输油管道输油泵故障原因分析及对策研究.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2023 年 12 月 21 日 作者简介：罗海涛（1990），男，汉族，河北廊坊人，本科学历，毕业院校于西南石油大学，助理工程师，研究方向为输油泵故障原因分析。-56-输油管道输油泵故障原因分析及对策研究 罗海涛 中石化（天津）石油化工有限公司，天津 300450 摘要：摘要：输油管道是石油行业中不可或缺的基础设施之一，它承担着将原油从产油地输送到炼油厂或终端用户的重要任务。而输油泵作为输油管道系统中的核心设备，其正常运行对于保障输油过程的安全、高效进行具有至关重要的作用。然而，在实际运行中，输油泵故障的发生频率较高，给输油过程带来了严重的影响。本文旨在对输油泵故障的原因进行深入分析，并提出相应的对策，以期为输油管道系统的运行和维护提供一定的参考和指导，以期能够提高石油能源的利用效率和降低成本，为我国的能源安全和经济发展做出贡献。关键词：关键词：输油管道；输油泵故障；原因分析；对策研究 中图分类号：中图分类号：TE974 0 引言 随着全球化的发展，石油能源在国民经济中的地位日益重要，是现代社会经济发展的重要基础。输油管道作为石油能源的主要输送方式之一，其运行效率直接影响到石油工业的发展。而输油泵作为输油管道的核心设备，具有举足轻重的地位。然而，输油泵在运行过程中可能会出现各种故障，如磨损、腐蚀、结垢等，这些问题不仅会影响输油泵的性能和效率，还会增加维护成本和安全隐患。因此，对输油管道输油泵故障原因进行分析，提出相应的对策，对于提高输油管道的运行效率和安全性具有重要意义。1 输油管道输油泵的主要结构和特点 输油管道输油泵是输送液体或气体的关键设备之一，其主要采用离心泵结构，包括泵体、叶轮、泵轴、轴承、联轴器、电机和底座等部件，具有结构简单、成本低、流量稳定、操作简单等特点，在石油石化企业中得到了广泛应用。首先，离心输油泵的结构简单，运行稳定可靠，操作方便。其次，离心输油泵的制造成本相对较低，同时具有较长的使用寿命和较低的维护成本1。并且，离心输油泵的流量较为稳定，能够满足不同情况下的需求。同时，离心输油泵的操作相对简单，只需通过简单的开关按钮或调节阀即可实现。此外，离心输油泵的吸入口和排出口位于同一水平线上，因此可以直接安装在管线上，减少了安装难度和成本。并且，其下部还设有方形底座，可以方便地直接安装在水泥座上。值得一提的是，输油泵上的轴封装置有填料密封和机械密封两种，当液体温度较高时，可以通过输送介质进行冷却。2 输油管道输油泵的故障原因分析 2.1 压力变送器故障 一般来说，输油泵的进站口和出站口会设有压力变送器，可以及时、准确的显示压力值，将测量的数据结果传到 PLC 模板中2。PLC 模板将接收到的数据进行处理和判断，当压力变送器故障时，可能无法正确地接收和显示压力数据，从而导致输油泵的工作异常。造成压力变送器故障的原因可能有以下几种：（1）压力变送器的测量误差超过了原先的设定值，内部的保护装置会立即发出联锁信号，导致停泵。（2）压力变送器故障可能引发设备和管道故障，严重时会损坏输油泵的隔膜，影响设备的正常运行。（3）管道堵塞、传感器损坏、管路温度过高等问题也可能导致压力变送器故障。例如，管道中有沙子、杂质等堵塞，测量精度受到影响时，压力变送器就可能发生故障。（4）压力变送器的电源电压不正确、负载输入阻抗不符合要求、设备外壳接地不良等因素也可能导致其故障。例如，如果电源电压小于 12VDC，回路中存在较大负载，就可能影响压力变送器的正常运行。2.2 供电线路故障 按照常规情况而言，供电线路是 10kV，若是供电线路出现故障，可能会造成跳闸故障等问题。供电线路故障的故障原因可能包括以下方面：中国科技期刊数据库 工业 A-57-（1）架空线路的故障：架空线路由于自然灾害、人为因素（如施工、盗窃等）或设备本身的问题（如绝缘子破裂、导线磨损等），可能导致线路短路、断线或接触不良等问题，从而影响输油泵的正常工作。（2）地下线路的故障：地下线路常常因自然灾害、外力破坏或老鼠等动物损害而出现故障，如电缆破裂、电线短路或断线等。（3）电源故障：电源故障通常包括电源中断、电压波动或频率不稳等，这些都会影响输油泵的正常工作。（4）控制回路的故障：输油泵的控制回路中涉及到各种控制元件，如接触器、继电器、空开等。这些元件的故障可能导致输油泵无法正常启动或运转。