1、我国lng低温潜液泵现状 及国产化情况分析中海油广西防城港天然气有限责任公司 （538001） 江海斌 大连深蓝泵业有限公司 （辽宁 116031） 万学丽 景宏亮【摘 要】 简述了我国lng接收站、液化厂用 lng低温潜液泵的应用现状及国产化情况，并对国内 外lng低温潜液泵的技术情况进行了分析。【关键词】 lng 低温潜液泵 国产化 发 展 分析一、前言近年来，天然气在我国能源消耗中所占比重稳步 上升，天然气在世界范围也成为与石油和煤并驾齐驱的 支柱能源之一。lng（液化天然气）是目前全球公认 的清洁能源，具有节能、环保、安全、可靠和经济效益 突出等众多优点。国家“十二五”规划政策鼓励液化

　　2、天 然气开发和引进，至2012年在我国沿海城市建立了12个 lng进口接收站，总量3 500万t，相当于455亿m3天然 气，超过西气东输一线和二线管道的总量。lng潜液 泵作为lng外输的最核心设备，技术含量较高，高度 垄断在少数几家国外公司手中，设备价格昂贵。二、lng潜液泵在lng装置中的功能介绍在lng接收站、液化厂装置中，lng泵主要用于 lng的输送、装车、增压等。lng大型储罐内安装的 立式罐内潜液泵，主要用于将储罐内的lng介质增压后输送到储罐外的运输槽车，或将储罐内的lng增压 后输送到下游管线的lng增压泵进行增压后，送入汽 化器进行汽化后送入用户管网；小型lng储罐外安装

　　3、 的立式潜液泵（或电动机外置安装的立式泵），主要用 于将储罐内的lng增压后输送到槽车进行运输。目前，lng接收站主要用到的是lng储罐内安装 的立式罐内潜液泵以及储罐外安装的lng立式潜液增 压泵。小型lng液化厂中，对于小于10 000m3的储罐， 主要用到的是储罐外安装的电动机外置式的立式泵以及 带真空泵池的立式潜液泵；对于大于10 000m3的大型储 罐，主要用到的是储罐内安装的立式罐内潜液泵。三、lng潜液泵的国外技术发展情况目前，国际上能够生产lng潜液泵的厂家有日本 的nikkiso、shinko及ebara等少数几家公司。nikkiso公 司建立于1953年，从1982年以来专

　　4、门致力于低温潜液 泵的生产。nikkiso 从1982年开始为日本和亚洲市场提 供低温泵。在1987年，收购了美国j.c.carter 公司低温 潜液泵业务（除美国、加拿大和墨西哥市场）。carter 所有设计、制造、测试、开发设计资料和方法都转交给 了nikkiso。carter 公司在2000年1月正式修正其业务， 至此，nikkiso公司获得在美国、加拿大和墨西哥等市 场的销售权。cryodynamics于1973 年在加利福尼亚建54 2014年 第11期石油/化工通用机械gm in petroleum & chemical industry立，专注于潜液式

　　5、电动机和泵的设计，1984年，与世 界上最大的专业泵生产公司ebara（日本）公司合并。 1989年，正式成立ebara international cryodynamics部。 通过与ebara 结合，将低温液化气工程专有技术与ebara 离心泵专业技术良好地结合起来，成为该领域的领导 者。四、我国lng低温潜液泵的国产化情况目前，我国已经建好投用的lng接收站、液化厂 装置中，lng罐内潜液泵、lng高压潜液泵全部采用 进口nikkiso、ebara或jc cater的产品，设备价格及维 修服务费用均特别高，而且服务不及时；在国内各个 lng汽车加注站装置中，lng泵池潜液泵主要采用进 口

　　6、美国acd、法国cryostar的产品。为了打破这种技术 垄断，我国迫切地需要研制lng潜液泵。国内lng罐 内潜液泵、lng高压潜液泵、lng液力透平以及小型 液化厂用大型泵池潜液泵，大连深蓝泵业有限公司属 于国内首家进行该类型泵研制的厂家。大连深蓝泵业有 限公司一直致力于国外垄断产品的研发和创新突破，响 应国家相关部委、协会的国产化号召，积极承担国产化 研发的民族责任和义务，通过多年的研发、创新，在低 温深冷领域不断取得重要的突破，目前已在大型空分装 置、百万吨乙烯、lng接收与存储、lng液化工厂、 煤制天然气以及丙烷脱氢项目等领域逐步开始应用并取 得成功。2011年，大连深蓝泵业有限公

