中油國產泵的應用及發展

    中國泵業網  中國寰球工程公司

    邢桂坤

    一、泵的種類及其特點

    二、HQC的事業部設置與設計中心的關系

    三、泵的應用

    泵在石油化工裝置的應用

    泵在煤化工和化肥裝置的應用

    泵在天然氣領域的應用

    泵在煉油裝置的應用

    泵在油氣地面設施中的應用

    四、國產泵的現狀和發展

    泵的種類及其特點

    1.泵的種類

    泵的種類很多，根據泵的工作原理和結構，可分為葉片式泵和容積式泵，具體的泵分類如下： [點擊瀏覽下一頁]
    2.各類泵的性能特點

序號

型式

流量

揚程

效率

結構

其他

1

離心泵

流體流動均勻、不恒定，隨管線壓力流量有變化

泵型號確定后，揚程只能達到一定的揚程

較高

結構簡單，造價低，體積小，重量輕，安裝維修方便

幾乎所有介質，但介質粘度較小

2

軸流泵

流體流動均勻但不恒定，隨管線壓力流量有變化

泵型號確定后，揚程只能達到一定的揚程

高

結構簡單，造價低，體積小，重量輕，安裝維修方便

流量大，揚程低，粘度較低

3

旋渦泵

流體流動均勻但不恒定，隨管線壓力流量有變化

泵型號確定后，揚程只能達到一定的揚程

較低

結構簡單，造價低，體積小，重量輕，安裝維修方便

小流量，揚程較高

4

往復泵

流量有脈動，但恒定

在殼體承壓能力允許的條件下，揚程隨系統壓力定

高

結構復雜、振動大、體積大、造價高

易損件多，維修工作量大

5

轉子泵

流量均勻且恒定

在殼體承壓能力允許的條件下，揚程隨系統壓力定

較高

結構簡單，造價低，體積小，重量輕，安裝維修方便

適合粘度較大的介質，且流量較小

    二、HQC的事業部與設計中心的關系

    1、國家能源分類

    礦物質能源的分類及各部分所占比例：

    礦物質能源分為固相、液相、氣相等，其分配比例大致如下：

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    注：

    蒸汽輪機選用的參數有被驅動設備的功率、轉速，蒸汽進氣參數（溫度、壓力等）、按熱力特性確定的蒸汽輪機的型式以及控制系統、保安系統和調節系統等。

    2、HQC的事業部與設計中心的關系（2012年10月）

     煉油事業部（2005年成立煉油室）

     石油化工事業部

     煤化工及化肥事業部

     天然氣液化事業部

     油氣地面設施事業部

     工程設計中心

    三、泵的應用領域

    在石油化工裝置應用

    我國的石油和石油化工工業是在上世紀50到70年代開始起步的。

    隨著經濟的持續高速增長，我國的石油生產已不能滿足經濟增長的需要，據專家分析，到2020年預計我國國內石油需求約4.5億噸；乙烯需求量將達3700萬～4100萬噸，生產能力2300萬噸，而且只能滿足需求的60%的需求。

    在石油化工裝置中，泵是主要的轉動設備。

    一個100萬噸/年乙烯工廠（含乙烯下游裝置）需要各種類型泵約3000臺套，其中離心泵約占45%。

    目前，我國在建或計劃建設的煉油裝置單系列達到1000萬噸/年，乙烯裝置單系列達到100萬噸/年，PTA裝置達到90萬噸/年，合成氨裝置規模45萬噸/年、尿素裝置80萬噸/年。乙烯裝置的下游裝置的建設規模也越來越大，聚丙烯、聚乙烯、環氧乙烷/乙二醇等裝置的規模由原來的幾萬噸/年發展至目前的30萬噸/年、50萬噸/年。