（5）电机故障：电机故障是输油泵中常见的故障之一，包括电机过载、过压、欠压、缺相等，这些都会影响电机的正常运行。（6）其他故障：除上述原因外，还有一些其他因素可能导致输油泵供电线路故障，如环境因素（如雷击、风暴等）和设备因素（如传感器故障、PLC 故障等）等。2.3 端子虚接装置故障 端子虚接装置是一种用于保护输油泵电动机的装置，它可以检测电动机的电流振和温度，当电流或温度超过设定值时，会自动切断电源，避免电机过载和过热。若是输油泵电机功率较大，一般达到 2000kW 左右，在接线过程中，端子可能因为动产生虚接现象3。或者是存在热电阻温度传感器发生故障的情况，当 PLC输入模块的热电阻温度超过设定数值时，内部的监控保护装置可能受到影响，进而产生故障。2.4 高压泄压闸问题 高压泄压闸问题通常指的是高压泵在工作过程中出现泄压现象，导致泵的工作效率下降或无法正常工作。造成该问题的原因有很多，如泵体密封不良、泵体进出口阀门故障、泵轴密封不良、泵体壳体破损以及泵叶片磨损等4。首先，输油泵的密封件如密封圈、密封垫等如果损坏或老化，就会导致泵体内部的油液泄漏，从而造成泄压现象。若泵体与泵轴之间的配合间隙过大，也会导致泵体密封不良。其次，输油泵的进出口阀门如果存在漏气、卡死或损坏等问题，就会导致泵体内部的油液无法顺利流动，从而形成泄压现象。同时，泵轴上的密封件如轴封、密封圈等如果出现磨损或老化，就会导致泵轴处发生泄压现象。若泵轴与泵体之间的配合间隙过大，也会导致泵轴密封不良。此外，输油泵的泵体壳体如果出现破损、裂纹或变形等问题，就会导致泵体内部的油液泄漏，从而造成泄压现象。最后，输油泵的叶片如出现磨损、变形或腐蚀等问题，就会导致泵叶片无法正常工作，从而造成泄压现象。2.5 叶轮质量偏心对油泵振动产生影响 叶轮是输油泵中的关键部分，叶轮偏心会导致泵体振动，影响输油泵的正常运行。通常来说，质量均匀的叶轮安装在油泵上正常运行，不会出现偏心问题。但结合实际情况来看，叶轮表面可能会出现磨损或损坏，导致叶轮的质量分布不均匀，进而引发油泵振动，或是输油泵长时间运行，输送的液体会对叶轮产生腐蚀，最终导致叶轮产生偏心。并且，叶轮出口角、包角以及叶片数等是叶轮设备的主要组成部分，它们之间的距离如果控制不当，或者叶轮叶片数、包角、出口角设计不合理，也可能会导致输油泵运行过程中产生振动。同时，输油管道自身也可能存在问题，比如输油管道的设计或施工存在问题，导致油流不稳定或产生涡流，进而影响叶轮的工作状态，引发油泵振动。此外，输油介质中的杂质或颗粒物也有可能会附着在叶轮上，导致叶轮的质量分布不均匀，进而引发油泵振动。2.6 校验仪表不规范 校验仪表是用来检测和验证管道和泵的运行参数的设备，如果仪表本身出现故障，如传感器损坏、显示屏故障或者内部电路问题，就会导致校验仪表无法正常工作。校验仪表需要经过定期的校准来确保测量结果的准确性，如果校验过程中存在问题，如操作不规范、标准参考不准确或者校准设备损坏，就会导致校验仪表的结果不规范。同时，输油管道和输油泵所处的工作环境可能存在一些不利因素，如温度变化、湿度、振动或者腐蚀性介质等，这些因素可能对校验仪表的正常运行产生影响，导致校验结果不规范。此外，在校验仪表的设计或制造过程中，可能存在一些缺陷，如材料选择不当、工艺问题或者组装不良等，这些问题可能导致校验仪表在使用过程中出现故障或者无法满足规范要求。中国科技期刊数据库 工业 A-58-3 输油管道输油泵的故障解决对策 3.1 做好应急工作 应急工作是响应故障的最快解决办法，完善的应急措施是输油工作能够有条不紊地进行的保障。首先，润滑是保证机械正常运转的必要条件，对输油泵而言也不例外。应定期检查并更换润滑剂，以保证输油泵的正常运转。同时，还应注意润滑剂的质量和数量，避免过多或过少。其次，应当制定输油管道输油泵故障的应急预案，包括紧急联系人员、应急设备和物资的准备、应急处置流程等，明确责任分工和应急响应措施。并且，应当定期对输油泵进行维护保养，确保其正常运行，可以通过安装传感器和监测设备，实时监测输油泵的运行状况，及时发现故障预兆。此外，也应建立输油管道的实时监控系统，包括温度、压力和流量等参数的监测。一旦输油泵出现故障，系统能够自动报警并触发应急响应措施。最后，可以建立输油泵故障的备品备件和物资储备，确保在故障发生时能够及时更换或修复故障设备，保障输油管道正常运行。3.2 定期检查和养护设备 定期检查和养护设备可以有效地解决输油管道输油泵故障。