　　7、司与中海石油气电集 团签订联合研发协议，进行lng低温潜液泵及液力透 平的研发，现已攻克了lng低温潜液泵及液力透平的 关键技术，完成了lng低温潜液泵的系列化设计，具 备了lng低温潜液泵设计生产制造能力。20112013 年初，完成了lng中小型天然气液化工厂用lng罐外 装车潜液泵及液力透平的研制，实现了中小型天然气液 化厂用罐外装车潜液泵、潜液液力透平的国产化装机应 用，以上设备均于2013年在用户现场一次性开车成功， 各项性能参数均满足用户现场使用要求，设备易于操 作，预冷时间短、安装方便，得到了用户的一致好评。 以上设备自开车运行以来，一直无故障运行。2013年初，大连深蓝泵业有限

　　8、公司取得了国内某 丙烷脱氢项目中储罐内安装的罐内潜液泵订货，该泵与 lng罐内潜液泵在结构设计、整机配套等方面均完全相同。2013年底，成功完成了设备的工厂内低温性能试 验，在力学性能、性能参数等方面，该设备均完全满足 设计要求。为了lng低温潜液泵在出厂前用现场输送介质进 行试验，大连深蓝泵业有限公司投资1.2亿元，建设低 温试验台，该试验台可分别用lng、lpg、ln2作为介 质进行试验，试验最大流量可达3 360m3/h，功率可达 2 500kw，试验台管路设计压力可达到16.5mpa，可完 成罐内潜液泵、高压潜液泵、液力透平、泵池潜液泵及 空分装置用液氧氮氩泵的低温性能试验。鉴于大连深

　　9、蓝泵业有限公司在低温潜液泵及透平 的国产化成功应用，中海油防城港天然气有限责任公司 在其建设的防城港lng储罐项目中，与大连深蓝泵业 有限公司签订了lng罐内潜液泵的订货合同，该设备 将于2014年10月底交货，如图1、图2所示。届时，该设 备将用lng介质进行全性能试验，确保各项性能满足 用户现场使用要求，如图3所示。图1lng罐内潜液泵图2 lng储罐外泵池潜液泵图3 国产化lng潜液泵现场应用五、国产lng低温潜液泵与进口泵材料 对比国内外lng低温潜液泵在材料选择方面一致，见 表1。主体壳体类、过流部件主要选择铝合金材质，其 低温下性能稳定，传热系数大，传热快；在摩擦副选 择方面，选择

　　10、304与c93200分别作为体口环与叶轮密封 环，保证了50hbw的硬度差；在轴承的选择方面，均55通用机械2014年 第11期 池的低温潜液泵，安装简单方便，体积小，预冷时间短。对比见表2。2. 罐内潜液泵结构对比在导叶结构方面，进口泵采用轴向导叶结构，轴 向尺寸长，从而导致整个泵轴向长度加长，如图4、图 5所示。由于泵悬吊安装在泵井中，不利于泵的稳定运选择不锈钢轴承或陶瓷球轴承，由泵送介质进行润滑。表1 材料选择零件名称/类型国产lng低温潜液泵进口lng低温潜液泵壳体类a356t6，astm b26a356t6，astm b26叶轮、诱导轮a356t6，astm

