师帅

摘要：在进行较长距离的石油管道运输过程中，输油泵作为增压设备，对输油管道的输送能力起到十分重要的作用。通常情况下，在对输油管道进行设计时，也对输油泵的性能状态进行了预设。但是，输油管道对石油的运送量取决于市场的需求或出于输送经济状态的考虑，这个时候，就极易出现输油泵功率与输油管道所需性能不匹配的情况。由于输送条件的变化，输油管道的运输量往往会低于设计时所预估的运输量，而低量运输状态往往通过调节阀进行调整，使输油管道处于节流状态，这样会加大设备的磨损，降低设备使用状态，还会导致运行成本的增加。因此，为减少设备的损耗，研究采取叶轮切削技术在输油泵中的应用效果，降低损耗。

关键词：输油泵;叶轮切削技术;生产应用

近些年来，石油管道运输量保持在一个相对稳定状态，输油泵的使用也会处于一个正常状态，但是，当石油管道运输量减少时，输油泵为输送石油提供的能量就应相应减少，由于设备自身的限制，使输油泵只能做同样的负荷输出的状态下输送更少的油量，长时间下来会加速输油泵和其他相关设备的损耗。为降低输油泵等相关设备的损耗，可以将输油泵内部的叶轮更换为更小的叶轮，使其满足输出需求。但是，即使能够对叶轮进行更换，也很难找到符合要求的更小的叶轮。因此，可以在原装叶轮的基础上根据标准对其进行切削，使其符合要求。虽然经过切削的叶轮稳定性要低于原装叶轮，但在没有更小的叶轮进行更换或为了减少支出时，普遍在输油泵中采取叶轮切削技术。

一、叶轮切削技术的原理分析

（一）关于输油泵

输油泵是将原动机的机械能转化为输油管道输送石油的动能的机械，是石油输送当中不可缺少的设备，被广泛应用于石油行业。由于泵对石油的输送十分重要，一般石油生产公司在选择输油泵时都会出于最优考虑，使输油泵能够充分满足系统的要求，工程师往往会选取输送能过大的输油泵，同时保障系统的安全性。但是，输油泵相对系统而言容量过大容易导致资源浪费，并且，过大的泵容量会导致设备的一部分功率仅仅只是损耗掉，而完全没有发挥任何作用。这样一来，就导致了更高运行维护成本的产生，也无形当中降低了输油泵的寿命。此外，输油泵选型过大且在效率较低的运行条件下，输油泵通常需要更为频繁的保养，过多的剩余“能量”增大了输油泵的磨损情况，并且会损坏相关系统部件。处理输油泵选择过大的方法有节流、调速、更换泵、更换叶轮、叶轮切削等，节流、调速使用的较多，但其会对输油泵造成一定的损坏，增加了维护成本，更换泵的成本过高，应用价值不大，更换叶轮较好，但是常常无法找到合适的叶轮进行更换，所以，相对而言，将原泵的叶轮进行切削，既节约了成本，又有利于输油泵的维护。

（二）叶轮切削技术原理

叶轮切削技术指的是通过对叶轮的直径进行处理，从而降低叶轮传输能量的作用。叶轮切削技术对于选择的输油泵过大的改造情况是有较好的改进效果的。叶轮切削使得叶轮的半径减小，相应的其端速也随之减小，由此就可以直接降低传递到石油管道中石油上的流体能量，并且降低了输油泵本身产生的流量和压力。在实际应用当中，由于输油泵流动的非线性导致叶轮尺寸和泵的输出之间的理论关系数据并不是十分的精确，但是，这对叶轮切削的影响不大，叶轮切削对流量、压头以及功率的基本作用仍然是有效的。叶轮切削的最终结果取决于系统曲线和泵的性能变化。

（三）叶轮切削技术的适用

并不是所有的输油泵不适用时都可以采用叶轮切削技术对叶轮进行改造。由上述叶轮切削技术的原理可知，只有当石油泵处于选型过大的情况下才可以进行叶轮切削。当系统存在以下现象时，可以考虑采用叶轮切削技术：第一，系统的大多数旁通阀打开。说明此时系统内的流量过大的时候，可以通过叶轮切削改变系统运作。第二，系统需要过分节流来控制到输油管的流量的时候，如果未来将长期保持这一状态时，可以考虑通过叶轮切割来改变系统状态。当输油泵存在高噪音或者震动时，表明流量过大，要及时进行改善。此外，对于为什么不选择更换一个更小的叶轮而选择对叶轮进行切削，这是由于即使找到更小尺寸的叶轮进行更换，但其对于整个输油泵系统而言負载太小，无法符合输油泵系统的运行，在这种情况下，叶轮切削技术可能是对改造输油泵最好的方法。

二、在生产中输油泵采取叶轮切削技术的应用价值

（一）降低设备运行及维护保养成本

降低叶轮尺寸的主要好处是降低运行及维护保养成本。通过旁通管线和节流阀所浪费的能量以及通过系统噪音和振动所扩散的能量都会变得更少。叶轮切削的节能基本上与直径降低的立方成正比。因为电机和泵都存在一个效率问题，所以电机实际消耗的功率会高于流体功率。通过叶轮切割，可以有效降低能量损耗，减少原料支出，降低生产成本。

（二）减少磨损

除了节能之外，叶轮切削还可以降低管道系统、阀门及管道系统支架的磨损。流体流动产生的管道系统振动会导致管道焊接部位和机械接头疲劳。随着使用时间的推移，焊缝和接头会出现裂纹和松动，导致系统泄漏进而不得不进行停工检修。从设计的观点，过大的流体能量也不是所期望的。管道支架的间隔设定和选型通常情况下根据其能够承受的管道及流体的静负载、来自系统内部的压力负载，以及温度变化所造成的热膨胀（在热动力应用场合）来进行的。过大流体能量所产生的振动负载设计时并没有考虑在内，所以会导致系统泄漏、停工检修及额外维护保养。

结语：

通过叶轮切割技术，可以有效改善因输油泵过大造成的不良影响，减少了能源消耗，降低了输油泵系统维护修理成本，提高了输油泵的安全性与稳定性。此外，输油泵采取叶轮切削技术在石油输送行业尚未被大规模实践，但就目前的研究和实践而言，将叶轮切削技术运用于输油泵，具有积极的应有价值，更多的应用待进一步探索发现。

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