LNG儲罐內泵的特點(diǎn)及應用淺析

1罐內泵的結構及特點(diǎn)

LNG罐內泵為潛液式電動(dòng)泵，是存儲單元的重要設備，它由電機和泵體兩部分組成，電機位于泵體上方，為三相異步電機，電機轉子上下各有一個(gè)滾動(dòng)軸承，泵體主要部件有誘導輪、葉輪、擴散器、殼體等，電機軸與泵軸為同軸或為花鍵聯(lián)接。在泵井的底部安裝有底閥，其主要部件有彈簧、底蓋板、密封圈等。無(wú)外界干擾條件下，由于彈簧彈力的作用，底蓋板閉合，底閥處于關(guān)閉狀態(tài)，此時(shí)作用類(lèi)似于單向閥，適當壓力下只允許泵井內液體進(jìn)入泵井外，而泵井外液體不能進(jìn)入泵井內部。當罐內泵正常安裝后，由于泵的重力，底蓋板受壓下移，會(huì )使底閥處于常開(kāi)狀態(tài)，此時(shí)泵可以自由吸入液體。LNG罐內泵與普通潛液式泵，相比較具有如下特點(diǎn)：

(1)耐低溫。LNG罐內泵輸送流體介質(zhì)(LNG)為超低溫液體，通常在-160℃左右，因此，要求泵本身具有良好的耐低溫性能。

(2)無(wú)需單獨的電機。電機與泵體做成整體，整體浸沒(méi)在LNG中，LNG在泵出口附近通過(guò)平衡機構間隙及軸承間隙進(jìn)入電機內部，而后從上部返回至泵入口，定子與轉子間充盈流態(tài)LNG，既了性，又對電機降溫起了決定作用。

(3)無(wú)需動(dòng)密封結構。泵體及電機以其的結構體浸入LNG內，決定了無(wú)需在轉軸上另設相應的動(dòng)密封結構，只需泵底部結合面的密封。

(4)同軸設計?？蓪㈦姍C和葉輪進(jìn)行同軸設計，由此可因聯(lián)軸器而產(chǎn)生的偏心振動(dòng)。

(5)LNG自潤滑。泵內采用的LNG自潤滑系統，在泵出口，LNG壓力較高，一小部分LNG通過(guò)平衡鼓間隙及軸承間隙流入電機腔內，又從電機腔上方經(jīng)軸承間隙流入LNG回流管，經(jīng)回流管重新進(jìn)入泵入口。該部分LNG對電機上下軸承及其他相對運動(dòng)部件起到潤滑作用，而無(wú)需專(zhuān)門(mén)的油潤滑系統。

(6)的軸向力平衡機構。

(7)氮氣密封系統。為防止LNG蒸發(fā)氣沿電纜泄漏至接線(xiàn)盒引起危險，須在接線(xiàn)盒前端設置單獨的氮氣密封系統。

(8)定位工具。為安裝的方便性及性，擁有特定的定位工具定位滾輪。

(9)起升系統。為維護及檢修方便，需要專(zhuān)門(mén)的起升系統，比如支撐纜、起升纜。

2罐內泵的參數影響

2.1葉輪直徑的影響

一般來(lái)講，葉輪直徑越小，相應地泵的總體結構也越細。泵井直徑的減小會(huì )直接導致工程造價(jià)的降低。由于一個(gè)LNG儲罐內通常不止一個(gè)泵井，有的甚至安裝備用泵井，這也就使得減小泵井直徑來(lái)提高LNG儲罐的容積，即提高其利用率有的意義。

2.2汽蝕余量NPShr的影響

同其他離心泵類(lèi)似，LNG罐內泵也有其汽蝕余量NPSHr，在運行過(guò)程中，為避免氣蝕現象的發(fā)生，泵的入口處應有足夠的壓頭，這也就說(shuō)明了LNG儲罐內的液體不能全部排空，保留有足夠高的液位。在余量的情況下，汽蝕余量越小，罐內允許較低液位高度越小，罐的容積越大，利用率越高。

3罐內泵的安裝

在整個(gè)安裝過(guò)程中，應注意不能使任何的器件掉入泵井內(可將扳手等工具通過(guò)繩索系在操作人員身上)。對于含有電子器件的部分(如頂板和接線(xiàn)盒)，應注意輕拿輕放，防止電子器件的損害。

