FPSO改装项目货油泵选型分析.pdf
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1、第37卷第2期技术交流FPSO改装项目货油泵选型分析丁奎龙(大连中远海运重工有限公司,辽宁 大连116113)摘要:FPSO货油泵是FPSO货油系统的关键核心设备,货油泵的选型在VLCC改装FPSO项目中的总体功能设计、布置设计和项目成本中起到举足轻重的作用,文章通过货油电动深井离心泵和液压深井离心泵的对比分析,对货油泵的选型设计方案进行了研究,为今后的FPSO改装项目货油泵选型提供参考和借鉴。关键词:浮式生产储卸油装置;货油泵;电动深井泵;液压深井泵中图分类号:U672文献标志码:Adoi:10.13352/j.issn.1001-8328.2024.02.009Abstract:The c
2、argo oil pump is a crucial component of the FPSO cargo oil system.The selection of a cargo oilpump plays a vital role in the functional design,layout design and project cost control of a VLCC to FPSO conversionproject.This paper studies the selection and design scheme of the cargo oil pump through t
3、he comparative analysisof the electric deep well cargo oil pump and hydraulic deep well cargo oil pump,providing valuable insights for theselection of cargo oil pumps in future FPSO conversion projects.Key words:floating production storage and offloading;cargo oil pump;electric deep well pump;hydrau
4、lic deep well pump作者简介:丁奎龙(1990-),男,辽宁朝阳人,助理工程师,硕士,研究方向为船舶与海洋工程轮机设计。FPSO是集生产、储油和卸油为一体的海上浮式生产储卸油装置,该装置通过输油管把海底的油、气和水等混合物输送至上部模块,并处理成合格的原油和天然气,合格的原油通过管路输送到船体的货油舱中存储,并定期通过货油系统的货油泵、卸载软管和卷轴,以串靠运输或者旁靠运输等方式将货油卸载到穿梭油轮中。在超大型油船(VLCC)改装FPSO项目中,货油泵作为FPSO油气储存和外输的关键核心设备,相关系统组成复杂且辅助设备较多,其选型方案对 FPSO 的总体设计布置有着重要影响。当
5、前VLCC改装 FPSO市场上,主流的货油泵选型方案有3种,新增甲板电动深井离心泵、新增甲板液压深井离心泵和使用原VLCC泵舱货油泵翻新维修,3种方案中较少使用原VLCC泵舱货油泵,主流的方案是新增甲板深井离心泵。1货油泵型式汽轮机立式离心泵通常适用于以蒸汽作为动力和热源的FPSO或者大型油轮,电动机驱动离心泵和液压潜液式离心泵适用于FPSO或者中小型油轮,本文主要介绍FPSO上常用的货油电动深井离心泵和液压深井离心泵。1)货油电动深井离心泵。货油电动深井离心泵有 2 种常用型式,一种是设有专门泵舱的离心泵,泵的动力来源于机舱原动机通过穿越机舱和泵舱的传动轴进行驱动,一般全船货舱只配置2台泵舱
6、离心泵;另一种是电机布置在货舱主甲板上的深井泵,每个货舱均设置一台货油泵,当一个货油舱的货油泵出现故障需要停机维修时,不影响其它货油舱的货油输送,提高了货油系统的灵活性和可靠性。中 国 修 船31中 国 修 船2024年4月技术交流货油电动深井离心泵外形示意图见图1,电机布置在FPSO的主甲板上,并通过联轴节驱动长轴和货油舱底部的叶轮,配置了封闭式油润滑传动轴和轴承,自带润滑油循环和过滤,其附加功能一般还包括油位、轴承温度和振动的监测等。货油泵的电机由变频器控制来实现货油泵在任何卸载条件下的最佳性能调节,在初始流量升速阶段可使管道中的货油压力平稳地增加,并在货油输送的最后阶段以较低的速度获得优
7、异的扫舱性能。货油电动深井离心泵的优点是功率范围较广、总体布置简单和电机维修方便等;缺点是泵的长轴对中安装较困难、长轴的稳定性较低且无法避免振动、有货油进入轴封腐蚀长轴的风险。另外,深井离心泵的长轴在能量传递给泵的叶轮时消耗了大量有用功,功率损失较大。A厂家货油电动深井离心泵选型见表1,从表1可以看出,其货油泵共有9种型号,泵的排量范围为201 800 m3/h,扬程为160 m或180 m。2)货油液压深井离心泵。货油液压深井离心泵主要由上部甲板组件、中间管柱和底部泵体三部分组成。货油液压深井离心泵外形示意图见图2,上部甲板组件包含液压控制阀和液货出口阀等部件,液压控制阀(速度转矩控制阀)可
8、以对货油泵进行无极调速1;中间管柱包含液货管、液压进回油管、吹除管和扫舱管;底部泵体的液压执行机构位于叶轮附近,执行机构和叶轮通过一根较短的钢性轴相连,执行机构和轴组件由液压油持续润滑和冷却,叶轮把货油吸入并提供传输压力,液压油既作为驱动介质又作为执行机构和转动部件的润滑和冷却剂。图 3 是液压货油系统示意图,从图 3 可以看出,该系统主要包括深井泵、液压动力单元(HPU)、液压管路、阀控系统、远程控制台和货油加热器等,货油系统的液压油也可为压载泵、侧推等设备的液压执行机构提供液压动力。货油液压深井离心泵的优点是货油舱内部采用短轴驱动叶轮,设备可靠性较高、无防爆问题、寿命长和集成方便2,液压油
9、压力大于货油压力,表1A厂家货油电动深井离心泵选型图2货油液压深井离心泵外形示意图承磨环套筒液货密封机械油封轴承吸油井叶轮涡壳制动器液压执行机构液货管路扫舱管甲板座圈隔离空腔检查管隔离空腔吹除管路液压回油管路液压进油管路隔离空腔吹除快速接头隔离空腔膨胀箱弹性螺栓顶板扫舱阀液货出口阀压力发送器液货扫舱吹气接头本地控制阀液压控制阀泵型号OPC 65OPC 80OPC 100OPC 125OPC 132OPC 150OPC 200OPC 250OPC 300泵排量/(m3/h)20 6550 10080 200170 300280 400350 500450 750600 1 100800 1 80
10、0扬程/m160160160160160160180180180图1货油电动深井离心泵外形示意图电机货油出口氮气吹扫进口甲板座支撑导向环管束底部安装导向板泵头32第37卷第2期技术交流图3液压货油系统示意图液压油柜/泄放柜液位油输送单元洗舱泵压载深井泵便携货油泵货油深井泵艏侧推便携油泵三角架遥控阀组远程控制台液位动力单元(HPU)货油加热器货油深井泵防止轴封泄露污染液压油,与电动深井泵对比具有体积小、安装方便的优势;缺点是液压管布置复杂、液压动力单元需求空间较大和设备整体价格成本较高。B厂家货油液压深井离心泵选型见表2,从表2可知,其货油泵共有 7 种型号,最大排量为 2 000 m3/h,扬
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