    目前，我國在建或計劃建設的煉油裝置單系列達到1000萬噸/年，乙烯裝置單系列達到100萬噸/年，PTA裝置達到90萬噸/年，合成氨裝置規模45萬噸/年、尿素裝置80萬噸/年。乙烯裝置的下游裝置的建設規模也越來越大，聚丙烯、聚乙烯、環氧乙烷/乙二醇等裝置的規模由原來的幾萬噸/年發展至目前的30萬噸/年、50萬噸/年。

    石油和化工裝置中，工藝流程和產品規格的不同對泵的需求差異很大。

    表1顯示了典型石油化工裝置對各種泵的需求。

    表2以30萬噸/年聚丙烯裝置為例顯示了相同工藝裝置中不同工藝流程對各種泵的需求情況和差異。

    以上只是壓縮機類型確定過程中考慮的原則，但由于各類壓縮機的應用范圍有重疊，具體選用時應根據氣量、溫度、壓力和氣體性質等主要技術參數，以及裝置的特性、用戶使用經驗等因素進行綜合考慮，保證選用的壓縮機類型安全、可靠。

    泵在石油化工領域的應用

裝置名稱（表1）

泵臺數

離心泵

往復泵

齒輪泵

螺桿泵

其他類型泵

100萬噸/年乙烯裝置

3000

45%

12%

23%

12%

8%

30萬噸/年合成氨裝置

150

80%

12%

8%

52萬噸/尿素裝置

50

80%

20%

5萬噸/年丙烯腈裝置

164

87%

8%

5%

14萬噸/年聚乙烯裝置

80

66%

34%

7萬噸/年聚丙烯裝置

48

65%

35%

6萬噸/年聚苯乙烯裝置

56

50%

23%

25%

2%

6萬噸/年聚離子膜燒堿裝置

115

88%

11%

1%

    工藝部成套設備室轉動設備

表2 以30萬噸/年聚丙烯為例

商

泵臺數

離心泵

往復泵

齒輪泵

螺桿泵

其他類型泵

BASSELL

66

53%

18%

18%

3%

8%

DOW

50

48%

44%

4%

4%

INNOS

27

37%

52%

11%

BP

26

62%

23%

12%

3%

    2、泵在煤化工及化肥裝置的應用

    煤化工行業近來發展迅速，對比不斷攀升的石油、天然氣價格，我國的煤炭價格較低，儲量較大。

    2009年國務院頒布了《石化產業調整和振興規劃》，明確了重點做好下列五類煤化工項目：

      煤制油

      煤制烯烴

      煤制二甲醚

      煤制天然氣

      煤制乙二醇

    1）對輸送易燃易爆、有毒介質的泵，要求軸封必須可靠，或采用屏蔽泵、磁力泵等無泄漏泵；

    2）對輸送腐蝕性介質的泵，要求泵的過流部件必須采用耐腐蝕材料；

    3）對于輸送含固體顆粒介質的泵，要求泵過流部件必須采用磨蝕材料，軸封采用清潔液體進行沖洗；

    對于輸送含氣量超過5%液體介質的泵，需考慮，慎用不同離心泵，可采用滑片泵或往復泵。

    表3顯示了典型煤化工和化肥裝置泵的需求。

裝置名稱（表3）

泵臺數

離心泵

往復泵（含計量泵）

齒輪泵

螺桿泵

其他類型泵

煤制油

1564

882

48

189

53

煤制烯烴

1442

89%

6%

2%

3%

煤制二甲醚

煤制天然氣

547

94%

3%

1%

2%

按8臺爐計

煤制乙二醇

合成氨

25

68%

32%

尿素

37

90%

10%

3、泵在天然氣領域的應用

天然氣液化

天然氣的作為清潔能源，其儲存有兩種型式：

氣相儲存

液相儲存

天然氣液化包含三大部分的內容：

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    泵在天然氣液化工廠中的應用主要是低溫LNG輸送泵（約-163℃）和一些公用工程用泵。

    液化天然氣

    液化天然氣主要是用于天然氣的輸送過程（船運或汽車、火車運輸的裝卸），其主要流程如下：

[點擊瀏覽下一頁]
 

