Модернизация насосов нефтеперерабатывающего завода повышает производительность

Jul 15, 2023

Поперечное сечение корпуса насоса и внутренних частей, демонстрирующее уменьшение ступеней по сравнению с 10/9 (Источник изображения: Sulzer)

Мэтт Кинни, специалист по модернизации гидравлики компании Sulzer, рассматривает один пример в Техасе, где проект модернизации позволил достичь новых целей.

Изменения в национальных правилах, произошедшие за последние несколько лет, привели к значительному увеличению спроса на дизельное топливо со сверхнизким содержанием серы (ULSD). Следовательно, нефтеперерабатывающим заводам пришлось адаптировать свои процессы и найти инновационные решения для увеличения производительности. В Техасе ситуация привела к тому, что нефтеперерабатывающий завод обратился в одесский сервисный центр Sulzer для поиска возможных решений.

В проекте использовались два 10-ступенчатых дизельных подкачивающих насоса BB5, которым необходимо было увеличить производительность более чем на 47%. Американский институт нефти (API) BB5 представляет собой бочковой насос, который включает в себя многоступенчатый внутренний пакет с осевым разъемом и оппозитной конфигурацией рабочего колеса.

Поскольку граница давления разделена радиально, эти насосы обычно предназначены для работы в условиях высоких температур и/или высокого давления. Благодаря способности выдерживать давление и температуру до 6250 фунтов на квадратный дюйм (431 бар) и 800 °F (427 °C) соответственно, насос API BB5 является отличным выбором для таких применений, как нагнетание воды, откачка нефти, подача нефти в котлы, и оплатить услугу.

Ставим новые цели Первоначально установленные в 2006 году, насосы имели номинальную производительность 1110 галлонов в минуту (252 м3/ч) на высоте 4014 футов (1223 м). Однако с изменением спроса на ULSD инженеры по надежности нефтеперерабатывающего завода были заинтересованы в увеличении производительности до 1628 галлонов в минуту (370 м3/ч) на высоте 3450 футов (1052 м). Целью компании Sulzer было найти наиболее экономичное и своевременное решение для удовлетворения потребностей клиента.

В этих обстоятельствах было три возможных варианта. Во-первых, приобретите новый насос, соответствующий новым требованиям производительности; в качестве альтернативы измените или измените номинальные характеристики исходных насосов или используйте оба существующих насоса параллельно со 100% номинальной производительностью (в зависимости от кривой системы заказчика).

Каждый из этих вариантов имеет свои преимущества и недостатки. Например, параллельная работа, очевидно, будет наименее затратной для достижения увеличения потока. Однако отсутствие резервирования системы в случае сбоя является рискованным и часто может стоить очень дорого с точки зрения производственных потерь.

Выбор нового насоса, подходящего для конкретного применения, может быть выгодным с точки зрения эффективности, но длительные сроки поставки, стоимость перенаправления трубопроводов и модификации опорной плиты/фундамента могут сделать этот вариант менее привлекательным. На самом деле не было никаких недостатков в изменении номинальных характеристик насосов, за исключением того, что желаемая производительность не всегда может быть достижима при данном типоразмере. Однако, если это возможно, переоценка зачастую оказывается более быстрым и экономичным способом.

Простота дизайна Учитывая критичность этой услуги для общего успеха НПЗ, большой интерес представляла возможность переоценки. Чтобы поддержать клиента, инженеры Sulzer провели тщательное технико-экономическое обоснование, как гидравлическое, так и механическое, чтобы определить, достижима ли поставленная цель.

Поиск по конкретной скорости (Ns) в обширной базе данных гидравлики компании Sulzer позволил выявить существующую, проверенную конструкцию, отвечающую потребностям клиента – при условии, что рабочие колеса физически подходят друг к другу, а площадь спирального сопла во внутреннем корпусе может быть увеличена настолько, чтобы обеспечить соответствие рабочего колеса проектным характеристикам. Анализ чертежей разработки улиток обеспечил уверенность в том, что оба пункта могут быть выполнены.

Компания Sulzer решила максимально упростить подход, чтобы свести к минимуму общее время проекта. Это было достигнуто за счет выбора существующей стандартной гидравлической конструкции рабочего колеса, которая соответствовала желаемым характеристикам и была подтверждена как минимум двумя заводскими испытаниями. Кроме того, компания позаботилась о том, чтобы можно было внести изменения в корпус для соответствия новому рабочему колесу, и подтвердила, что площадь сопла может быть увеличена достаточно, чтобы имитировать производительность эталонного насоса.