    泵也是煉油裝置主要轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備。一個(gè)1000萬(wàn)噸/年的煉油廠需要各種類型泵1000多臺(tái)套，其中離心泵占72%左右，往復(fù)泵（含計(jì)量泵）約占12%，齒輪泵和螺桿泵約占11%。其他泵約占5%。

     表4給出了典型煉油裝置-以1000萬(wàn)噸/年煉油為例
 

裝置名稱

臺(tái)數(shù)

離心泵

往復(fù)泵（含計(jì)量泵）

齒輪泵

螺桿泵

其他

 常減壓裝置

77

92%

8%

渣油加氫脫硫裝置

61

59%

23%

18%

蠟油加氫裂化裝置

58

84%

16%

柴油加氫精制裝置

28

61%

7%

32%

小計(jì)

224

轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備（續(xù)）裝置名稱

臺(tái)數(shù)

離心泵

往復(fù)泵（含計(jì)量泵）

齒輪泵

螺桿泵

其他

航煤加氫裝置

24

46%

17%

37%

異構(gòu)化裝置

40

80%

5%

15%

輕烴回收裝置

33

88%

6%

6%

輕柴油改質(zhì)裝置

24

75%

25%

汽油加氫裝置

24

83%

17%

石腦油加氫裝置

18

67%

11%

22%

苯抽提裝置

59

85%

14%

1%

小計(jì)

222

裝置名稱

臺(tái)數(shù)

離心泵

往復(fù)泵

齒輪泵

螺桿泵

其他

重油催化裂化裝置

65

72%

25%

3%

氣體分餾裝置

20

連續(xù)重整-PX聯(lián)合裝置

24

67%

33%

丁烯-1裝置

18

80%

20%

 制氫裝置

35

49%

23%

28%

 MTBE裝置

25

 硫磺回收裝置

52

92%

8%

 SPA裝置

18

50%

23%

25%

2%

 公用工程（含罐區(qū)）

187

67%

27%

5%

1%

小計(jì)

444

總計(jì)

890

72%

12%

11%

5%

    5、泵在油氣地面設(shè)施中的應(yīng)用

    油氣地面設(shè)施事業(yè)部是HQC新設(shè)置的部門，主要服務(wù)于上游油氣開采和油氣田地面設(shè)施的建設(shè)。

    油氣地面設(shè)施用泵主要是大型螺桿泵和離心泵。

    由于大多油氣田都處于邊遠(yuǎn)地區(qū)，存在公用工程設(shè)施不全，氣候干燥、風(fēng)沙等惡劣氣候，泵處理的介質(zhì)不潔凈等不利因素，因此，選泵時(shí)應(yīng)多重考慮。

     表5給出了典型油氣地面設(shè)施項(xiàng)目中的常用泵

    表5典型油氣地面設(shè)施項(xiàng)目中的常用泵

裝置名稱

泵臺(tái)數(shù)

離心泵

往復(fù)泵

齒輪泵

螺桿泵

其他

轉(zhuǎn)運(yùn)站

16

81%

19%

脫水脫鹽站

43

55.8%

44.2%

稀釋劑回收單元

25

80%

20%

稀釋劑儲(chǔ)存和分配站

3

總計(jì)

87

66%

34%

    四、國(guó)產(chǎn)泵的現(xiàn)狀與發(fā)展

    1、國(guó)產(chǎn)泵的現(xiàn)狀

    上述中可以看出，石油化工、煤化工及化肥、煉油、天然氣以及油氣地面設(shè)施等裝置都離不開各種類型的泵。泵在各種生產(chǎn)裝置中起著至關(guān)重要的作用。

    我國(guó)的泵制造業(yè)起步較晚，在建國(guó)初期我國(guó)的石油化工泵多數(shù)是采用的前蘇聯(lián)的泵。

    從上世紀(jì)80年代起，逐漸國(guó)外泵產(chǎn)品和泵的生產(chǎn)技術(shù)。現(xiàn)在大多數(shù)泵國(guó)內(nèi)都能設(shè)計(jì)、生產(chǎn)。但仍有一部分泵需要從國(guó)外，如高溫高壓泵、小流量高揚(yáng)程泵、低溫泵、高腐蝕泵和少量含有固體雜質(zhì)泵等（高參數(shù)泵）。

    為什么高參數(shù)泵仍然需要從國(guó)外？

    2、與國(guó)外泵產(chǎn)品比，國(guó)產(chǎn)泵的差距

    效率相對(duì)較低

    振動(dòng)較大，運(yùn)行不平穩(wěn)

    壽命較低，維修工作量大

    噪音較大

    為什么？

    3、HQC近幾年泵國(guó)產(chǎn)化工作回顧

     HQC是國(guó)內(nèi)的EPC總承包企業(yè)。在工程建設(shè)項(xiàng)目中，我們與國(guó)內(nèi)泵制造商合作，在下列領(lǐng)域中的高參數(shù)泵實(shí)現(xiàn)了*首套國(guó)產(chǎn)化任務(wù)：

