降低海上平台回掺水泵气蚀次数的方法

黄 啸

（中海石油（中国）有限公司天津分公司，天津 300452）

1 存在的问题

某平台两个原油系列各有3 台回掺水泵，主要作用是将电脱入口分离器脱出的生产污水转至生产分离器入口或转入斜板除油器入口（图1）。

图1 回掺水泵流程

经过认真研究近两年回掺水泵故障维修记录，并且对两个系列的回掺水泵维修记录进行了分类统计，发现原油一系列回掺水泵故障率明显高于原油二系列回掺水泵，气蚀造成回掺水泵故障的次数一系列也明显高于二系列。

首先将回掺水泵C/F 出口压力表更换为防振压力表，尽可能排除因设备振动造成的压力波动，经长时间巡检统计发现一系列回掺水泵出口压力频繁波动，并且波动幅度明显大于二系列，同时一系列回掺水滤器可以排出少量气体，因此可以判断原油一系列回掺水泵气蚀情况比原油二系列回掺水泵气蚀情况严重。

同时在多次检修过程中发现存在气蚀坑，加重了泵壳的损坏，致使机封无法密封，因此气蚀是造成回掺水泵反复故障的主要原因之一。

利用回掺水泵气蚀次数在运行总次数中的占比α，来判断回掺水泵的气蚀情况：

经过计算发现，原油一系列α1=7.14%、二系列α2=5.00%，所以一系列回掺水泵的气蚀情况更为严重。从上面的统计可以看出，一系列回掺泵故障次数明显高于二系列，因此运行故障次数与气蚀次数正相关。这也进一步证明，气蚀是导致回掺水泵故障的主要原因，因此降低回掺水泵的气蚀次数很有必要。

2 原因分析

经过调查分析，可能造成回掺水泵气蚀的因素有：①回掺水泵额定排量过大；②电脱入口分离器水室容积过小；③电脱入口分离器罐压设定不合理；④电脱入口分离器堰管容易脏堵底部连通；⑤消泡剂下药浓度不合理；⑥电脱入口分离器水室收油不及时；⑦回掺水泵安装不合理。通过深入分析研究发现，回掺水泵额定排量过大，消泡剂下药浓度不合理是导致回掺水泵气蚀的主要原因。

2.1 回掺水长期憋压运行造成泵体内生产污水温度升高

在日常生产中发现，如果回掺水泵出口调节阀开度过大，就会对下游流程造成冲击。为减小对下游斜板除油器的冲击，人为通过限制出口调节阀开度来控制流量，致使实际运行出口压力高于设计的额定压力。另外还发现泵实际运行参数与设计要求严重不符，这可能造成泵体内介质温度升高。

为最大限度地测出泵体内介质温度，利用点温枪选择泵体加装的冷却管线靠近泵体出口处测温，经记录统计得出泵出口温度与回掺水泵运行时长的关系，可以看出泵出口温度最终稳定在85～86 ℃（图2）。

图2 泵的出口温度与运行时间的关系

在实验过程中，电脱入口分离器罐内温度为81 ℃，小于泵出口温度，所以经本次现场试验以及统计分析可以证明，回掺水泵额定排量过大、长期憋压运行是泵体内生产污水温度升高的主要原因。

2.2 消泡剂下药浓度不合理

通过调取斜板除油器的气相阀开度曲线，发现一系列斜板除油器气相阀开度明显大于二系列。

根据两个系列斜板除油器PV 阀开度曲线发现，一系列污水明显比二系列污水脱气量大，这从侧面说明原油一系列脱气效果不好，最可能原因是消泡剂加注浓度不合理，与一系列液体配伍性不好，致使生产分离器处理完后进入下游的液体中仍含有大量溶解气，大量气体随生产分离器油相液体进入电脱入口分离器，致使电脱入口分离器处理气量超负荷，不能彻底将溶解气脱出。

在日常生产中，电脱入口分离器A、B、C、D 均出现过脱气异常，导致液相中含有大量气泡，有时油相出口取样甚至为泡沫液，导致进料泵泵效降低，同时在电脱进料泵滤器处排出大量气体。这些现象也在一定程度上证明，消泡剂加注浓度不合理是导致回掺水泵气蚀的主要原因。

3 解决措施

3.1 回掺水泵换型

对一系列回掺水B 泵进行换型，更换为广东肯富来泵业股份有限公司生产的新型回掺水泵，型号为KCC65X40-250，额定排量30 m3/h，扬程70 m，气蚀余量3.2 m。回掺水泵换型后，测量回掺水泵不同出口压力对应的实际排量，利用超声波流量计测试不同出口压力下回掺水泵的实际排量并进行记录、分析。

通过分析判断，新型回掺水泵扬程70 m，正常运行时入口压力130 kPa，因此回掺水B 泵出口合理运行压力为830 kPa。根据肯富来回掺水泵流量测试曲线发现，泵效以50%为最佳，相应的流量为36 m3/h、泵出口运行压力为800 kPa。

3.2 消泡剂优化换型，调整加注浓度

对消泡剂BHX-03 加注浓度进行调整，分系列梯度调整消泡剂BHX-03 注入浓度，并监测对应系列斜板除油器气相调节阀开度。当上调一系列消泡剂BHX-03 注入浓度时，流程脱气明显改善，对应一系列斜板除油器气相阀开度有明显下降，说明生产水中含气量明显减少；上调二系列消泡剂BHX-03 注入浓度时，流程脱气没有明显改善，对应系列斜板除油器气相阀开度有明显变化。斜板PV 阀与消泡剂加注浓度的关系如图3 所示。

图3 斜板PV 阀与消泡剂加注浓度的关系

通过一段时间的观察后发现，当提升一系列消泡剂BHX-03加注浓度后，一系列斜板除油器脱气效果明显改善。

4 结论

通过采取一系列措施探究降低回掺水泵气蚀次数，对回掺水泵换型以及优化消泡剂加注浓度，持续跟踪回掺水泵实际使用情况，一系列回掺水B 泵投运长达半年时间，运行状况良好，未出现任何故障，更未出现气蚀故障。经过统计发现，一系列回掺水泵气蚀次数占比也有所下降，气蚀次数明显减少。

此项工作开展以来，有效减少了回掺水泵气蚀次数以及故障次数，不仅减少检修回掺水泵使用的维修备件和机修专业工作量，也明显改善了一系列回掺水泵带“病”运行甚至无泵可用的状况，在一定程度上减小了流程处理负担，并且减小了生产专业人员清理回掺水泵撬块卫生的工作量。更为重要的是，降低了回掺水泵因气蚀导致机封刺漏的环保风险。总体来说，本次探究降低回掺水泵气蚀次数活动成效显著。