潜油泵在现代化加油站中的应用

江卫星(托肯恒山科技(广州)有限公司，广东 广州 510663)

0 引言

潜油泵采用正压输送燃油，不会产生汽阻，让加油机计量更加准确、高扬程和超远的水平输送能力，满足经营者扩大油站场地的要求、低噪音、免维护、长寿命等等比传统自吸泵有更多的天生优势。目前，国内在用的潜油泵产品以美国富兰克林公司(FE PETRO) 的蓝夹克和美国维德路特公司(VEED-ROOT) 公司的红夹克为主，本文以富兰克林公司产品为介绍和分析对象。

1 潜油泵的结构

加油站在用的潜油泵为防爆产品，一般电气防爆等级为ExdsIIAT3Ga/Gb 甚至更高，按功率主要分为单相定频0.75 匹、1.5 匹、2 匹和三相(单相) 变频2 匹、3 匹以至6 匹(1 匹 等于735.5 W)，不同的功率表现出不同的出口流量和压力，基本结构都是由泵座(出油及固定)、泵头(电气及功能应用部分)、电机、输油管/ 套线管(连接泵头和电机) 和回油管等组成。

(1) 泵座：在潜油泵系统中，泵座和泵体可以分开，在工艺管线施工时就需要同时安装泵座，泵座用于支撑泵体、连接通向加油机方向的出油管线、对接配电房过来的电气线路等，上面设置了管线测试口、虹吸口、管线保持压力单向阀等功能组件。

(2) 泵头：后期安装时固定在泵座上，起到将电机的油液和电力转接作用。泵头处的各位置密封圈对潜油泵的日常运行非常重要，任一位置的密封组件损坏都会使其产生故障甚至跑冒油事故。

(3) 电机：潜油泵的核心部件就是离心电机，他是从防爆屏蔽电机发展而来，由定子、转子和轴承等组成，通过不同的叶轮级数来表现对应的功率，均具备自冷却和内部自动热过载保护功能。电机的定子与转子之间有一个极其细密的的缝隙，需要输送的油液从中流过，从而给电机降温，保障电机寿命，这种内部输送油液的方式，使电机的寿命成倍增长，而液体从定子和转子之间的缝隙流过，对轴承也起到很好的润滑作用。

(4) 输油管/ 套线管/ 回油管：该装置连接泵头和电机，分为固定杆和伸缩杆两种，固定杆需要根据油罐尺寸加工无缝钢管现场组装，伸缩杆一般为不锈钢材质，根据油罐尺寸，现场随意伸长或缩短。套线管内，放置电源线给电机做电力驱动；输油管在外，中间空隙部分供油液流动。回油管主要用于输出流量低于额定流量时，油液回灌泄压使用。

(5) 其他配套部件(紧急截止阀)：潜油泵采用单泵供多枪加油模式，当其中某支加油枪需要检修或者加油机被拉倒，若潜油泵还在运行，无紧急切截止阀时则会出现严重的喷油事故。紧急截止阀可以手动关闭某支加油枪的油路，或者在加油机被拉倒时剪切面断裂从而自动关闭油路，避免喷油事故发生。

2 潜油泵的选型

潜油泵的选型对加油站非常重要，选型时主要针对以下3 点分析：(1) 高峰时段，多枪同时加油时要保证流速，不能因流速下降，加油时间增长影响车辆通过率，导致经营效率降低；(2) 非高峰时段时，也不能因为潜油泵全速运行造成太多电能的浪费；(3) 地下油罐的埋地深度，潜油泵到最远一台加油机敷设的管线距离，管线走向中过弯的数量等影响潜油泵输油性能的因素[1]。

2.1 从最大提枪数分析

潜油泵的最大流量除去管线和加油机损失后，最终要平均分配到各正在加油的油枪上，加油站各不同油品号同时最大使用枪数是不一样的，从表1 可以看出，如，按照普通型加油站4 台加油机机位，92# 繁忙时段最多可能出现8 支枪同时提枪情况，1.5 匹定频潜油泵基本可以满足；95# 和98# 油品同时提枪的枪数就少，0.75 匹定频潜油泵足够应付；0# 柴油油品，对加注流速要求较高，有些加油站甚至有100 L/min 的单枪流量需求，这种情况1.5 匹定频或者2 匹变频泵才是最佳选择。

表1 蓝夹克各型号潜油泵功能指标

考虑到后续维护的便利，一般建议加油站根据实际经营情况最多选用两种型号潜油泵搭配使用，目前较多配置的是统一1.5 匹或0.75 匹和1.5 匹搭配或1.5 匹和2 匹搭配。

