引言：

随着全球对高粘度原油需求的增加，优化掺调工艺已成为保障生产稳定性的关键。加拿大冷湖原油由于其高粘度特性，给传统的倒罐泵系统带来了挑战。为了应对这一问题，实施了对倒罐泵的改造，旨在提升其性能并确保掺调过程的顺利进行。改造后的泵不仅显著提高了流量控制的精度，还降低了因粘度过高所导致的操作风险。这一改进方案的实施，不仅为储运事业部的正常运作提供了技术支持，也为未来类似项目的优化提供了宝贵经验。

一、冷湖原油特性及其对掺调的影响

冷湖原油具有高粘度、高含水量等特性，这些特点对原油的运输、储存及掺调工艺带来了诸多挑战。首先，冷湖原油的高粘度使得其流动性较差，尤其在常温下容易凝固，导致在储罐和管道中的流动效率大幅降低。这一问题直接影响了原油的接卸和输送，进而增加了泵的负荷。此外，高粘度还会导致泵在运转过程中面临较大的阻力，设备的磨损速度加快，甚至可能引发泵体故障。为此，必须通过加温和适当掺调工艺来降低其粘度，确保原油能够顺利流入常减压装置进行加工。

其次，冷湖原油的含水量较高，这不仅会影响原油的掺调效率，还会增加脱水处理的难度。高含水量的原油在掺调过程中可能导致物料的分层和分离，掺调比例控制不精准，进而影响常减压装置的稳定运行。因此，在接卸冷湖原油时，必须对储罐进行加温，以维持其流动性。同时，需要通过严格的脱水处理，将水分尽量降低，以避免在后续的掺调环节中影响流量调节和设备运行。

高粘度和高含水量的双重特性对冷湖原油的掺调过程提出了较高的要求。为了应对这些挑战，采取了一系列针对性的工艺改造措施。例如，倒罐泵的改造通过降低泵的最小流量，提升了设备在处理高粘度原油时的操作稳定性。此外，通过控制掺调过程中的温度、流量和压力等参数，确保了原油在高负荷运行时不会出现设备超负荷或效率降低的问题。最终，这些优化措施使得冷湖原油的掺调过程更加稳定，保障了原油顺利进入常减压装置，提升了生产效率。

二、倒罐泵改造的技术方案与实施过程

针对冷湖原油高粘度的特性，为了确保掺调过程的顺利进行，进行了倒罐泵（1721-P-0208）的技术改造。改造的核心目标是优化泵的性能，降低原油在高粘度条件下的输送难度，并提升掺调的精度和稳定性。

在具体的改造方案中，首先针对泵的叶轮进行了优化。原有的叶轮直径为∅600mm，经过分析，发现其无法有效应对冷湖原油的高粘度问题。为了增强泵的适应性，将叶轮直径切割到∅480mm，以降低泵的功率消耗并提高其处理高粘度原油的能力。叶轮的缩小能够减少泵的最小流量，从而避免在掺调过程中出现过大的波动，这一改造直接提升了泵的运行稳定性，使泵在面对流量变化时更加灵活应对。

其次，针对泵的运行电流、压力和振动等参数进行了重新校准。改造前，泵的最小流量为420m³/h，电流15.7A，压力1.23Mpa，振动较大。改造后，泵的最小流量下降至200m³/h，电流上升至30A，压力降至0.8Mpa，振动大幅降低，符合API规范要求。这些改动大大提升了泵在高负荷条件下的运行效率，也有效降低了由于高粘度原油对设备产生的磨损，延长了设备的使用寿命。

实施过程中，储运事业部与设备制造商紧密合作，在施工前详细制定了工艺处置方案、检修施工方案和改造后投用方案。为了确保施工质量和改造效果，在改造完成后，进行了多次现场测试和掺调方案的调整。测试内容包括泵的流量、压力、温度和振动等关键指标的监测，确保改造后的设备能够在实际工况下平稳运行。在多次实验后，掺调方案通过了验证，原油掺调效率得到明显提高。

改造完成后，设备立即投入生产使用，原油的掺调过程表现出显著的稳定性。在实际生产中，冷湖原油能够顺利通过改造后的泵系统进行高效掺调，且各项参数保持在安全范围内。整个改造过程不仅提升了泵的运行性能，也为后续其他高粘度原油的处理提供了宝贵经验，进一步优化了工厂整体的原油掺调工艺。

