陈文

摘要：在海上油田热介质循环泵当中，输送介质最常见的类型就是导热油，一般工作人员会将温度控制在210℃左右，基本误差不会超过3%，在循环泵运转工作的过程当中，介质本身的高温会逐渐传导到机械密封当中。同时泵组配备的及封冷却系统主要就是依靠机封动环产生的旋转得到循环动力，但机封能够提供的循环动力并不大，因此循环泵机经常需要面临冷却油不循环，导致的机封温度过高的情况，这就会给后续工作的落实带来较大安全隐患，对设备本身的使用寿命而言也有不利影响，会增加设备后续维修保养的成本。本文先分析了某海上油田热介质循环泵机的相关案例，又阐述了此种设备的封冷却系统工作原理，同时分析了封冷却系统中。冷却油不循环的主要原因，最终结合海上油田热介质循环泵机封冷却系统真实使用案例，提出了可行性较高的改造方案，希望为相关工作的优化提供合理参考。

关键词：海上油田;热介质循环;冷却系统

本文主要分析了热介质循环泵机封冷却系统的工艺改造细节，目的在于改善其中冷却油的实际循环动力，同时尽可能在提高冷血系统工作效果的基础上盐城机封寿命，最终降低泵机的工作风险以及维修保养成本，达到提高工作质量和效率的目的。

一、案例分析

本文以某海上油田为例，该油田使用的热介质循环泵是整个热介质系统的心脏，承担油田当中导热油传输的任务[1]。其中导热油的温度基本稳定在210℃，经过泵腔时会与机械密封产生直接接触，在这一过程当中，高温也会传导到机封。众所周知，机封工作的最佳温度是90℃左右，一旦其温度>100℃，就会产生比较大的设备运转隐患，对于油田本身的安全管理而言也会产生不利影响。因此该循环泵中有自己的机封冷却系统，但该系统的基本工作动力需要由机封动环提供。需要注意的是动环本身的机构会对其能够提供的动力产生限制，且对设备当中的零件和冷却油类型要求较高，产生异常变化必然对冷却油的循环工作效果造成影响。常见的情况就是在循环泵机工作的过程中，冷却系统就停止工作，不能给机封位置带来应有的温度控制效果，這也是导致疾风失效频率提升的主要原因，会增加整个设备的维修保养成本。

二、海上热介质循环泵机封冷却系统工作原理

在该海上热介质循环泵机封冷却系统当中，包含冷却油箱、海水冷却盘管等多个零部件[2]。其中副机封动环和颈环座形成了与单螺杆泵结构比较相像的结构，在工作过程中，泵组运转会带动副机封动环产生旋转，最终会将冷却油从进口位置BI1泵到出口BO1位置，冷却油经过循环管线也会回到邮箱当中，同时在油箱内等待冷却再次参与循环，简单讲就是冷却油在经过机封时会带走热量，从而达到帮助热介质循环泵机封冷却的效果。

在大部分海上热介质循环系统当中，循环泵都是工作落实的核心，切成在的工作任务就是输送导热油。众所周知，导热油属于高温物质，通常温度在210℃左右，在泵腔的帮助下，能够直接和机械密封相互接触。但机械密封本身的最高耐热温度为90℃，一旦热油>100℃必然产生较为严重的安全隐患，产生的最直接的后果就是会降低设备的使用寿命。且动环本身就会限制其动力，原因在于结构特殊，在这样的前提下，行业内对于设备本身泵的配置、零件以及冷却油的要求都比较高，若低于标准必然会对设备当中冷却油的循环产生影响。这种问题也是导致循环泵维修成本以及故障产生概率增加的主要原因，技术人员需要注意分析这种情况，同时从设备安装和系统改造工艺入手分析，增加设备内部和外部的运行动力，寻找合理方式优化冷却系统工作效果这样一方面能够延长设备寿命，另一方面也能降低循环泵的运转风险。

三、海上热介质循环泵机封冷却系统中冷却油不循环的原因

（一）冷却盘穿孔引发冷却油乳化变质

在该海上油田某次热介质循环泵机封冷却系统日常检修的过程中，工作人员发现设备中的冷却油产生了乳化情况，导致整个冷却系统都无法正常工作。工作人员检验之后判断主要原因是循环管道破损，海水进入其中之后与冷却油混合造成了乳化现象。设备内部冷却油密度产生了变化之后导致循环泵机封冷却系统中，副机封处于无法泵起工作的状态。针对此种情况，工作人员只需要更换循环管，同时将内部的冷却油更换，即可保障设备再次稳定地进入正常运行的状态当中。