2.2 从距离分析

对于高速公路服务区或者类似场地开阔的加油站，油品的输送的距离也是要考虑的因素，这个输送距离并不是油罐到加油区的水平距离，而是要计算潜油泵出口按照管线的走向到最远一台加油机的输油管线长度，对于超长管线，甚至还需要考虑管道的材质、弯头的多少和程度、变径的数量等水力摩阻系数对压降的损失。

从图1 可以看出，根据H=(P2-P1)/ρg+(V22-V12)/2g+Z2-Z1，输油管线的距离、弯头、液阻等需要消耗泵的扬程，当扬程需求越多，对应的流速性能下降明显[2]。

图1 1.5匹型号潜油泵性能曲线图

3 潜油泵应用中的日常问题

潜油泵要求管线始终有0.1 MPa 左右的保持压力，设备的漏油风险增加；若一台潜油泵故障，则会造成加油站整个油品脱销，严重影响经营。通过对潜油泵性能和运行情况的经常关注，发现隐患并及时处理是保障加油站经营最有效的方法。

(1) 水锤效应，潜油泵启动和停止时，会在输油管线中瞬间产生较大压力的正、负水锤效应，通过液压表在加油站实时监测的数据显示，正水锤时瞬间压力值可达1 MPa。这对整个液压系统，特别是加油机液压管路的损害巨大，轻则造成各管接头经常渗漏油和输油胶管处拉断阀的使用效果，重则出现加油机内部管路脱开甚至部件破裂等严重事故。

(2) 提枪跳数，即提起加油枪，在未加油的情况下已开始计数，该类故障很多情况下是由于潜油泵引起。水锤效应也是触发该现象且不易被发现的因素，如果加油机的输油软管在水锤效应下的膨胀量超过加油机预设值，超过部分的油量则会被加油机显示。

潜油泵单向阀是保证整个油品的输油管线内压力在未加油情况下没有损失。若单向阀密封件失效，潜油泵停止运行时则会有油液回流到油罐，造成管线空隙，此时提枪后，空气会被快速挤压到加油机端从而推动加油机容积式流量计转动造成计数。另一种原因是当加油站某个油品长时间空闲时，特别是经过了一整夜潜油泵未运行，不可避免会有油液回流到油站，当第二天第一次提枪加油时可能也会引起跳数。

(3) 流速问题，加油站经营者要时常注意加油枪的流量，当发现某个油品的所有加油机都不能出油或者出油流量都比较慢时，应首先检修潜油泵。

(4) 电气安全，潜油泵是220 V(380 V) 供电的电气设备，工作环境属于防爆0 区和1 区，是加油站大量聚集或者极易聚集可燃气体的区域，电气安全是重中之重。①正确并紧固安装过线桥，防止松动或进入水汽产生电弧风险；②使用原厂电机启动电容，非原厂电容有产生火花风险，当因导线管安装问题或密封组件老化导致电容腔进油时存在很大安全隐患；③接线腔过线位置要加装防爆胶塞，按照防爆标准密封过线，在线路进入电房前增加防爆盒并填满防爆胶泥；④严格遵守接地线规格和接地桩标准，有效接地避免静电聚集[3]。

4 可行性改进对策

4.1 压力测试

内渗漏是潜油泵使用过程中的重大隐患，且难以检查，只有出现故障后方能逐步排查，使用前的压力测试就显得尤为重要。对于整泵出厂的需要厂家严格执行质量标准，并提供压力测试报告；而现场组装的潜油泵则要加强施工技术员的技能培训、规范安装流程和工艺标准并形成统一的作业指导书，组装完成后进行压力测试并由甲方验收。

4.2 减少水锤效应危害

虽然大破坏性的水锤效应影响加油站正常经营的情况都是个案，但是从加油站建设时就需要考虑和避免该问题，设计时尽量优化和采用更短的输油线路，使用中合理调整潜油泵最大输出流量，选用具有减压缓冲的加油枪等，从而减少因水锤效应对输油管线和加油设备造成损坏。

4.3 应用时间继电器

前文提到，潜油泵长时间未运行时，输油管线的油液可能会回流到油罐，造成下次提枪时不出油计数。那么加装时间继电器是一个有效手段，时间继电器控制潜油泵间隔3 h 自动运行1 min，保证管线压力防止提枪跳数。

5 结语

总之，唯有清晰地认识和了解潜油泵，合理选择、高标准安装、控制和完善日常检查手段，使其稳定、高效、长时间地为加油站经营服务。