首先，应当定期清洗检查泵体、轴承、密封等部位，保证其完好无损，无杂物堵塞，以防止输油泵出现故障。其次，对泵的关键部件进行定期检查，如轴承、密封环等，如发现磨损或损坏应及时进行更换或维修。同时，定期对输油泵的油品质量进行检测，如发现油品中有杂质或水分，应及时进行处理，以防止输油泵出现故障6。此外，在输油泵运行过程中，应定期检查润滑剂的质量和数量，并添加适量的润滑剂以保证输油泵的正常运转。同时，还要对输油泵进行冷却，以防止设备过热。3.3 严格校对仪表 在输油泵运行前，应对所有的仪表进行严格的校准，以确保其准确性。并且，在输油泵运行过程中，应定期检查仪表的工作状态，如发现误差较大或异常情况，应及时进行维修和更换。在条件允许的情况下，应尽可能使用高精度的仪表，以减少误差和异常情况的发生。同时，也应当对输油泵的运行数据进行详细记录和分析，以便及时发现故障隐患和采取相应的措施进行处理。此外，应建立严格的仪表校准制度，对所有的仪表进行定期的校准和维护，以确保其准确性和可靠性。3.4 完善并优化输油泵操作流程 首先，在设计管道布局时，应考虑到输油泵的进出口位置、管道的长度、直径和弯头数量等因素，以减少管道阻力和压力损失，提高输油泵的工作效率和性能。同时，应根据输油泵输送介质的性质、温度和压力等因素，选择合适的管道材料，如钢管或塑料管7。其次，根据输油泵的特性和实际情况，制定合理的操作规程，包括泵的启动、运行、停止等步骤，以确保泵的安全和稳定运行。并且，应当定期对输油泵进行检查和维护，包括清洗、润滑、紧固等，以保证泵的正常运转。同时，要定期更换易损件，如密封件、轴承等，避免因小问题引起大故障。此外，在泵发生故障时，应立即停机检查，并采取相应的措施进行处理。同时，应建立应急处理机制，配备必要的备件和工具，以便快速修复故障。3.5 提高员工的操作能力 企业应对输油泵的操作人员进行定期的专业训练，提高他们对于输油泵的认知和操作技能，包括输油泵的工作原理、操作规程、应急处理方法等，帮助他们更有效地操作和维护输油泵，及时发现并解决潜在问题。同时，企业可以组织经验交流会，让有经验的员工分享他们的操作经验和技巧，帮助新员工更快地掌握正确的操作方法，并鼓励员工提出自己在操作过程中遇到的问题和困难，共同探讨解决方案8。并且，企业应定期对员工的操作能力进行考核和评估，了解他们在实际操作中的问题和不足，然后针对这些问题进行有针对性的培训和指导。此外，企业可以建立激励机制，如奖励制度，以鼓励员工主动学习和提高自己的操作能力。对于那些在操作过程中表现出色的员工，可以给予适当的奖励和表彰。最后，企业应确保员工在操作过程中有足够的技术支持，如提供操作手册、技术指南等，以便员工在遇到问题时可以随时查阅和参考。4 结语 输油管道是将原油从产地输送到炼油厂或储存设施的重要工程设施。输油泵作为输油管道系统的核心设备，其正常运行对于保证原油输送的安全和高效至关重要。然而，在实际运行中，输油泵故障是常见的中国科技期刊数据库 工业 A-59-问题，给输油管道的安全运行带来了一定的风险。但通过做好应急工作、定期检查和养护设备、严格校对仪表、完善并优化输油泵操作流程以及提高员工的操作能力等措施，可以提高输油泵的运行可靠性和安全性，保证输油管道的正常运行。参考文献 1欧永红,徐立东,王历红等.输油管道输油泵故障原因分析及对策研究J.化工管理,2020(01):181.2曾磊.长输管道输油泵异常停泵原因分析及对策J.化工设计通讯,2019,45(03):21-42.3吴鹏.长输管道输油泵故障原因分析及对策探究J.化工管理,2018(22):128.4郭广宗.成品油长输管道系统中输油泵故障诊断技术应用研究J.智能城市,2018,4(04):167-168.5张虎群.长输管道输油泵故障原因分析及对策研究J.中国石油和化工标准与质量,2017,37(07):17-18.6刘春明.管道输油泵故障原因分析及对策研究J.中国科技期刊数据库工业 A,2023(7):0067-0070.7奚占东,朱红卫,郑贤斌,等.成品油长输管道系统中输油泵故障诊断技术应用研究天然气长输管道压缩机故障原因分析及对策J.石油规划设计,2020(4):44-45.8 冯 毅.成 品 油 长 输 管 道 系 统 中 输 油 泵 故 障 诊 断 技 术 应 用 研 究 J.中 国 石 油 和 化 工 标 准 与 质量,2020,37(9):170-171.