中油国产泵的应用及发展

    中国泵业网  中国寰球工程公司

    邢桂坤

    一、泵的种类及其特点

    二、HQC的事业部设置与设计中心的关系

    三、泵的应用

    泵在石油化工装置的应用

    泵在煤化工和化肥装置的应用

    泵在天然气领域的应用

    泵在炼油装置的应用

    泵在油气地面设施中的应用

    四、国产泵的现状和发展

    泵的种类及其特点

    1.泵的种类

    泵的种类很多，根据泵的工作原理和结构，可分为叶片式泵和容积式泵，具体的泵分类如下： [点击浏览下一页]
    2.各类泵的性能特点

序号

型式

流量

扬程

效率

结构

其他

1

离心泵

流体流动均匀、不恒定，随管线压力流量有变化

泵型号确定后，扬程只能达到一定的扬程

较高

结构简单，造价低，体积小，重量轻，安装维修方便

几乎所有介质，但介质粘度较小

2

轴流泵

流体流动均匀但不恒定，随管线压力流量有变化

泵型号确定后，扬程只能达到一定的扬程

高

结构简单，造价低，体积小，重量轻，安装维修方便

流量大，扬程低，粘度较低

3

旋涡泵

流体流动均匀但不恒定，随管线压力流量有变化

泵型号确定后，扬程只能达到一定的扬程

较低

结构简单，造价低，体积小，重量轻，安装维修方便

小流量，扬程较高

4

往复泵

流量有脉动，但恒定

在壳体承压能力允许的条件下，扬程随系统压力定

高

结构复杂、振动大、体积大、造价高

易损件多，维修工作量大

5

转子泵

流量均匀且恒定

在壳体承压能力允许的条件下，扬程随系统压力定

较高

结构简单，造价低，体积小，重量轻，安装维修方便

适合粘度较大的介质，且流量较小

    二、HQC的事业部与设计中心的关系

    1、国家能源分类

    矿物质能源的分类及各部分所占比例：

    矿物质能源分为固相、液相、气相等，其分配比例大致如下：

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    注：

    蒸汽轮机选用的参数有被驱动设备的功率、转速，蒸汽进气参数（温度、压力等）、按热力特性确定的蒸汽轮机的型式以及控制系统、保安系统和调节系统等。

    2、HQC的事业部与设计中心的关系（2012年10月）

     炼油事业部（2005年成立炼油室）

     石油化工事业部

     煤化工及化肥事业部

     天然气液化事业部

     油气地面设施事业部

     工程设计中心

    三、泵的应用领域

    在石油化工装置应用

    我国的石油和石油化工工业是在上世纪50到70年代开始起步的。

    随着经济的持续高速增长，我国的石油生产已不能满足经济增长的需要，据专家分析，到2020年预计我国国内石油需求约4.5亿吨；乙烯需求量将达3700万～4100万吨，生产能力2300万吨，而且只能满足需求的60%的需求。

    在石油化工装置中，泵是主要的转动设备。

    一个100万吨/年乙烯工厂（含乙烯下游装置）需要各种类型泵约3000台套，其中离心泵约占45%。

    目前，我国在建或计划建设的炼油装置单系列达到1000万吨/年，乙烯装置单系列达到100万吨/年，PTA装置达到90万吨/年，合成氨装置规模45万吨/年、尿素装置80万吨/年。乙烯装置的下游装置的建设规模也越来越大，聚丙烯、聚乙烯、环氧乙烷/乙二醇等装置的规模由原来的几万吨/年发展至目前的30万吨/年、50万吨/年。

    目前，我国在建或计划建设的炼油装置单系列达到1000万吨/年，乙烯装置单系列达到100万吨/年，PTA装置达到90万吨/年，合成氨装置规模45万吨/年、尿素装置80万吨/年。乙烯装置的下游装置的建设规模也越来越大，聚丙烯、聚乙烯、环氧乙烷/乙二醇等装置的规模由原来的几万吨/年发展至目前的30万吨/年、50万吨/年。

    石油和化工装置中，工艺流程和产品规格的不同对泵的需求差异很大。

    表1显示了典型石油化工装置对各种泵的需求。

    表2以30万吨/年聚丙烯装置为例显示了相同工艺装置中不同工艺流程对各种泵的需求情况和差异。

    以上只是压缩机类型确定过程中考虑的原则，但由于各类压缩机的应用范围有重叠，具体选用时应根据气量、温度、压力和气体性质等主要技术参数，以及装置的特性、用户使用经验等因素进行综合考虑，保证选用的压缩机类型安全、可靠。