三、改造后泵性能测试与结果分析

在倒罐泵（1721-P-0208）完成改造后，进行了详细的性能测试，重点关注泵的流量、电流、压力、振动以及温度等参数的变化，以确保设备能够适应冷湖原油的高粘度特性，并在实际运行中保持稳定性和高效性。

首先，泵的最小流量在改造后显著下降。从改造前的420m³/h降至200m³/h，这一变化使得泵在处理高粘度原油时更加灵活，能够在低流量情况下稳定运行，避免了掺调过程中流量过大导致的操作不稳定。同时，改造后的泵在最小流量下的运行效率得到了提升，降低了能耗，使其更加适应高负荷条件下的持续工作。

其次，在电流和压力测试中，改造后泵的电流从改造前的15.7A上升至30A，而压力从1.23Mpa降至0.8Mpa。电流的上升是由于泵叶轮切割后，需要更多的动力来克服冷湖原油的高粘度。然而，尽管电流上升，但压力下降表明泵的运行更加平稳，泵的内部阻力得到了有效控制。这种变化减少了因高粘度引发的设备负荷过高问题，有助于延长泵的使用寿命，并降低了设备故障的风险。

在振动和温度方面，改造后的表现也大幅改善。改造前，泵的驱动端振动为1.2mm/s，非驱动端为2.2mm/s，振动较大，长期运行存在设备磨损的风险。改造后，驱动端和非驱动端的振动均降至0.8mm/s，远低于原来的振动水平，显著提升了设备的运行平稳性。同时，泵的驱动端温度从47℃升至67℃，非驱动端温度从54.1℃升至63.7℃，温度上升符合设备改造后的预期，并在安全范围内。这些变化表明，泵在应对冷湖原油高粘度时的热能消耗增加，但设备整体仍保持在可控状态下，运行稳定。

经过多次现场测试和数据分析，改造后的泵性能显著提升，特别是在最小流量和运行稳定性方面表现突出。改造后，设备成功通过了各项工况测试，满足了API规范的要求，并符合实际生产需求。设备的各项参数在运行过程中保持稳定，没有出现异常情况，表明改造后的泵能够高效应对冷湖原油掺调过程中的各种挑战。

这些测试结果显示，倒罐泵的改造不仅提升了设备的操作灵活性和运行稳定性，还降低了因冷湖原油高粘度带来的设备磨损和操作风险。改造后的泵性能更加符合高粘度原油处理的要求，为后续的生产活动提供了坚实的设备保障。

四、冷湖原油接卸与加热过程的优化措施

由于冷湖原油的高粘度和较低的初始温度，为确保接卸与掺调的顺利进行，接卸与加热过程的优化成为关键。高粘度原油在常温下流动性差，接卸时如果不进行适当的加热处理，原油的流动性将大大降低，严重影响储运效率。因此，针对冷湖原油的接卸与加热过程，采取了一系列优化措施，确保原油能够顺利输送至储罐并进行后续掺调处理。

在接卸过程中，针对冷湖原油的高粘度特性，储运事业部采取了储罐加温的措施。在接卸开始时，储罐初始温度较低，T-0111罐的平均温度为42.4℃，而船上原油的温度仅为18℃，存在较大的温度差异。为确保原油在进入储罐后不凝固，接卸过程中持续进行储罐加温。通过罐底加热，确保原油的温度在可控范围内，避免因温度过低导致原油流动性减弱。

储罐加温的过程严格按照预定方案进行。在T-0111罐的接卸过程中，从7月20日开始加热，至7月30日结束，历时212.6小时。储罐加温后的罐平均温度从42.4℃上升到37.1℃，罐底温度从42.6℃上升至38℃，尽管罐平均温度有所下降，但通过持续加热，维持了原油的流动性。同样，在T-0107罐的接卸过程中，从7月21日至7月23日的加热时长为34.3小时，罐平均温度上升2.8℃，罐底温度上升11.7℃。由于T-0107罐的原油接卸量较少，液位较低，加热速度相对较快。

针对接卸过程中可能出现的温度下降问题，采取了严格的监控措施。特别是在接卸完成后，通过持续加热，确保储罐中原油的温度维持在稳定范围内，以便为后续的掺调作业提供良好的原料条件。在罐温监控中，通过记录储罐液位和温度变化趋势，精准掌握原油的温度变化情况，并根据实际情况调整加热功率，保证储罐内温度均匀，避免局部温度过低导致的原油流动性问题。

在优化接卸和加热过程中，脱水处理也是关键环节之一。冷湖原油的高含水量会影响掺调效果，因此在接卸后进行脱水处理是必要的。T-0111和T-0107罐在接卸后共脱水106吨，通过水样分析，CODcr和氨氮含量较高，说明原油的含水较多。为了确保原油掺调时的稳定性，加热和脱水处理同步进行，进一步提高了掺调的质量。