    泵的主要型式有低溫LNG輸送泵、海水消防泵和海水循環泵等。

    4、泵在煉油裝置的應用

    泵也是煉油裝置主要轉動設備。一個1000萬噸/年的煉油廠需要各種類型泵1000多臺套，其中離心泵占72%左右，往復泵（含計量泵）約占12%，齒輪泵和螺桿泵約占11%。其他泵約占5%。

     表4給出了典型煉油裝置-以1000萬噸/年煉油為例
 

裝置名稱

臺數

離心泵

往復泵（含計量泵）

齒輪泵

螺桿泵

其他

 常減壓裝置

77

92%

8%

渣油加氫脫硫裝置

61

59%

23%

18%

蠟油加氫裂化裝置

58

84%

16%

柴油加氫精制裝置

28

61%

7%

32%

小計

224

轉動設備（續）裝置名稱

臺數

離心泵

往復泵（含計量泵）

齒輪泵

螺桿泵

其他

航煤加氫裝置

24

46%

17%

37%

異構化裝置

40

80%

5%

15%

輕烴回收裝置

33

88%

6%

6%

輕柴油改質裝置

24

75%

25%

汽油加氫裝置

24

83%

17%

石腦油加氫裝置

18

67%

11%

22%

苯抽提裝置

59

85%

14%

1%

小計

222

裝置名稱

臺數

離心泵

往復泵

齒輪泵

螺桿泵

其他

重油催化裂化裝置

65

72%

25%

3%

氣體分餾裝置

20

連續重整-PX聯合裝置

24

67%

33%

丁烯-1裝置

18

80%

20%

 制氫裝置

35

49%

23%

28%

 MTBE裝置

25

 硫磺回收裝置

52

92%

8%

 SPA裝置

18

50%

23%

25%

2%

 公用工程（含罐區）

187

67%

27%

5%

1%

小計

444

總計

890

72%

12%

11%

5%

    5、泵在油氣地面設施中的應用

    油氣地面設施事業部是HQC新設置的部門，主要服務于上游油氣開采和油氣田地面設施的建設。

    油氣地面設施用泵主要是大型螺桿泵和離心泵。

    由于大多油氣田都處于邊遠地區，存在公用工程設施不全，氣候干燥、風沙等惡劣氣候，泵處理的介質不潔凈等不利因素，因此，選泵時應多重考慮。

     表5給出了典型油氣地面設施項目中的常用泵

    表5典型油氣地面設施項目中的常用泵

裝置名稱

泵臺數

離心泵

往復泵

齒輪泵

螺桿泵

其他

轉運站

16

81%

19%

脫水脫鹽站

43

55.8%

44.2%

稀釋劑回收單元

25

80%

20%

稀釋劑儲存和分配站

3

總計

87

66%

34%

    四、國產泵的現狀與發展

    1、國產泵的現狀

    上述中可以看出，石油化工、煤化工及化肥、煉油、天然氣以及油氣地面設施等裝置都離不開各種類型的泵。泵在各種生產裝置中起著至關重要的作用。

    我國的泵制造業起步較晚，在建國初期我國的石油化工泵多數是采用的前蘇聯的泵。

    從上世紀80年代起，逐漸國外泵產品和泵的生產技術?，F在大多數泵國內都能設計、生產。但仍有一部分泵需要從國外，如高溫高壓泵、小流量高揚程泵、低溫泵、高腐蝕泵和少量含有固體雜質泵等（高參數泵）。

