解決偏遠地區泵操作和維修的困難

　　在石油天然氣行業中，穩定的泵可以影響管道的全面運行、氣體壓縮站的效率和管道的瓶頸。天然氣管道通常地處偏遠，泵的操作和維修都比較困難。本文將向您推薦英格索蘭公司創新的解決方案。
　　
　　在偏遠地區，天然氣從地下被抽取出來，然后管道將其輸送到幾百英里外的煉油廠。天然氣管道需要大型發動機為氣體壓縮站提供動力，并使其沿著管道持續傳輸下去。
　　
　　管道沿線每40~100英里安裝一臺發動機，它們對于氣體的傳輸效率至關重要。任何一臺發動機故障都會影響壓縮站的完整性，引起幾天甚至幾周的停工檢修，從而造成巨大的經濟損失。
　　
　　使這些發動機得到適當的潤滑，是隔膜泵的一個重要任務。管道運營者依賴泵使得油和冷卻劑在發動機之間循環，保持*效率，避免故障。當一個壓縮站停止工作，泵可以防止電機鎖住，確保其得到正確的潤滑。在壓縮站重新工作之前，這一過程對于電機的預潤滑也是必要的。但是壓縮站應用的泵通常需要在極遠的地區運轉，有許多困難需要克服。
　　
　　通常，運營者要想辦法在沒有現成能源的壓縮站使用泵。氣動泵需要購買空氣壓縮機，而且必須也是電動的。壓縮空氣可以通過管道輸送到相應地點，但是成本非常高。如果一臺泵出現故障或性能不好，維修成本也非常高。在偏遠地區安置維修工人是不可行的，而且在泵重新工作之前可能需要幾天或幾周的時間。由于氣動泵需要額外的機械，因此設備損壞的風險會提高。
　　
　　偏遠地區的環境也會對泵造成損傷。壓縮站的泵通常置于室外或小的密封箱內，要經受各種天氣條件。溫度的波動和的氣候條件可能對性能造成巨大破壞。如果使用了不正確的制造材料，泵可能會出現腐蝕、紫外降解、故障和結冰等問題。如果天然氣管道周圍運轉的泵安裝不當，也會產生安全風險，因為泵中流動的流體可能會點燃可燃性介質，例如天然氣。
　　
　　由于管道中有現成的能源，許多壓縮站現在改用一種更便利的流體傳輸設備天然氣驅動的隔膜泵。天然氣動力隔膜泵不需要空氣壓縮機和額外的能源，可以通過將天然氣從管道中抽出并將其排回壓縮系統而形成一個自密封系統。隨著上安全和耐久控制標準的出臺，這些泵為管道運營者帶來了很多好處。
　　
　　以天然氣為動力的泵
　　
　　2003年，加拿大標準協會制定了CSA2.01標準，這一標準是專門為以天然氣為動力的隔膜泵制定的。滿足這一標準的泵消除了靜電放電，不會導致周圍的天然氣被點燃。該標準規定，CSA認證的泵需要配有一根接地線以釋放靜電，創造安全的工作環境。CSA認證的泵也要測試性能和耐久性。泵*無泄露地運轉1300萬個循環才能通過認證。所有CSA認證的泵必須在沒有破壞隔膜或任何部件錯位的情況下完成測試。另外，泵必須在15倍于額定壓力的條件下抵抗住泄漏測試。螺紋接頭還要進而彎曲和特定的扭矩測試。CSA2.01的引入不僅設立了天然氣動力隔膜泵質量測定的一個行業標準，而且幫助天然氣管道運營者制定了處理偏遠地區的流體輸送問題的重要的技術創新戰略。
　　
　　無泄漏技術
　　
　　氣動和天然氣動力泵的主要區別之一是排氣。標準隔膜泵帶有消音器，可將壓縮空氣排放到大氣中。但是，天然氣不能像壓縮空氣一樣被釋放到大氣中，天然氣動力泵需要一個排氣孔，可以吸入天然氣并可將其輸送回壓縮系統。CSA認證需要更高水平的工藝，以確保天然氣的輸送是*無泄漏的。
　　
　　圖1隔膜泵。
　　
　　緊固件上的螺紋密封件是經常被忽視的泄漏風險所在，它有助于保持能量的完整性。在緊固件上使用密封劑可以防止電機在運轉過程中逸出氣泡。除了明顯的安全問題，氣體泄漏還會帶來效率問題。從電機中泄漏氣體的泵會產生較低的流速，需要更多的能量。CSA認證的泵為管道運營者帶來了安全和效率，可確保無泄漏的運行。
　　
　　CSA認證還需要制造商生產極其堅固、高耐受力的鑄件和部件。為節約成本，一些制造商不對其鑄件進行機加工，從而產生不良的表面質量，導致高壓下的泄漏。但是，CSA認證的泵需要進行流體靜力學方面的測試，在5倍于額定壓力下爆裂，并檢測部件的反應。
　　
　　在主要的閥套上，高耐受力的機械鉆孔和閥門部件具有的表面質量和符合閥門機理的正確公差。當閥門移動時，的表面質量使得O型圈和U型槽可以用作密封，因此可以在高壓下產生很好的移動信號和無泄漏的完整性。CSA認證鼓勵制造商使用全金屬結構以得到更高的耐久性，因為非金屬注塑外殼易產生紫外老化，具有較低的耐受性。在管道線路中，全金屬泵具有更高的穩定性。
　　
　　CSA標準還需要很厚的泵殼和高強度隔膜。由于天然氣會導致隔膜膨脹，泵中的壓力通過排空流體腔而產生。為了經受住高壓力測試，隔膜泵根據尺寸的不同，泵殼厚度需要在1/8~3/8in之間。
　　
　　圖2壓縮站。
　　
　　泵的隔膜應該使用高撓曲強度的材料制成，例如熱塑性彈性體（TPE）。TPE更能承受壓縮天然氣產生的應力和壓力，帶來更長的隔膜壽命。同樣的，與隔膜接觸的部件不能對隔膜造成磨損。隔膜與兩個大型墊圈之間的泵軸相連，形成夾心結構。這些隔膜墊圈的銳利邊緣或泵殼上的凸起部位會在隔膜上磨薄某些部位，時間一長會造成撕裂和破裂。為經受住1300萬個循環和一系列的壓力測試，CSA認證的泵都具有光滑的表面。
　　
　　*經驗和未來技術
　　
　　泵應該一直在制造商推薦的*壓力下運轉，技術人員應該使用一個過濾調節器防止其超過制造商的規定。技術人員還應該確定泵的制造材料與被泵送的流體是相容的。在預潤滑和后潤滑應用中，使用AES的Santoprene隔膜泵可能與被泵送的油類不相容。管道運營者在輸送潤滑流體時，應該在泵中安裝杜邦Hytrel隔膜以得到*性能。進氣壓力是另一個重要的因素。除了流體相容性，運營者應該確保進入泵中的流體的壓力是滿足標準的。天然氣動力泵的正確保養依賴于正確的天然氣壓力，并使泵的材料與被泵送的流體和流體溫度相匹配。遵守這些原則有助于延長泵的使用壽命。今后，遠程監控技術將不斷發展，減少在偏遠地區安置技術人員監測設備的需要。這可以通過有線和無線傳感器以及系統部件的集成來實現，這樣，泵的狀態就可以得到定期監測。這些傳感器可能用于隔膜失效設備、周期感測和壓力調整設備的泄漏檢測，確保流體具有正確的壓力和流速。