    泵在石油化工领域的应用

装置名称（表1）

泵台数

离心泵

往复泵

齿轮泵

螺杆泵

其他类型泵

100万吨/年乙烯装置

3000

45%

12%

23%

12%

8%

30万吨/年合成氨装置

150

80%

12%

8%

52万吨/尿素装置

50

80%

20%

5万吨/年丙烯腈装置

164

87%

8%

5%

14万吨/年聚乙烯装置

80

66%

34%

7万吨/年聚丙烯装置

48

65%

35%

6万吨/年聚苯乙烯装置

56

50%

23%

25%

2%

6万吨/年聚离子膜烧碱装置

115

88%

11%

1%

    工艺部成套设备室转动设备

表2 以30万吨/年聚丙烯为例

商

泵台数

离心泵

往复泵

齿轮泵

螺杆泵

其他类型泵

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、泵在煤化工及化肥装置的应用

    煤化工行业近来发展迅速，对比不断攀升的石油、天然气价格，我国的煤炭价格较低，储量较大。

    2009年国务院颁布了《石化产业调整和振兴规划》，明确了重点做好下列五类煤化工项目：

      煤制油

      煤制烯烃

      煤制二甲醚

      煤制天然气

      煤制乙二醇

    1）对输送易燃易爆、有毒介质的泵，要求轴封必须可靠，或采用屏蔽泵、磁力泵等无泄漏泵；

    2）对输送腐蚀性介质的泵，要求泵的过流部件必须采用耐腐蚀材料；

    3）对于输送含固体颗粒介质的泵，要求泵过流部件必须采用磨蚀材料，轴封采用清洁液体进行冲洗；

    对于输送含气量超过5%液体介质的泵，需考虑，慎用不同离心泵，可采用滑片泵或往复泵。

    表3显示了典型煤化工和化肥装置泵的需求。

装置名称（表3）

泵台数

离心泵

往复泵（含计量泵）

齿轮泵

螺杆泵

其他类型泵

煤制油

1564

882

48

189

53

煤制烯烃

1442

89%

6%

2%

3%

煤制二甲醚

煤制天然气

547

94%

3%

1%

2%

按8台炉计

煤制乙二醇

合成氨

25

68%

32%

尿素

37

90%

10%

3、泵在天然气领域的应用

天然气液化

天然气的作为清洁能源，其储存有两种型式：

气相储存

液相储存

天然气液化包含三大部分的内容：

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    泵在天然气液化工厂中的应用主要是低温LNG输送泵（约-163℃）和一些公用工程用泵。

    液化天然气

    液化天然气主要是用于天然气的输送过程（船运或汽车、火车运输的装卸），其主要流程如下：

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    泵的主要型式有低温LNG输送泵、海水消防泵和海水循环泵等。

    4、泵在炼油装置的应用

    泵也是炼油装置主要转动设备。一个1000万吨/年的炼油厂需要各种类型泵1000多台套，其中离心泵占72%左右，往复泵（含计量泵）约占12%，齿轮泵和螺杆泵约占11%。其他泵约占5%。

