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石油不同調(diào)節(jié)辦法下泵的能耗分析同管道腐蝕現(xiàn)狀
【一】、不同調(diào)節(jié)辦法下泵的能耗分析
在對不同調(diào)節(jié)辦法下的能耗分析時(shí)，文章僅針對目前廣泛采用的閥門調(diào)節(jié)和泵變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)兩種調(diào)節(jié)辦法加以分析。由于不銹鋼齒輪泵的并、串聯(lián)操作目的在于提高壓頭或流量，齒輪泵在領(lǐng)域運(yùn)用不多，其能耗可以結(jié)合圖2進(jìn)行分析，方法基本相同。
1閥門調(diào)節(jié)流量時(shí)的功耗
不銹鋼齒輪泵運(yùn)行時(shí)，電動機(jī)輸入泵軸的功率N為：
N＝vQH／η
式中N——軸功率，w；
Q——泵的壓頭，m；
H——泵的實(shí)際流量，m3/s；
v——流體比重，N/m3；
η——泵的效率。
當(dāng)用閥門調(diào)節(jié)流量從Q1到Q2，在工作點(diǎn)A2消耗的軸功率為：
NA2＝vQ2H2／η
vQ2H3——實(shí)際有用功率，W；
vQ2(H2－H3)——閥門上損耗得功率，W；
vQ2H2(1／η－1)——不銹鋼齒輪泵損失的功率，W。
2變速調(diào)節(jié)流量時(shí)的功耗
在進(jìn)行變速分析時(shí)因要用到不銹鋼齒輪泵的比例定律，根據(jù)其應(yīng)用條件，以下分析均指不銹鋼齒輪泵的變速范圍在±20%內(nèi)，且不銹鋼齒輪泵本身效率的變化不大。用電動機(jī)變速調(diào)節(jié)流量到流量Q2時(shí)，在工作點(diǎn)A3泵消耗的軸功率為：NA3＝vQ2H3／η
同樣經(jīng)變換可得：
NA3＝vQ2H3＋vQ2H3(1／η－1)（2）
式中vQ2H3——實(shí)際有用功率，W；
vQ2H3(1／η－1)——不銹鋼齒輪泵損失的功率，W。
對于目前不銹鋼齒輪泵通用的出口閥門調(diào)節(jié)和泵變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)兩種主要流量調(diào)節(jié)辦法，泵變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)節(jié)約的能耗比出口閥門調(diào)節(jié)大得多，這點(diǎn)可以從兩者的功耗分析和功耗對比分析看出。通過不銹鋼齒輪泵的流量與揚(yáng)程的關(guān)系圖，可以為直觀的反映出兩種調(diào)節(jié)辦法下的能耗關(guān)系。通過泵變速調(diào)節(jié)來減小流量還有利于降低不銹鋼齒輪泵發(fā)生汽蝕的可能性。當(dāng)流量減小越大時(shí)，變速調(diào)節(jié)的節(jié)能效率也越大，即閥門調(diào)節(jié)損耗功率越大，但是，泵變速過大時(shí)又會造成泵效率降低，超出泵比例定律范圍，因此，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)應(yīng)該從多方面考慮，在二者之間綜合出佳的流量調(diào)節(jié)方法。
通過不銹鋼齒輪泵與管路系統(tǒng)的特性曲線圖分析了不銹鋼齒輪泵流量調(diào)節(jié)的幾種主要辦法：出口閥門調(diào)節(jié)、泵變速調(diào)節(jié)和泵的串、并聯(lián)調(diào)節(jié)。用特性曲線圖分析了出口閥門調(diào)節(jié)和泵變速調(diào)節(jié)兩種辦法的能耗損失，并進(jìn)行了對比，指出不銹鋼齒輪泵用變速調(diào)節(jié)流量比用出口閥門調(diào)節(jié)流量可以好的節(jié)約能耗，且節(jié)能效率與流量變化大小有關(guān)。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)應(yīng)該注意變速調(diào)節(jié)的范圍，才能好的應(yīng)用不銹鋼齒輪泵變速調(diào)節(jié)。
