LNG儲罐內泵的特點及應用淺析

1罐內泵的結構及特點

LNG罐內泵為潛液式電動泵，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滾動軸承，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，底閥處于關閉狀態，此時作用類似于單向閥，適當壓力下只允許泵井內液體進入泵井外，而泵井外液體不能進入泵井內部。當罐內泵正常安裝后，由于泵的重力，底蓋板受壓下移，會使底閥處于常開狀態，此時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：

(1)耐低溫。LNG罐內泵輸送流體介質(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)無需單獨的電機。電機與泵體做成整體，整體浸沒在LNG中，LNG在泵出口附近通過平衡機構間隙及軸承間隙進入電機內部，而后從上部返回至泵入口，定子與轉子間充盈流態LNG，既了性，又對電機降溫起了決定作用。

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

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

(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通過平衡鼓間隙及軸承間隙流入電機腔內，又從電機腔上方經軸承間隙流入LNG回流管，經回流管重新進入泵入口。該部分LNG對電機上下軸承及其他相對運動部件起到潤滑作用，而無需專門的油潤滑系統。

(6)的軸向力平衡機構。

(7)氮氣密封系統。為防止LNG蒸發氣沿電纜泄漏至接線盒引起危險，須在接線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，需要專門的起升系統，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。泵井直徑的減小會直接導致工程造價的降低。由于一個LNG儲罐內通常不止一個泵井，有的甚至安裝備用泵井，這也就使得減小泵井直徑來提高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

同其他離心泵類似，LNG罐內泵也有其汽蝕余量NPSHr，在運行過程中，為避免氣蝕現象的發生，泵的入口處應有足夠的壓頭，這也就說明了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

在整個安裝過程中，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罐內泵的安裝過程大致分為6個步驟：

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

(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CH4氣體進入大氣。將起升纜與懸臂吊滾筒聯接，靠懸臂吊將泵緩慢送入泵井。

(3)載荷切換。泵的緩慢下降過程中，與其相連的支撐纜也會隨之下降，當支撐纜卡環送至泵井口時，停止下放，插入支撐棒，依靠支撐棒及支撐纜來承擔泵的重力。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，使其載荷變化曲線與安裝要求曲線一致，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狀態。

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

4罐內泵的拆卸

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

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

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

(3)氮氣吹掃。關閉LNG排出閥，打開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，停止吹掃并進行泄壓，使泵井內壓力與外界環境壓力相同。

(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，便可拆開頂板連接螺栓，利用懸臂吊將頂板緩慢吊升。打開頂板后，應打開N2吹掃閥繼續N2通入。

(6)載荷切換。當吊升至高度，支撐纜吊環露出井口時停止吊升，用卡盤及支撐棒進行支撐。

(7)頂板移除。拆除與頂板聯接的各電纜，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繞在可旋轉工具上。

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

(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，可用盲板來代替頂板對泵井進行封閉。

整個過程中，應注意不能有任何物品掉入泵井。