    大型乙烯裝置：急冷油泵

    大型化肥裝置：高壓甲銨泵、高壓液氨泵、貧液泵、半貧液泵和液力透平

    天然氣液化和接收裝置：大型海水消防泵和大型海水循環(huán)泵

    高壓液氨泵參數(shù)：

    流量：107m?/h

    揚(yáng)程：3500m

    /出口壓力：2.2/19.9MPa（ A）

    轉(zhuǎn)速：7500 RPM

    溫度：40℃

    效率：≧64%

    高壓甲銨泵主泵參數(shù)：

    流量：104m?/h

    揚(yáng)程：1230m

    /出口壓力：2.205/15.16MPa（ A）

    轉(zhuǎn)速：6000 RPM

    溫度：100~120℃

    效率：≧60%

[點(diǎn)擊瀏覽下一頁(yè)]
 

    4、國(guó)產(chǎn)泵未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

    泵的發(fā)展趨勢(shì)與裝置規(guī)模的發(fā)展相適應(yīng)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，為了追求*，生產(chǎn)裝置的規(guī)模越來(lái)越大，裝置大型化能更加節(jié)省成本。有資料顯示，100萬(wàn)噸/年乙烯裝置的成產(chǎn)成本比50萬(wàn)噸/年的生產(chǎn)成本降低25%，比30萬(wàn)噸/年乙烯裝置的生產(chǎn)成本降低40%以上。

    煉油裝置能力已高達(dá)2000萬(wàn)噸/年，乙烯裝置的生產(chǎn)規(guī)模也在百萬(wàn)噸級(jí)以上。

    裝置規(guī)模向著大型化、一體化、深加工和更加節(jié)能的方向發(fā)展。

    美國(guó)石油從協(xié)會(huì)API標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，石油化工用泵的設(shè)計(jì)壽命為二十年，保證連續(xù)三年不間斷操作。隨著裝置的大型化，各種裝置對(duì)泵的可靠性提出了更高的要求。鑒于國(guó)產(chǎn)泵的使用現(xiàn)狀，國(guó)內(nèi)泵制造業(yè)的發(fā)展應(yīng)著重考慮以下幾個(gè)方面：

    大型化。

    可靠性

    性

    實(shí)用性（節(jié)能減排）

    適用性（對(duì)工藝裝置的適用性）

    轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備

    轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備

    結(jié)束語(yǔ)：

    隨著我國(guó)的石油化工、煤化工等行業(yè)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)泵制造業(yè)正面臨著的大好機(jī)遇：

    好政策。

     國(guó)務(wù)院≤若干意見≥的頒布，如春風(fēng)一般沐浴著我國(guó)的機(jī)泵制造業(yè)，為許多大型泵機(jī)組的*套國(guó)產(chǎn)化提供依托工程；

    好市場(chǎng)。

     為了滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需要，“十一五”期間國(guó)內(nèi)三大石油公司、外資公司和私營(yíng)公司紛紛上馬大中小型石油化工項(xiàng)目和煤化工項(xiàng)目，為我國(guó)的泵制造業(yè)提供了市場(chǎng)和機(jī)會(huì)；

    新型能源的開發(fā)和利用。

    4、國(guó)產(chǎn)泵未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

    泵的發(fā)展趨勢(shì)與裝置規(guī)模的發(fā)展相適應(yīng)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，為了追求*，生產(chǎn)裝置的規(guī)模越來(lái)越大，裝置大型化能更加節(jié)省成本。有資料顯示，100萬(wàn)噸/年乙烯裝置的成產(chǎn)成本比50萬(wàn)噸/年的生產(chǎn)成本降低25%，比30萬(wàn)噸/年乙烯裝置的生產(chǎn)成本降低40%以上。

    煉油裝置能力已高達(dá)2000萬(wàn)噸/年，乙烯裝置的生產(chǎn)規(guī)模也在百萬(wàn)噸級(jí)以上。

    裝置規(guī)模向著大型化、一體化、深加工和更加節(jié)能的方向發(fā)展。

    美國(guó)石油從協(xié)會(huì)API標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，石油化工用泵的設(shè)計(jì)壽命為二十年，保證連續(xù)三年不間斷操作。隨著裝置的大型化，各種裝置對(duì)泵的可靠性提出了更高的要求。鑒于國(guó)產(chǎn)泵的使用現(xiàn)狀，國(guó)內(nèi)泵制造業(yè)的發(fā)展應(yīng)著重考慮以下幾個(gè)方面：

    大型化。

    可靠性

    性

    實(shí)用性（節(jié)能減排）

    適用性（對(duì)工藝裝置的適用性）

    轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備

    轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備

    結(jié)束語(yǔ)：

    隨著我國(guó)的石油化工、煤化工等行業(yè)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)泵制造業(yè)正面臨著的大好機(jī)遇：

    好政策。

     國(guó)務(wù)院≤若干意見≥的頒布，如春風(fēng)一般沐浴著我國(guó)的機(jī)泵制造業(yè)，為許多大型泵機(jī)組的*套國(guó)產(chǎn)化提供依托工程；

    好市場(chǎng)。

     為了滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需要，“十一五”期間國(guó)內(nèi)三大石油公司、外資公司和私營(yíng)公司紛紛上馬大中小型石油化工項(xiàng)目和煤化工項(xiàng)目，為我國(guó)的泵制造業(yè)提供了市場(chǎng)和機(jī)會(huì)；

    新型能源的開發(fā)和利用。