　　11、 b26a356t6，astm b26叶轮密封环c93200，astm b584c93200，astm b584壳体密封环304304轴155ph，astm a564155ph， astm a564顶板304304吸入底阀304304轴承sus440c/si3n4sus440c/si3n4图4 国外进口泵图5 国产泵六、国产lng低温潜液泵与国外进口泵结构对比1. lng小型液化厂用泵结构对比目前，lng小型液化厂中，主要采用的是从国外 进口的电动机外置式的低温泵，管路系统复杂，泵安装 在冷箱中，体积大，预冷时间长，lng消耗量多。针 对此种情况，大连深蓝泵业有限公司研制出了带线、对比国产泵国外进口泵保温方面采用真空绝热泵池，保冷效果好采用冷箱+保温材料，保温效果一般密封方面无动态密封，能够实现零泄漏采用迷宫密封+n2保护方式，存在泄漏，需要单独的氮气管线， 通过控制面板来控制，漏电增多，操作复杂。转子方面电动机与泵共轴，转子尺寸小，运转更加稳定电动机与泵采用接轴方式，转子尺寸长，容易出现叶轮或平衡装 置摩擦副的拉死的现象轴承润滑采用泵送介质进行轴承润滑采用润滑脂润滑，需要定期注润滑脂电动机形式潜液电动机，介质不导电，无防爆要求，采 用泵送介质进行电动机冷却，冷却效果好外置防爆电动机，采用电动机风扇进行冷却，冷却效果不好，容 易出现电动机轴承损坏现象整体尺寸整体尺寸小整

　　13、体尺寸大，尤其是冷箱，尺寸大，占地大安装方式在真空泵池上有地脚螺栓连接孔，连接方便泵安装在冷箱中，连接复杂检修方面只需将真空泵池顶盖连接紧固件松开，吊起 泵芯即可，操作方便首先需要将冷箱中的保温材料清除，并且由于采用接轴方式，所 以在拆卸电动机时操作复杂，后将泵头吊起。整机检修操作复杂， 耗时比较长。预冷方面由于采用真空绝热泵池，因此预冷需要的时 间比较短，间歇运转时预冷需要的时间和低温 介质量比较少采用珠光砂等保温材料，保温效果一般，因此泵的预冷需要的时 间和低温介质量比较多。价格方面同等使用条件，其价格约为进口电动机外置 式低温价格的60%价格较高售后服务服务费用低，服务反应速度快，周期短

　　14、，对 用户造成的损失相对较少服务费用高，服务周期比较长，对用户造成的损失相对较高56 2014年 第11期（下转第60页）长度为130mm的伸长量，见表6。 从此表中可以看出要解决螺栓热膨胀过大和高温蠕变发生泄漏，就要优化螺栓材质，在强度符合工艺条 件时，尽量选择线低铬钼钢12.9013.5814.2214.4214.620.974 8中铬钼钢11.9012.3812.8613.0513.180

　　15、.882 2奥氏体钢17.6117.9918.3418.5818.7118.8718.971.256 0cr25ni2016.0716.1316.3316.5616.6616.9117.141.119 5五、结语烟机入口管道法兰的工况是比较恶劣的，振动、 高温使得法兰失效几率增大，所以减小振动和使用在高 温下性能较好的螺栓和垫片是解决烟机入口管道法兰泄 漏的根本方法。参考文献1 顾伯勤，时黎霞，陆晓峰.不锈钢柔性石墨缠绕垫片的高温性能研究j.石油机械，2000，28（2）：13- 16.2 陆晓峰，沈轶.高温法兰密封接头可靠性分析j.压力 容器，2007，24（9）：20-24.3 孙鸿燕，朱

　　16、志怀.石墨缠绕高温性能研究及应用j.江 西化工，1999（3）：32-33.（收稿日期：2014/07/04）（上接第56页）行；国产泵采用径向导叶结构，轴向尺寸短，整个泵长 度短，泵的重心靠下，增加了泵运行的稳定性。在泵电动机端盖设计方面，国产泵结构设计紧 凑，轴向长度短，因此，减小了整个泵的长度，从而减 小了泵在首次调试过程及正常运行起动过程中需要的液 位。由以上结构图对比可知，在导叶结构方面，进口 泵采用轴向导叶结构，轴向尺寸长，从而导致整个泵轴 向长度加长，由于泵悬吊安装在泵井中，不利于泵的稳 定运行；国产泵采用径向导叶结构，轴向尺寸短，整个 泵长度短，泵的重心靠下，增加了泵运行的稳定

　　17、性。七、lng低温潜液泵国产化的意义lng低温潜液泵的研制成功，表明国内科研机构 及制造企业完全掌握该种设备的关键核心技术，并培养了一批具有高水平、高素质的低温技术专业人才， 为lng技术持续研发和技术提升积累了宝贵经验和资 源。同时，可以大幅提升国内低温泵类设备的技术水平 和制造水。