海洋平台消防泵和海水泵选型分析.pdf

第9期
海洋平台消防泵和海水泵选型分析
赵淑文,高鹏,高铭志,冯永
(海洋石油工程股份有限公司,天津300451)
摘要]在海洋平台上,消防泵和海水泵的工作介质相同,但用途及工况不同,从而决定了两者的选型存在着相同点与差
异。一般长轴深井泵和潜水泵用作海水泵和消防泵均可满足要求,但用作消防泵时应保证必须具备随时可投入运行使用的可
靠质量保证。泵的合理选用对平台的安全生产十分重要。本文对固定平台用海水提升泵和消防泵的特点及性能进行了分析对
比
关词]长轴深井泵;潜水系;选型分析
在海洋平台上,一般将长轴深井泵和潜水种方法在泵正常运行时润滑效果较好,但在停泵
泵用作海水泵和消防泵。两类泵的主要区别:长时,泉体内大量存水因自重下泄引起泵和电机反
轴深井泵为立式长轴,驱动机可用电动机也可用向快速旋转,同时大量空气自泵出口的空气释放
柴油机,驱动机安装在泵基座上.面;潜水泵为立阀回流,强化了深井泵快速反转的趋势,即使深
式长扬水管,驱动机只能用潜水电机,浸没在水井泵具有防反转功能,但大量空气进入泵体,泵
下。长轴深井泵遺用较浅水域,潜水泵适用较深本身快速反转,使轴承不能得到有效润滑,从而
水域。根据 NPFPA20的要求,从经济性考虑,消引起干摩擦,在短时间内使轴和轴承发热,存在
防泵的驱动机一般为电动机或柴油机,而海水泵烧轴的危险,而潜水泵则不存在轴承润滑和冷却
的驱动机一般为电动机。在使用时,应根据每个问题
平台的实际情况,合理进行选用。
2泵驱动装置选择
1长轴深井泵和潜水泵的结构特点
根据需要,长轴深井泵可采用电动机或柴
长轴深井泵的驱动机安装在泵体基座上面,油机驱动,而潜水泵只能用潜水电机驱动。长轴
传动轴很长,一般由上部轴、中间轴、泵轴等三深井泵的驱动装置安装在上面,运行状态易于观
段组成,每根轴都要通过联轴节连接,为防止细察,故障检修较方使;潜水泵的电机浸在水下,
长的传动轴变形,在扬水管内还要安装一定数量电机运行状态不能直接观察,故障检修较为不便
的定位轴承。澘水泵
(需提泵上来)。为此,选用潜水泵时,要注意
的潜水电机在泵的最
核实潜水电机的制造和安全质量,要增设水上监
底端,同泵体间的传
测电机,测量绝缘电阻的仪器等,以确保电机可
动轴很短,省却了长
靠运行
轴深井泵中的上部和
根据NFPA20美国国家防火协会的明确要求:
中部传动轴、联轴节
消防泵的驱动动力,必须采用除主电源之外的第2
和定位轴承等部件。
种动力源,如柴油机等。深井泵再加上柴油机,
潜水泵的泵体结构较
可以独立地工作,可靠性更高,但其操作量和维
长轴深井泵为简单,
修费用増加很大。目前通过应急电源解决了第二
如图1、图2所示。
驱动源的问题,将电动消防泵的电源连接在应急
另外,长轴深
电源上,这就大大降低了维修和保养的费用。
井泵泵轴在底座处需
当采用电机为驱动装置时,应注意如选用
要轴承支撑,而轴承
潜水泵,由于电机完全浸没在水中,对电机的防
需要润滑。目前大多
护等级要求很高,一般要求其防护等级应该达到
采用自泵护管处的海图1长轴深井泵图2潜水泵
水直接进行润滑。这
作者简介:赵淑文(1975-),女,天津人,工学硕士,主要
从事海洋石油工程设计与研究工作。
4-技术交流
石油和化工设备
2011年第14卷
IP68,但对防爆性能没有特殊要求;如果选用长
另据《海上固定平台安全规则》:(1)每台
轴泵时,其防护等级应当按照相应的要求防尘
泵的排量应能满足按所用规范、标准划分的消防
防水,低于潜水电机的要求,如果处于危险区域防护区中的任何一个防护区一次火灾所需的100%
内,电机要求防爆,防爆电机的费用远高于普通的水量,并随时可投入使用。(2)每台泵的压力
电机。
应保证从任何两个口径为19mm的水枪喷水时,相
3泵装置的防结冰措施
应消防软管站能保持350kPa的压力。若安装泡沫
当平台处于渤海海区时,这两种泵无论是作系统,则泵至少还应使泡沫系统保持700kPa的压
消防泵还是作海水泵,均需设置防结冰装置。当
环境温度低于海水结冰温度时,由于消防泵装置4泵扬程的计算方法
属应急设施,长期停用,备用的海水泵也处于停
长轴深井泵和潜水泵在吸入滤网以上的安
用状态,浸在海水冰层范围内的扬水管,会因结装高度大体相同。由于潜水泵的最底端是潜水电
冰而冻结,导致泵装置无法顺利启动应急使用
机,该泵总高度应比长轴深井泵多一个潜水电机
为此,当泵装置工作水域的环境温度低于海水结的安装高度。潜水电机细而长,它的长度同泵体
冰温度时,应考虑扬水管的防结冰措施
大体相同。以下以长轴深井泵为例,讨论两类泵
扬水管防结冰的方法,主要是对其加热、保的扬程。
温,将其温度保持在海水结冰温度之上,具体方
H可按下式计算:
法有以下两种:
H2(1.05~1.10)H
(1)在扬水管外侧缠绕电伴热带,用电伴热
式中:Hb一泵的设计扬程;H一单台泵需要
带对其加热保温。由于电伴热带要浸在海水或同的总扬程。
海水有广泛接触,电伴热带的选型及材质要适应
总扬程可表示(见图4)为:
这一环境情况。
(2)利用平台排入海中较高温度的废弃海水
H=Ha+ Ha +h
如海水冷却器的海水),通过类似海水加氯或
式中:
电解液管线,引入扬水管外侧,对在冰区范围内
H一总扬程,m;Ha-由泵安装基面至泵吸入
的扬水管外側喷水加热、保温
ロ中心线间的泵高度,m;H。一泵的净机械能增
量,即可用扬程,m。hs一泵的安装基面至出口管
3泵的流量和扬程特点分析
长轴深井泵和澘水泵用作海水泵时,其流蜃线中心线间距离,m:;
和扬程只需满足额定工况要求即可;但用作消防
泉时,其Q一H性能曲线应尽量平坦。由于消防系
统用水量的不确定性,其流量Q一H扬程曲线必须
具有NFPA20规定的下述三种工况性能
(1)100%额定流量(Q)时,100%总扬程
甲板
(H)工况点,又称额定工况点;
(2)150%额定流量(Qx)时,65%总扬程工
况点
(3)0%额定流量(QH)时,101-140%总扬
海囝基
程范围内工况点。
即除消防泉额定工况点外,当其工作在流量
为150%额定流量时,扬程不能小于总额定扬程的
65%;当流量为0时,总扬程不能超过总额定扬程
的140%。这些要求的主要目的在于防止消防泵
在流量增加时,扬程过低,以至不能满足使用要
求;或者当流量为零时,扬程过高,从而造成管
线或系统损坏。