    為什么高參數泵仍然需要從國外？

    2、與國外泵產品比，國產泵的差距

    效率相對較低

    振動較大，運行不平穩

    壽命較低，維修工作量大

    噪音較大

    為什么？

    3、HQC近幾年泵國產化工作回顧

     HQC是國內的EPC總承包企業。在工程建設項目中，我們與國內泵制造商合作，在下列領域中的高參數泵實現了*首套國產化任務：

    大型乙烯裝置：急冷油泵

    大型化肥裝置：高壓甲銨泵、高壓液氨泵、貧液泵、半貧液泵和液力透平

    天然氣液化和接收裝置：大型海水消防泵和大型海水循環泵

    高壓液氨泵參數：

    流量：107m?/h

    揚程：3500m

    /出口壓力：2.2/19.9MPa（ A）

    轉速：7500 RPM

    溫度：40℃

    效率：≧64%

    高壓甲銨泵主泵參數：

    流量：104m?/h

    揚程：1230m

    /出口壓力：2.205/15.16MPa（ A）

    轉速：6000 RPM

    溫度：100~120℃

    效率：≧60%

[點擊瀏覽下一頁]
 

    4、國產泵未來發展趨勢

    泵的發展趨勢與裝置規模的發展相適應。隨著科學技術的發展，為了追求*，生產裝置的規模越來越大，裝置大型化能更加節省成本。有資料顯示，100萬噸/年乙烯裝置的成產成本比50萬噸/年的生產成本降低25%，比30萬噸/年乙烯裝置的生產成本降低40%以上。

    煉油裝置能力已高達2000萬噸/年，乙烯裝置的生產規模也在百萬噸級以上。

    裝置規模向著大型化、一體化、深加工和更加節能的方向發展。

    美國石油從協會API標準規定，石油化工用泵的設計壽命為二十年，保證連續三年不間斷操作。隨著裝置的大型化，各種裝置對泵的可靠性提出了更高的要求。鑒于國產泵的使用現狀，國內泵制造業的發展應著重考慮以下幾個方面：

    大型化。

    可靠性

    性

    實用性（節能減排）

    適用性（對工藝裝置的適用性）

    轉動設備

    轉動設備

    結束語：

    隨著我國的石油化工、煤化工等行業的發展，國內泵制造業正面臨著的大好機遇：

    好政策。

     國務院≤若干意見≥的頒布，如春風一般沐浴著我國的機泵制造業，為許多大型泵機組的*套國產化提供依托工程；

    好市場。

     為了滿足國內市場的需要，“十一五”期間國內三大石油公司、外資公司和私營公司紛紛上馬大中小型石油化工項目和煤化工項目，為我國的泵制造業提供了市場和機會；

    新型能源的開發和利用。

    4、國產泵未來發展趨勢

    泵的發展趨勢與裝置規模的發展相適應。隨著科學技術的發展，為了追求*，生產裝置的規模越來越大，裝置大型化能更加節省成本。有資料顯示，100萬噸/年乙烯裝置的成產成本比50萬噸/年的生產成本降低25%，比30萬噸/年乙烯裝置的生產成本降低40%以上。

    煉油裝置能力已高達2000萬噸/年，乙烯裝置的生產規模也在百萬噸級以上。

    裝置規模向著大型化、一體化、深加工和更加節能的方向發展。

    美國石油從協會API標準規定，石油化工用泵的設計壽命為二十年，保證連續三年不間斷操作。隨著裝置的大型化，各種裝置對泵的可靠性提出了更高的要求。鑒于國產泵的使用現狀，國內泵制造業的發展應著重考慮以下幾個方面：

    大型化。

    可靠性

    性

    實用性（節能減排）

    適用性（對工藝裝置的適用性）

    轉動設備

    轉動設備

    結束語：

    隨著我國的石油化工、煤化工等行業的發展，國內泵制造業正面臨著的大好機遇：

    好政策。

     國務院≤若干意見≥的頒布，如春風一般沐浴著我國的機泵制造業，為許多大型泵機組的*套國產化提供依托工程；

    好市場。

     為了滿足國內市場的需要，“十一五”期間國內三大石油公司、外資公司和私營公司紛紛上馬大中小型石油化工項目和煤化工項目，為我國的泵制造業提供了市場和機會；

    新型能源的開發和利用。