不銹鋼齒輪泵是廣泛應(yīng)用于工業(yè)系統(tǒng)的一種通用流體機(jī)械。它具有性能適應(yīng)范圍廣（包括流量、壓頭及對輸送介質(zhì)性質(zhì)的適應(yīng)性）、體積小、結(jié)構(gòu)簡單、操作容易、操作費(fèi)用低等諸多優(yōu)點(diǎn)。通常，所選不銹鋼齒輪泵的流量、壓頭可能會和管路中要求的不一致，或由于生產(chǎn)任務(wù)、工藝要求發(fā)生變化，此時(shí)都要求對泵進(jìn)行流量調(diào)節(jié)，實(shí)質(zhì)是改變不銹鋼齒輪泵的工作點(diǎn)。不銹鋼齒輪泵的工作點(diǎn)是由泵的特性曲線和管路系統(tǒng)特性曲線一起決定的，因此，改變?nèi)魏我粋€(gè)的特性曲線都可以達(dá)到流量調(diào)節(jié)的目的。目前，不銹鋼齒輪泵的流量調(diào)節(jié)辦法主要有調(diào)節(jié)閥控制、變速控制以及泵的并、串聯(lián)調(diào)節(jié)等。
【二】、齒輪油泵管道防腐的腐蝕現(xiàn)狀
我國石油工業(yè)己擁有長輸管道約有1.8萬Km，油田集輸管道約20萬Km，因管道腐蝕造成的損失是十分驚人的，以勝利油田為例，勝利油田擁有各種地面管線2萬Km，在強(qiáng)腐蝕區(qū)新建的鋼管道，3~6個(gè)月就開始穿孔，6~12個(gè)月大修，1~2年就報(bào)廢重建，造成巨大經(jīng)濟(jì)損失，據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，勝利油田金屬管道僅1998年就新DN200以上管線270Km耗資1.05億元人民幣。為此根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際，將多年來齒輪泵鋼質(zhì)管道受腐蝕條件約束造成的影響歸納總結(jié)，同時(shí)了解腐蝕現(xiàn)象和規(guī)律，有針對性地采取防止腐蝕的措施。目前油氣田的腐蝕環(huán)境主要有：大氣腐蝕、土壤腐蝕、油田采出水腐蝕環(huán)境。
1、大氣腐蝕
齒輪油泵鋼質(zhì)管道在大氣自然環(huán)境條件下，由于大氣中的水，氧，等物質(zhì)作用下而引起的腐蝕，叫大氣腐蝕。大氣腐蝕的機(jī)理是金屬處于表面薄層電解液下的腐蝕過程，因而具有與浸沒在電解液內(nèi)的腐蝕過程不同的特點(diǎn)。金屬表面含飽和氧的電解液膜的存在，使大氣腐蝕的電化學(xué)過程中氧去化過程變的容易進(jìn)行，在工業(yè)大氣中，液膜常常呈酸性，這時(shí)可能產(chǎn)生氫去化腐蝕，但是由于氧易到達(dá)陰級，所以氧的去化作用仍然是主要的。
2、土壤腐蝕
隨著石油工業(yè)的迅速發(fā)展，埋設(shè)在地下的油、氣、水、管道等日益增多。發(fā)生土壤腐蝕的原因可以歸納為二方面：
(1)土壤的性質(zhì)：土壤中有水分和能進(jìn)行離子導(dǎo)電的鹽類存在，使土壤具有電解質(zhì)溶液的特征。
(2)由于外界漏電的影響，土壤中有雜散電流通過地下金屬管道，因而發(fā)生電解作用。電解電池的陽是遭受腐蝕的部位。
(3)土壤中作用而引起的腐蝕，稱為生物腐蝕。
3、水腐蝕環(huán)境
水是石油的天然伴生物。水對金屬設(shè)備和齒輪油泵管道會產(chǎn)生腐蝕。尤其是含有大量雜質(zhì)的油田水對金會產(chǎn)生嚴(yán)重的腐蝕。油田水中的溶解鹽類對金屬腐蝕有很大影響，其中較重要的是氫化物。較常見的引起金屬腐蝕的物質(zhì)是水中溶解的氧氣、、硫化氫等氣體。此外，油田水的硫酸鹽還原菌等微生物也對金屬管道產(chǎn)生嚴(yán)重腐蝕。
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