LNG罐內泵的安裝過(guò)程大致分為6個(gè)步驟：

(1)氮氣吹掃。為安裝過(guò)程的性，首先應對泵井進(jìn)行氮氣吹掃，將N2從入口充入泵井內，使泵井內LNG排入到LNG儲罐內，停止吹掃并進(jìn)行泄壓，使泵井內壓力與外界環(huán)境壓力相同。

(2)泵的吊裝。將頂板從泵井拆離并放到支架上，重啟N2吹掃，保持泵井內N2濃度，防止揮發(fā)CH4氣體進(jìn)入大氣。將起升纜與懸臂吊滾筒聯(lián)接，靠懸臂吊將泵緩慢送入泵井。

(3)載荷切換。泵的緩慢下降過(guò)程中，與其相連的支撐纜也會(huì )隨之下降，當支撐纜卡環(huán)送至泵井口時(shí)，停止下放，插入支撐棒，依靠支撐棒及支撐纜來(lái)承擔泵的重力。然后將起升纜從懸臂吊滾筒解除。

(4)頂板安裝。將動(dòng)力電纜、儀表電纜及接地電纜分別連接到頂板相應接頭，纏繞起升電纜并安置在頂板下位置，安裝帶處有定位 器的頂板，頂板安裝后應停止N2吹掃。

(5)泵的定位。去除定位 器，將泵緩慢下移，并不斷監視支撐桿載荷變化情況，使其載荷變化曲線(xiàn)與安裝要求曲線(xiàn)一致，泵安裝良好定位，定位完成后，底閥在泵重力的作用下處于打開(kāi)狀態(tài)。

(6)終態(tài)恢復。在罐壓的作用下，儲罐內LNG重新返回泵井，泵井內蒸發(fā)氣將起吹掃作用，逐漸去除泵井內的N2。

4罐內泵的拆卸

在接收站運行過(guò)程中，不可避免地要適時(shí)對罐內泵進(jìn)行檢修及維護處理，這就需要將泵從泵井中拆除，其過(guò)程如下。

(1)電氣隔離。在泵正常運行時(shí)。整個(gè)泵井內充滿(mǎn)LNG，并地從底閥吸入，從上部排出口排出。當需要檢修維護時(shí)，切斷供電電源，使泵停止運轉。這時(shí)，由于泵井內LNG自身的重力，泵井內LNG液面會(huì )逐漸下移，直至與罐內LNG液位大致相同的位置。

(2)關(guān)閉底閥。將支撐桿緩慢向上提動(dòng)，泵上移，底閥在彈簧力作用下關(guān)閉，此時(shí)底閥恢復單向閥功能。

(3)氮氣吹掃。關(guān)閉LNG排出閥，打開(kāi)N2吹掃閥，向泵井內充入N2，在N2壓力作用下，將泵井內LNG壓入儲罐中，停止吹掃并進(jìn)行泄壓，使泵井內壓力與外界環(huán)境壓力相同。

(4)外圍移除。將外圍電氣系統拆除。

(5)頂板吊升。在拆除電氣系統且泵井內部泄壓完畢后，便可拆開(kāi)頂板連接螺栓，利用懸臂吊將頂板緩慢吊升。打開(kāi)頂板后，應打開(kāi)N2吹掃閥繼續N2通入。

(6)載荷切換。當吊升至高度，支撐纜吊環(huán)露出井口時(shí)停止吊升，用卡盤(pán)及支撐棒進(jìn)行支撐。

(7)頂板移除。拆除與頂板聯(lián)接的各電纜，將頂板移除，放置在支架上。

(8)泵的吊升。將起升纜與懸臂吊滾筒連接，緩慢吊升泵，并將隨泵提出的支撐纜及各電纜盤(pán)繞在可旋轉工具上。

(9)纜線(xiàn)移除。將泵提升至井口時(shí)停止吊升，將與泵連接的各電纜及支撐纜進(jìn)行拆除。

(10)泵的吊離。將泵吊離泵井，并豎直放置在支架上，注意在該過(guò)程中不要有泵的磕碰。

(11)封閉井口。停止N2通入，將頂板重新放回井口，并用螺栓緊固，防止氣體外泄。為了減少頂板的吊放次數，降低頂板損壞概率，可用盲板來(lái)代替頂板對泵井進(jìn)行封閉。

整個(gè)過(guò)程中，應注意不能有任何物品掉入泵井。