（二）油路堵塞

通常情况下热介质循环泵机封冷却系统中，系统回路都是由几段仪表管连接组成，这种仪表管的直径较小，而设备在日常工作和运行过程中难免会产生杂质，这就很容易导致仪表管产生堵塞的情况，热介质循环泵机封冷却系统的工作效果和效率也会逐渐降低。针对此种情况工作人员可以选择三种处理方式，首先是直接更换仪表管，其次是提高对仪表管日常检修的频率，一旦发现内部有沉淀产生及时清理，避免造成彻底堵塞的情况。最后是定期更换内不冷却油，这样不仅能避免管道堵塞，还可以预防冷却油乳化和变质。

（三）副机封动环动力不足

综合上述两点导致热介质循环泵机封冷却系统故障的原因，可以发现设备当中的副机封动环提供的工作动力比较有限，同时其在工作落实的过程中对设备零件和冷却油等要素的变化十分敏感，一旦在运行过程中副机封动环和静环座形成的腔体之间产生缝隙就会导致其产生的动力被内漏消耗，最终整个热介质循环泵机封冷却系统无法实现良性循环。

显然热介质循环泵机封冷却系统在运转和工作的过程中，各种零件产生损耗是必然情况，但如果技术人员一直通过更换零件的方式促使设备维持工作状态，这回导致海上油田的生产成本整体提高，尤其是循环条件的成本必然超过预算，因此落实冷却系统改造工作，达到提升循环效果的工作很有必要。

四、海上油田热介质循环泵机封冷却系统改造方案

（一）改造思路

在分析整理热介质循环泵机封冷却系统不循环的主要原因之后，工作人员可以明确改造思路，即提高工作效率，给系统中冷却油提供更加优质的动力，使其能够在设备内实现循环。结合实际情况判断，性价比最高的改造方式就是在原本的热介质循环泵机封冷却系统当中增加一个循环泵，这样不仅能够解决以往存在的大部分问题，也不会导致海上油田生产成本提升。

（二）循环泵选型

根据该海上油田的工作现场，对热介质循环泵机封冷却系统工作效果，造成制约的主要因素分析结果判断，现场的能量来源有两个方面，即电源和气源。如果在后续工作中选择使用电动循环泵负责冷却工作，则需要在原本的系统中增加带有防爆功能的电机，这种方案的成本较高。而如果选择气动循环泵落实工作，则工作人员需要考虑泵的用气量是否会对海上油田工作现场的环境产生影响。主要原因在于热介质循环泵机封冷却系统本身原本是依靠副机封动环产生的动力落实工作，因此对新增的循环泵动力要求并不高，工作人员只需要选择一个性价比较高的微型泵即可满足工作需求。且该号上油田工作人员研究发现，微型气动泵的用气量不大，对现场造成的影响几乎可以忽略不计。微型气动泵的实际尺寸也不大，只需要根据现场工作情况进行调整即可，产生的压力不会对设备本身造成冲击。且其在市场上的价格基本在千元以内，成本较低，所以该海上油田工作人员最终选择在原本的系统中增加一台微型气动泵支持设备运行。

（三）改造内容

1、冷却盘

该海上油田热介质循环泵机封冷却系统中冷却盘的改造，主要是针对其原本经常产生的管道穿孔漏水情况[3]。工作人员选择使用3/8英寸的仪表管更换原本的铜盘管，在满足冷却需求的同时，也能降低其受到海水腐蚀的概率。

2、气动泵流程

该海上油田工作人员在涉恶比油箱到机封冷却系统进口管线的位置增加了微型气动泵，经过现场检测，设备机封位置的温度明显更加稳定，基本在85-95℃之间，效果十分显著。

结束语：

综上所述，案例当中的泵机封冷却系统在改造之后能够取得以下效果。首先是更换冷却盘材质之后，盘管漏水现象明显减少，这对于海水进入泵机冷却油之后产生乳化的情况有明显的控制效果，同时也能避免海水对泵机内部产生腐蚀。其次是在系统中添加了微型气动循环泵之后，在泵机运行过程中冷却油对泵机的冲击情况有所缓解，且不會对泵机的正常工作和运行产生影响，经检验发现，设备机封位置的冷却效果也比较明显，基本温度能够控制在85-95℃之间。最后是对热介质循环泵机封故障产生的概率有一定控制效果，改造之后的机封基本不会产生故障，且每台设备的改造成本也不高，基本在1500元人民币左右，对于经济效益的提升也有促进效果。

参考文献：

[1]赵磊，郝璐琦，张宁.海洋油田热介质油加热器管束失效分析及解决措施[J].广东化工，2020，47（03）：174-175.

[2]陈中玉，李新明.PET装置热媒泵机封冷却系统改造及消除电机振动探讨[J].聚酯工业，2018，31（01）：55-57.

[3]王阳，刘红彦.热介质循环泵电动机轴承失效分析[J].通用机械，2010，{4}（09）：42-43+58.