煉油裝置,通常通過常減壓蒸餾、加氫脫硫、催化裂化、加氫裂化、催化重整、延遲焦化、練廠氣加工及產品精制等裝置,把原油加工成各種石油產品,如各種牌號的汽油、煤油、柴油、潤滑油、溶劑油、蠟、瀝青、石油焦以及生產各種石油化工基本原料。
煉油廠加工流程簡介
燃料型煉油廠通過常減壓蒸餾將原油中的輕質餾分汽油、煤油、柴油分出,利用催化裂化、焦化、加氫裂化將重質油轉化為輕質油。典型的燃料型煉油廠在燃料-化工型煉廠中,輕質餾分油一部分用作燃料,一部分通過重整、裂解工藝制取芳香烴和烯烴,作為有機合成的原料。
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煉油裝置用泵概述
離心泵、往復泵、計量泵、螺桿泵、無密封泵在煉油裝置中都有應用,使用最多的是離心泵,占80%左右。近年來,由于無密封泵技術的不斷提高,環境保護意識的增強,無密封泵(屏蔽泵、磁力泵)在煉油裝置中的應用不斷擴大。根據煉油加工工藝的不同,裝置規模的不同,泵的操作參數變化范圍很大。由于煉油裝置生產的連續性,對泵的可靠性提出了較高的要求。
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煉油廠用泵的有關國際標準
煉油廠用離心泵的類型
在煉油裝置中,大量采用的是懸臂式和兩端支撐式泵。
(1)懸臂式泵
OH1為臥式地腳支撐單級懸臂泵,適用于常溫(溫度低于150℃)及較低的操作參數(流量、揚程、功率)的泵;
OH2為臥式中心線支撐單級懸臂泵,適用于高溫及中等的操作參數以下的泵,在有條件的情況下可以對高溫泵的支腿和軸承進行冷卻,但目前的趨勢是盡量不用冷取水;
當泵送介質溫度低于200℃,可不考慮用水冷取,在溫度高于200℃,且泵制造廠提出為滿足API610對軸承壽命及油池油溫的要求時才考慮冷卻水冷卻,密封夾套通常不再考慮用冷卻水冷卻;
這一方面是為了減少冷卻水的用量,降低成本,另一方面由于冷卻水結垢會使實際操作偏離預定的條件,同時對軸承的過量冷卻可能會導致空氣中的水分凝結到潤滑油中,破壞潤滑條件;泵進出口管道的熱脹、安裝誤差、支吊架移位等問題,會引起泵及驅動機對中的變化,影響機械密封、軸承的使用壽命。
立式管道泵對中受管道負荷的影響小,相同進出口法蘭直徑允許承受的力和力矩是臥式泵的兩倍,同時占地面積小、安裝簡單、不需要大塊基礎,安裝費用較低。
盡管OH5型泵在更換密封時需要拆掉電機(API610要求更換密封時不拆除電機及進出口接管),但由于其功率較小,電機拆卸容易,有些用戶仍將OH5作為單級泵的首選泵型(流量小于400m3/h,溫度小于200℃,揚程小于200米的場合),對于小功率(驅動機功率小于55kw)、溫度低于200℃的也可用OH3,其次才是OH2型泵。OH6型泵適用于小流量、高揚程的場合。
(2)兩端支撐式泵 功率大于375kw的兩級泵或單級雙吸泵,一般不采用懸臂式結構,都采用兩端支撐式結構,如BB1和BB2型。BB2型在煉油裝置中廣泛應用,BB3型多用于長輸管道的輸油泵;BB4型價格低廉,但在高溫、高壓場合可靠性低,而且維修轉子時需要拆除進出口接管等原因近年來有被BB5取代的趨勢。BB5廣泛用于高溫高壓的場合。
(3)立式懸吊式泵 立式懸吊式泵在練油廠也有應用的實例,由于其檢修不便,主要用于具有特殊安裝位置要求或汽蝕余量要求很低的場合。
(4)機械密封 煉油廠大部分離心泵都采用機械密封,填料密封已極少采用。SH3156和API682標準是練廠密封選用的指南。盡管單密封價格低,可靠性高,但由于環保要求的不斷提高,越來越多的泵選用了雙密封,同時泵用干氣密封也發展很快。
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煉油裝置幾種關鍵泵
加氫裝置進料泵
加氫進料泵為各類加氫裝置提供原料,根據不同的工藝,其出口壓力最高可達20MPa左右,功率最大5848kw,大多采用BB5型臥式雙殼體多級離心泵(個別規模較小的裝置也有采用OH6高速泵或往復泵)。
BB5型臥式離心泵的筒體有鑄鋼和鍛鋼兩種;內殼體有垂直剖分(導葉壓水室)和水平剖分(雙渦殼壓水室)兩種型式。
內殼體垂直剖分是應用最廣泛的一種結構,其內殼體采用導葉壓水室,葉輪大多數采用串聯布置,由安裝于出口端的平衡鼓(平衡盤或盤鼓結合)來平衡軸向力(為了保持轉子操作的穩定性,一般平衡90%~95%的軸向力,殘余的軸向力由推力軸承承擔),也有采用葉輪背靠背布置的方式平衡大部分軸向力的結構。內殼體采用水平剖分結構的泵品牌較少,這種結構的泵內殼體采用雙蝸殼壓水室結構,葉輪采用背靠背布置的方式。
不同的內殼體剖分結構有其不同的優缺點,垂直剖分結構的內殼體直徑小,加工容易,對轉子產生的軸向力要比雙蝸殼更小,有利于轉子的穩定性。水平剖分雙殼結構安裝方便,轉子可以做整體的動平衡,導葉壓水室結構的轉子動平衡后在安裝時需要拆卸重新組裝,因此單獨零件的平衡應該需要更高的精度。串聯布置的葉輪軸向尺寸較短,有利于增加軸的剛度,背靠背布置的葉輪可以平衡大部分軸向力,但軸的長度增加,對軸的剛度不利。
催化裂化裝置油漿泵
催化裂化裝置油漿泵介質為催化裂化裝置分餾塔塔底高溫油漿,介質溫度為300~375℃,且含有催化劑顆粒。該泵所需的揚程不高,根據其流量的大小有單級懸臂OH2型和單級兩端支撐的BB2型。
這類泵最大問題是介質中催化劑顆粒產生的磨蝕問題,其對策主要有:
優化水利學設計,避免流體分離旋渦產生的鱷魚皮狀的磨蝕;
采用耐磨蝕材料,或表面處理技術,提高耐磨性,延長壽命;
采用可更換的襯里結構;
加厚部件延長使用壽命。
國內生產的油漿泵有ZPY型油漿泵、PY型油漿泵,YJ型油漿泵(泵殼過流表面噴焊高強度粉末材料)。
高壓除焦水泵
根據焦化裝置焦炭塔的直徑不同,高壓除焦水泵流量和壓力也不同,目前國內9.4m的焦炭塔,除焦水泵設計參數為300m3/h,揚程3150~3300m.根據工藝操作的需要,除焦水泵間斷運行,頻繁啟動,同時由于出口壓力高,要求有較高的可靠性。
熄焦泵的結構屬于API610標準的BB5型,雙殼體筒型泵,內殼體為垂直剖分結構,葉輪采用串聯布置。目前國內制造廠已生產除焦水泵最大為280m3/h,揚程3060m.更大流量及更高揚程的除焦水泵也在研制之中。