海洋石油的開發(fā)已為全世界所矚目，世界海洋石油的日產(chǎn)量也在逐年增長。隨著陸上石油逐漸枯竭，海上油氣的開采將會越來越重要。同時，由于開采技術(shù)的不斷提高，海洋石油的開發(fā)將不斷向深海發(fā)展。現(xiàn)在我國能源戰(zhàn)略向海洋發(fā)展的傾向，國內(nèi)三大石油公司對海洋采油平臺的投入也逐年在加大。以中海油為例，2018年已建及在建的海上平臺多達(dá)近百個。根據(jù)平臺的消防要求，每個平臺上的消防泵容量一般均在300~3000m3/h左右（包括生活用水），而以往平臺用消防泵多采用國外產(chǎn)品，從2004年國內(nèi)公司成功在墨西哥灣的PEMEX項目上應(yīng)用了柴油機(jī)驅(qū)動的立式長軸消防泵起，至今已有多套國內(nèi)公司的該類產(chǎn)品被應(yīng)用于國內(nèi)外各類海洋平臺上。從產(chǎn)品應(yīng)用的情況看基本均處于良好狀態(tài)，總結(jié)經(jīng)驗，本文想通過以下幾點來闡述立式消防長軸泵在海洋工程中應(yīng)用的技術(shù)特點。

立式長軸泵（可做為消防泵使用）

1規(guī)格種類

根據(jù)平臺發(fā)電機(jī)組的容量和平臺空間的設(shè)計，在各類平臺上對消防泵的選用也不盡相同。有以電動機(jī)驅(qū)動的立式長軸消防泵為主，配以1-2臺柴油機(jī)驅(qū)動的消防泵；也有全部采用柴油機(jī)驅(qū)動的立式長軸消防泵；還有一種方式是采用低揚(yáng)程大流量的潛水泵配以臥式加壓泵串聯(lián)使用。但由于最后一種方式對平臺空間的要求較高，現(xiàn)行設(shè)計的消防泵方案均以前兩種為主。

在規(guī)格上，消防泵的出口壓力一般均在1.0-1.1MPa左右，長度在25-30m，單臺流量在300-1200m3/h。而在結(jié)構(gòu)形式上，電動機(jī)驅(qū)動的多采用潛海水電機(jī)驅(qū)動的海水提升泵，柴油機(jī)驅(qū)動的多采用立式長軸的深井泵型式。

長軸泵進(jìn)口裝有濾網(wǎng)，開孔大小適當(dāng)，有效的防止大顆粒雜質(zhì)進(jìn)入泵內(nèi)損壞泵。葉輪采用平衡孔平衡軸向力，葉輪前后蓋板均設(shè)有可更換的密封環(huán)，保護(hù)葉輪和導(dǎo)葉體。長軸泵中間軸和揚(yáng)水管為多節(jié)，軸采用螺紋聯(lián)軸器或者套筒聯(lián)軸器聯(lián)結(jié)，揚(yáng)水管數(shù)量可根據(jù)用戶需要增減，適應(yīng)不同的液下深度。葉輪和導(dǎo)葉體可以為單級，也可以為多級，適應(yīng)不同揚(yáng)程要求。長軸泵揚(yáng)水管采用法蘭聯(lián)結(jié)，相鄰2節(jié)揚(yáng)水管之間有導(dǎo)軸承體，導(dǎo)軸承體和導(dǎo)葉體上均裝有導(dǎo)軸承。殘余軸向力和轉(zhuǎn)子部分的重量可由電機(jī)支座內(nèi)的推力軸承承受或者帶推力軸承的電機(jī)承受，推力軸承采用合適的潤滑形式。#長軸泵#

2材料要求

根據(jù)海水對金屬材料腐蝕的特點，在接觸介質(zhì)部分的零部件材料選擇上一定要符合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計要求。在API610的附錄G“材料等級選用指南”中雖然對海水應(yīng)用沒有明確應(yīng)該使用何種等級的材料，但從其它應(yīng)用場合參考，如鹽水等是明確了選用D-1或D-2級的材料。由API610附錄表H中可查得D-1和D-2材料分別對應(yīng)的是雙相不銹鋼和優(yōu)質(zhì)雙相鋼。由于海水腐蝕的特點是晶間腐蝕和孔蝕，而雙相鋼的特點就在于良好的晶間結(jié)構(gòu)及耐孔蝕性能，并且有比其它不銹鋼更高的耐氯化物應(yīng)力腐蝕性能。因此在該類產(chǎn)品中選擇雙相不銹鋼作為泵軸、葉輪、泵體及揚(yáng)水管的材料是最具性價比的。

