炼油厂泵改造提高产量

过去几年，国家法规的变化使得超低硫柴油(ULSD)的需求大幅增加。因此，炼油厂不得不调整其工艺，并找到创新的解决方案，以提高产能。在德克萨斯州，这种情况导致一家炼油厂寻找可能的解决方案。

该项目围绕两个BB5 10级柴油充电泵展开，需要将输送率提高47%以上。美国石油学会(API) BB5是一种筒形泵，它采用多级轴向分流内束，并带有对置叶轮结构。

由于压力边界呈径向分裂，这些泵通常设计用于高温和/或高压应用。API BB5能够分别承受6250 PSI和800°F的压力和温度，是注水、石油出口、锅炉给水和充电服务等应用的优秀泵选择。

建立新的目标

该泵最初安装于2006年，在4014英尺处的额定点为1110 gpm。然而，随着ULSD需求的变化，炼油厂的可靠性工程师对容量的增加感兴趣。我们的目标是找到最经济和及时的解决方案来满足客户的需求。

在这种情况下，有三种可能的选择:购买满足新容量要求的新泵;或者，修改或重新对原泵进行评级;或以100%额定容量并联两台现有泵。

每一种选择都有其优点和缺点。例如，并行操作显然是实现流量增加的最低成本。然而，在发生故障时，缺乏系统冗余是有风险的，在生产损失方面通常代价非常高昂。

在效率方面，适合该应用的新泵具有优势，但生产周期长，重新布线管道的成本高，底板/基础修改可能会使该选择不那么有吸引力。对泵进行重新评级并没有什么坏处，只是在给定的机架尺寸下，可能不能总是达到预期的性能。然而，如果可行，重新评级往往更快更经济。

设计简单

根据这项服务对炼油厂整体成功的重要性，重新评级的可能性引起了极大的兴趣。为了支持客户，工程师们进行了彻底的水力和机械可行性研究，以确定目标是否可行。

通过液压数据库进行特定转速(Ns)的搜索，可以发现现有的、经过验证的设计可以满足客户的需求——前提是叶轮能够在物理上合适，并且内壳蜗壳喷嘴面积能够增加到足够大，以使叶轮满足设计性能。对蜗壳开发图纸的审查提供了信心，这两个项目都可以实现。

这是通过选择现有的标准叶轮液压设计来实现的，该设计适合所需的性能，并已通过至少两次工厂测试。此外，该公司还确保可以对壳体进行修改以适应新的叶轮，并确认喷嘴面积可以足够大，以模拟参考泵的性能。

理想情况下，工厂测试应该在完成这项工作后执行，但不幸的是，考虑到商定的截止日期，项目的时间表没有使这成为可能。因此，重要的是，建议的升级是由内部的经验数据和经验来支持的，以提供对建议的设计更改的准确性的信心。在第一次尝试时，必须正确计算预测的叶轮尺寸。

优化解决方案

由于有大量的叶轮水力设计可供选择，工程师们能够选择一种现有的设计，以满足应用所需的新扬程和容量。

为了增加喷嘴面积和唇直径，进行了机械切割。根据经验数据，喷嘴面积的增加将使新叶轮的选择跳动到新的设计点。蜗壳唇径的增加使设计人员能够获得足够的唇间隙。这一点，事实上，削减是“角度”，有助于减少叶片通过脉动和整体振动幅度。

对叶轮的出口叶片进行下浇，以增加叶片间出口面积(OABV)，使性能曲线趋于平坦。这也推动了最佳效率点(BEP)实现更高的流量。

设计过程强调了这样一个事实，即新的性能水平不需要所有10个阶段。去掉一级，使叶轮修整可以接近全直径。这对泵的效率和BEP位置都有好处。分析了级级减小对轴向推力方向和大小的影响;调整了内衬套的尺寸，以确保推力轴承的轴向载荷是可接受的。

超越挑战

像这样的重大再排量，在现有的蜗壳内安装一个新的、相对较大的、高容量的叶轮是相当困难的。这是因为多级泵被设计成尽可能短的级间距，以限制整个泵的长度。

幸运的是，这个例子中的泵最初配备了一个相对低流量的转子，与它的框架尺寸相比，这提供了更多的工作空间。为了适应叶轮出口宽度的增加，蜗壳侧壁需要加宽或“压板”，以确保足够的侧室间隙，这对离心泵来说是极其重要的。

此外，为了适应更大的叶轮眼径，增大了内壳线内径。将内径增加到最大允许值，同时保持内径与水路之间足够的壁厚，并保持内径束的结构完整性。

增加的泵性能需要比原来的1250 HP电机提供更多的功率，因此需要一种新的电机来满足这一需求。然而，由于较高额定电机的框架尺寸保持不变，因此不需要对底板进行修改。

选用新叶轮后，所需净正吸力扬程(NPSHr)增大。然而，这不是一个问题，因为可用净正吸头(NPSHa)是足够的。

提供优势

在这种情况下，重新评估现有泵而不是购买新泵的决定对客户非常有利。重新评级项目更加经济，特别是因为外桶本身就是一个非常昂贵的部件。

重排量不需要改变现有泵的占地面积，节省了完成项目的宝贵时间。如果指定了一种新泵，就需要对底板进行改造，并改变吸、排管道的路线。

所有的液压改造都局限于内束，允许外筒在炼油厂中保持管道连接。这对项目的整体交付时间产生了显著的积极影响，更短的完成日期对客户非常有吸引力。

项目成果

一旦完成，泵就被重新安装和调试。由于对设计和工程的高度信任，性能测试是在现场进行的。该泵超出了原来的流量和扬程要求，超出了客户的预期。振动水平和轴承温度都在可接受的范围内。总的来说，这个项目是一个巨大的成功。

原始内容可以在石油与天然气工程．

您是否具有本内容中提到的主题的经验和专业知识?你应该考虑为我们的CFE媒体编辑团队做出贡献，并获得你和你的公司应得的认可。点击在这里开始这个过程。