     表4给出了典型炼油装置-以1000万吨/年炼油为例
 

装置名称

台数

离心泵

往复泵（含计量泵）

齿轮泵

螺杆泵

其他

 常减压装置

77

92%

8%

渣油加氢脱硫装置

61

59%

23%

18%

蜡油加氢裂化装置

58

84%

16%

柴油加氢精制装置

28

61%

7%

32%

小计

224

转动设备（续）装置名称

台数

离心泵

往复泵（含计量泵）

齿轮泵

螺杆泵

其他

航煤加氢装置

24

46%

17%

37%

异构化装置

40

80%

5%

15%

轻烃回收装置

33

88%

6%

6%

轻柴油改质装置

24

75%

25%

汽油加氢装置

24

83%

17%

石脑油加氢装置

18

67%

11%

22%

苯抽提装置

59

85%

14%

1%

小计

222

装置名称

台数

离心泵

往复泵

齿轮泵

螺杆泵

其他

重油催化裂化装置

65

72%

25%

3%

气体分馏装置

20

连续重整-PX联合装置

24

67%

33%

丁烯-1装置

18

80%

20%

 制氢装置

35

49%

23%

28%

 MTBE装置

25

 硫磺回收装置

52

92%

8%

 SPA装置

18

50%

23%

25%

2%

 公用工程（含罐区）

187

67%

27%

5%

1%

小计

444

总计

890

72%

12%

11%

5%

    5、泵在油气地面设施中的应用

    油气地面设施事业部是HQC新设置的部门，主要服务于上游油气开采和油气田地面设施的建设。

    油气地面设施用泵主要是大型螺杆泵和离心泵。

    由于大多油气田都处于边远地区，存在公用工程设施不全，气候干燥、风沙等恶劣气候，泵处理的介质不洁净等不利因素，因此，选泵时应多重考虑。

     表5给出了典型油气地面设施项目中的常用泵

    表5典型油气地面设施项目中的常用泵

装置名称

泵台数

离心泵

往复泵

齿轮泵

螺杆泵

其他

转运站

16

81%

19%

脱水脱盐站

43

55.8%

44.2%

稀释剂回收单元

25

80%

20%

稀释剂储存和分配站

3

总计

87

66%

34%

    四、国产泵的现状与发展

    1、国产泵的现状

    上述中可以看出，石油化工、煤化工及化肥、炼油、天然气以及油气地面设施等装置都离不开各种类型的泵。泵在各种生产装置中起着至关重要的作用。

    我国的泵制造业起步较晚，在建国初期我国的石油化工泵多数是采用的前苏联的泵。

    从上世纪80年代起，逐渐国外泵产品和泵的生产技术。现在大多数泵国内都能设计、生产。但仍有一部分泵需要从国外，如高温高压泵、小流量高扬程泵、低温泵、高腐蚀泵和少量含有固体杂质泵等（高参数泵）。

    为什么高参数泵仍然需要从国外？

    2、与国外泵产品比，国产泵的差距

    效率相对较低

    振动较大，运行不平稳

    寿命较低，维修工作量大

    噪音较大

    为什么？

    3、HQC近几年泵国产化工作回顾

     HQC是国内的EPC总承包企业。在工程建设项目中，我们与国内泵制造商合作，在下列领域中的高参数泵实现了*首套国产化任务：

    大型乙烯装置：急冷油泵

    大型化肥装置：高压甲铵泵、高压液氨泵、贫液泵、半贫液泵和液力透平

    天然气液化和接收装置：大型海水消防泵和大型海水循环泵

    高压液氨泵参数：

    流量：107m?/h

    扬程：3500m

    /出口压力：2.2/19.9MPa（ A）

    转速：7500 RPM

    温度：40℃

    效率：≧64%

    高压甲铵泵主泵参数：

    流量：104m?/h

    扬程：1230m

    /出口压力：2.205/15.16MPa（ A）

    转速：6000 RPM

    温度：100~120℃

    效率：≧60%

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    4、国产泵未来发展趋势

    泵的发展趋势与装置规模的发展相适应。随着科学技术的发展，为了追求*，生产装置的规模越来越大，装置大型化能更加节省成本。有资料显示，100万吨/年乙烯装置的成产成本比50万吨/年的生产成本降低25%，比30万吨/年乙烯装置的生产成本降低40%以上。

    炼油装置能力已高达2000万吨/年，乙烯装置的生产规模也在百万吨级以上。

    装置规模向着大型化、一体化、深加工和更加节能的方向发展。

    美国石油从协会API标准规定，石油化工用泵的设计寿命为二十年，保证连续三年不间断操作。随着装置的大型化，各种装置对泵的可靠性提出了更高的要求。鉴于国产泵的使用现状，国内泵制造业的发展应着重考虑以下几个方面：

    大型化。

    可靠性

    性

    实用性（节能减排）

    适用性（对工艺装置的适用性）

    转动设备

    转动设备

    结束语：

    随着我国的石油化工、煤化工等行业的发展，国内泵制造业正面临着的大好机遇：

    好政策。

     国务院≤若干意见≥的颁布，如春风一般沐浴着我国的机泵制造业，为许多大型泵机组的*套国产化提供依托工程；

    好市场。

     为了满足国内市场的需要，“十一五”期间国内三大石油公司、外资公司和私营公司纷纷上马大中小型石油化工项目和煤化工项目，为我国的泵制造业提供了市场和机会；

    新型能源的开发和利用。

    4、国产泵未来发展趋势

    泵的发展趋势与装置规模的发展相适应。随着科学技术的发展，为了追求*，生产装置的规模越来越大，装置大型化能更加节省成本。有资料显示，100万吨/年乙烯装置的成产成本比50万吨/年的生产成本降低25%，比30万吨/年乙烯装置的生产成本降低40%以上。

    炼油装置能力已高达2000万吨/年，乙烯装置的生产规模也在百万吨级以上。

    装置规模向着大型化、一体化、深加工和更加节能的方向发展。

    美国石油从协会API标准规定，石油化工用泵的设计寿命为二十年，保证连续三年不间断操作。随着装置的大型化，各种装置对泵的可靠性提出了更高的要求。鉴于国产泵的使用现状，国内泵制造业的发展应着重考虑以下几个方面：

    大型化。

    可靠性

    性

    实用性（节能减排）

    适用性（对工艺装置的适用性）

    转动设备

    转动设备

    结束语：

    随着我国的石油化工、煤化工等行业的发展，国内泵制造业正面临着的大好机遇：

    好政策。

     国务院≤若干意见≥的颁布，如春风一般沐浴着我国的机泵制造业，为许多大型泵机组的*套国产化提供依托工程；

    好市场。

     为了满足国内市场的需要，“十一五”期间国内三大石油公司、外资公司和私营公司纷纷上马大中小型石油化工项目和煤化工项目，为我国的泵制造业提供了市场和机会；

    新型能源的开发和利用。