3防沙結(jié)構(gòu)

有些海域的海水含沙量都較大。這就造成當(dāng)泵組運(yùn)行時，大量夾砂海水會對泵軸及泵軸承產(chǎn)生磨損破化，縮短以上部件的使用壽命。因此在上述海域使用的泵需要用一種防沙結(jié)構(gòu)來避免該種破環(huán)。

在NFPA20中，對立式長軸消防泵做了兩種結(jié)構(gòu)的規(guī)定：水潤滑開式軸和油潤滑閉式軸，標(biāo)準(zhǔn)中闡述的選擇原則是在當(dāng)泵安裝平面與水面相距15.3m以上時宜選擇油潤滑的閉式軸結(jié)構(gòu)。這不僅考慮了由于水位較低時，泵上部軸承位的潤滑問題，但同時這種結(jié)構(gòu)也解決了含沙海水對軸系部件的磨損破壞。

當(dāng)采用油潤滑閉式軸結(jié)構(gòu)時，水泵的泵軸和軸承部位均被密閉在護(hù)管中，與海水不接觸，而潤滑油也充滿在護(hù)管中，并在水泵上方布置了加油裝置。這就有效地解決了防沙保護(hù)、長軸潤滑等問題。#長軸泵#

4防海生物

在我國的南海及東海海域，由于溫度等原因，海洋附著生物的生長非常頻繁和迅速，一旦設(shè)備下到海水中，沒有及時啟用防海生物裝置，其在海水消防泵濾網(wǎng)及進(jìn)水口處的附著嚴(yán)重影響了設(shè)備的運(yùn)行。針對這種嚴(yán)重危害，必須采用一種有效的防海生物生長的措施。

目前較為成熟且為廣泛應(yīng)用的方法主要有3種：①電解海水防污染法，即采用次氯酸鈉發(fā)生器防污染法；②電解銅、鋁陽極防污染法；③電解海水和電解銅、鋁聯(lián)合防污法?，F(xiàn)在比較成熟和方便的方法選用電解銅鋁防海生物的方法，通過銅陽極在海水中電解，產(chǎn)生微量銅離子，鋁電解后生成少量氫氧化鋁絮狀物，海水帶著這種高黏性的絮狀物從系統(tǒng)中通過時，絮狀物就散布開來，黏在海生物幼蟲可能棲生的海水流的較緩慢的區(qū)域，慢慢的這些絮狀物附著在海水管系內(nèi)壁上，在整個系統(tǒng)中形成一層很薄的保護(hù)層，從而防止海生物附著及海水腐蝕的雙重作用。

以上幾種方法都必須在消防泵上添加相關(guān)的部件，如噴射環(huán)、電極安裝架，電纜固定夾等。不僅如此，為控制次氯酸鈉或銅離子在泵濾網(wǎng)處的濃度，有效防治海洋附著生物的生存，必須防止海水浪涌沖淡藥水。在海洋平臺的消防泵安裝時，一般均采用了外加護(hù)筒的安裝型式。這樣不僅達(dá)到了防止海浪的浪涌對懸臂安裝的立式長軸消防泵的影響，也方便了對消防泵濾網(wǎng)及進(jìn)口處的海生物的生存，必須防止海水浪涌沖淡藥水。在海洋平臺的消防泵安裝時，一般均采用了外加護(hù)筒的安裝型式。這樣不僅達(dá)到了防止海浪的浪涌對懸臂安裝的立式長軸消防泵的影響，也方便了對消防泵濾網(wǎng)及進(jìn)口處的海生物防治措施。

5防凍

有些近海平臺會出現(xiàn)海面結(jié)冰的現(xiàn)象。一旦該現(xiàn)象發(fā)生在泵體內(nèi)部，將嚴(yán)重影響消防泵的運(yùn)轉(zhuǎn)，甚至?xí)?dǎo)致泵體內(nèi)部的損壞。為保證嚴(yán)冬季節(jié)消防泵能正常投入運(yùn)行，一般均需在接近水面及水面下一定距離的揚(yáng)水管上加裝上加熱裝置。并且該加熱裝置的設(shè)計需要考慮到加熱功率、電氣防水、加熱器部分的保溫及溫控等各方面的技術(shù)要求。特別是選用加熱器功率的計算方面，必須在所需伴熱管線內(nèi)的水的溫升所需功率、所需保溫的管線溫升所需功率、保溫管線的熱損失等三方面全面考慮。根據(jù)當(dāng)?shù)厮馁Y料、預(yù)警時間及高溫報警值計算出所需加熱裝置的功率。#長軸泵#