五、掺调过程中的稳定性提升与操作风险控制

冷湖原油的高粘度和高含水特性给掺调过程带来了诸多挑战，尤其是如何在保持稳定运行的同时，控制操作风险成为了关键。为此，在掺调过程中实施了一系列技术措施和操作优化，确保掺调的稳定性和安全性得到了显著提升。

在掺调开始阶段，采用了自压掺调方式，通过控制储罐液位差和掺调调节阀开度，确保冷湖原油能够稳定进入常减压装置。自压掺调的最大掺调量约为190吨/小时，这种方法有效避免了在泵启动前出现的流量波动问题。然而，由于自压掺调的能力有限，当需要更大流量时，启动了掺调泵（P-0208）。在泵运行过程中，通过对泵出口阀门开度的精确调节，成功实现了2#常减压和4#常减压的同步掺调。2#常减压的最大掺调量达到405吨/小时，掺调比例为32.5%；4#常减压的最大掺调量为228吨/小时，掺调比例为20%。两套常减压系统的掺调量合计达到633吨/小时，大幅提升了掺调效率。

为了确保掺调过程中的稳定性，对泵的运行参数进行了严格的监控，特别是在高粘度原油处理时，泵的过滤器压差成为了重点关注的指标。测试中，发现掺调泵入口过滤器在短时间内出现压差闪跳报警，尽管持续时间较短，但说明高粘度原油在瞬间会导致滤器堵塞。为此，掺调过程中加强了对过滤器压差的监控，确保泵的运行参数在安全范围内，避免出现设备损坏的风险。

此外，掺调流量控制也是影响稳定性的重要因素。2#常减压在掺调流量接近300吨/小时时，流控阀的开度波动较大，导致掺调量波动在10-25吨之间。为应对此问题，调整了流量调节的PID控制参数，包括比例增益（PB）和积分时间（TI）值，经过多次调整，流控阀的开度趋于稳定，掺调量波动控制在10吨以内。同时，扩大量程范围至550吨/小时后，调节阀的开度波动明显减小，保持在0.5%范围内。这一调整大大提升了掺调过程的精确性，确保了掺调操作的稳定性。

另一个关键挑战是供料回流量的控制。由于3#和4#常减压供料泵尚未完全改造，在供料期间存在大量回流现象，导致实际掺调比例偏高。这不仅影响了掺调的精度，还可能对常减压装置的运行产生波动。为此，在掺调过程中，密切监控供料回流量，及时调整掺调比例，确保装置运行的平稳性。同时，加快了3#和4#常减压供料泵的改造进度，计划在改造完成后关闭供料线压控回流，从而实现更精确的掺调比例控制，进一步降低操作风险。

通过一系列技术调整和优化措施，掺调过程的稳定性得到了显著提升，操作风险也得到了有效控制。泵的运行参数、过滤器压差和流量控制的精确调节，确保了冷湖原油在高粘度情况下能够平稳掺调至常减压装置。

结语：

通过对倒罐泵的技术改造和掺调工艺的优化，有效解决了冷湖原油高粘度带来的掺调不稳定问题。泵的性能显著提升，最小流量降低后运行更加平稳，原油在高负荷条件下的输送效率得到提高。接卸与加热过程中的优化措施确保了原油的流动性，脱水处理进一步提升了掺调质量。在掺调过程中，采取了一系列控制措施来应对设备负荷和系统波动风险，实现了掺调的精准性和操作的安全性。这些改进为高粘度原油的稳定掺调提供了重要经验，保障了装置的持续稳定运行。

参考文献：

[1]张成立.道路运输罐车泄漏事故救援中的倒罐处置分析[J].山东化工,2022,51(22):189-190+193.DOI:10.19319/j.cnki.issn.1008-021x.2022.22.011.

[2]赵维超.铁水倒罐站移动除尘罩的设计[J].现代矿业,2021,37(12):258-260.

[3]李海江.压缩气体加压倒罐注气设备的设计与开发[J].山东化工,2023,52(07):182-184.DOI:10.19319/j.cnki.issn.1008-021x.2023.07.033.

[4]邵子奇.冷湖原油掺炼脱油沥青性能研究[J].石油沥青,2022,36(01):25-29.

[5]郑贵涛.三种原油混炼制备道路沥青及防水卷材技术研究[J].石油沥青,2021,35(01):67-72.