沥青泵运输船装卸系统优化设计

随着我国高速公路建设的迅猛发展，作为高速公路主要原料的沥青的需求量急剧增长，而国产沥青在数量和质量上都满足不了公路建设的需要，大量沥青需从      ，   沥青的运输普遍采用   的液态运输方式，因此，液态沥青运输船这一新船种在近几年   较快的发展。装卸系统是沥青运输船的核心系统之一，沥青运输船设计是否成功，很大程度取决于装卸系统是否、、经济。本文对沥青装卸系统的设计进行讨论，拟   较理想的设计方案，为液态沥青运输船的设计提供参考。

1沥青的特性及运输要求

沥青种类繁多，主要有道路石油沥青、建筑石油沥青、石油沥青等，沥青运输船主要运输道路石油沥青。

道路石油沥青具有   的物理化学特性，在常温下呈固态或粘稠状态，其软化点(指沥青受热从固态转变为粘稠态时的温度)一般为43~55℃，改性沥青甚至高达60℃以上。要保持沥青呈液态，就将沥青加热到相应温度。液态沥青粘度大，且与温度有很大关系。

沥青的这些特性，要求液态沥青运输船在装卸和运输过程中，始终对沥青进行加热，使沥青保持   的温度，处于适宜的粘度状态，以便沥青能自由流到泵吸口并使泵处于良好的运转状态。一般要求粘度在100~200cst为宜，沥青温度应该在160℃左右。不同品种沥青，其适宜温度不同，有些改性沥青适宜温度高达175℃。因此，沥青船的装卸系统与一般油船不同，除货油管路外，还要有伴热管路、的扫线管路等。此外，还防止液货系统渗水，水与沥青接触会汽化，使沥青起泡，甚至产生爆炸。

2沥青泵组选型

沥青驳运泵组是沥青装卸系统的核心设备，它对整个系统的经济性、性、操作性起着决定性的作用。

2.1沥青泵选型

一般油船货油泵的型式有离心泵、螺杆泵、齿轮泵等。

离心泵在大型油轮上使用较多，它具有排量大、流量连续均匀、运转平稳、重量轻、结构紧凑、造价低等优点。但离心泵无自吸能力，一般不适合于粘度过大的液体，因此，不能选用离心泵作沥青驳运泵。

螺杆泵和齿轮泵均为容积式泵，具有较强的自吸能力，且适用的粘度范围较广，这两种类型的泵都可以作沥青驳运泵。

齿轮泵结构简单、廉，但振动和噪声大，一般用于低压、小流量的场合，目前仅在个别小型沥青船有应用，排量在150m³/h以下。

螺杆泵流量范围大，流量均匀、工作平稳，噪声和振动较少，适用的粘度范围较广，具有   强的自吸能力，实船运行中，曾出现过泵前真空度达0.08MPa的情况。因此螺杆泵适合作沥青驳运泵。

常用螺杆泵有单、双、三螺杆泵。单螺杆泵采用橡胶泵缸，流量小，且不能用于高温液体，三螺杆泵不宜输送含杂质的液体，价格也高，一般不选择这两种类型螺杆泵。

双螺杆泵适用介质粘度范围从1~3*106m㎡/s；其压力可达4MPa；流量范围1~2000m³/h；温度范围-15℃~280℃。因此，双螺杆泵较适合作沥青泵。双螺杆泵采用同步齿轮传动，泵的转动零件互不接触，即使短时间干转动也没有危害，可以输送含固体杂质的液体，且能汽液混输。采用双壳加热套结构型式，还可以满足沥青加热保温要求，介质畅流。

目前，双螺杆泵基本成为沥青船驳运泵的标准配置。设计时，其转速一般限制在1500r/min以下；流量按卸货时间(10~20h)要求来选取；泵的压头需根据装卸港口实际情况，经过管路阻力计算之后再确定，一般取0.8~1.5MPa。每船配2~3台沥青泵。

2.2原动机选型

沥青泵组中原动机的常见类型有柴油机、双速电机、单速电机，几种类型各有利弊。

双螺杆泵流量与压力或粘度无关，转速不变，其理论流量也不变；排出压力升高，驱动功率成比例增加，而流量变化甚微，所以，该泵不能用调节排出阀开度的大小来调节流量。

柴油机在其工作范围内，速度和功率可任意调节，以其作原动机的沥青泵组，其流量和排出压力可很方便地进行调节，因而具有操作管理方便、适应性强的特点，且启动、，运行、经济好。但柴油机初投资费用高，安装复杂，要求较大的安装空间，使其在小型船舶上的应用受到限制。

以单速电机作原动机，泵组的流量为定量，调节流量只能采用回流调节法，即通过改变旁通回流阀开度，调节主管路实际流量。只要操作得当，该系统可满足实际需要。沥青车进行灌装，效果良好。该类型泵组投资少，安装方便所需空间小，设计工况。缺点是操作管理复杂，启动要求高，要有足够的电站容量，变流量工作时，部分功率浪费于回流上，经济性较差。双速电机泵组则介于柴油机和单速电机之间。

沥青泵的材质为铸钢材质，适用于输送温度350°C以下的无腐蚀性的重油/沥青等各类在常温下有凝固性以及高寒地区室外和沥青泵工艺过程中要求保温的场合。

1、沥青泵是一种容积泵，优点是结构简单、体积小、工作平稳 、压力波动小、流量稳定、噪音低、。用于沥青库、油田、重油库和导热油蒸气加热，沥青或重油等设备配套。

2、沥青泵工作制式：分长期工作，反复短时工作和短时工作三种。常规产品均为长期工作制沥青泵，即电机线圈允许长期通电工作。对于阀门常开只有短时关闭的情况，则宜选用常开沥青泵。用在短时工作制而批量又很大时，可定制沥青泵以降低功耗。

3、沥青泵工作频率：动作频率要求高时，结构应直动式沥青泵，而电源交流。

4、沥青泵性：沥青泵属于外啮合齿轮泵，应对市场对沥青泵的需求和与传统普通沥青泵相比价格具优点，从原来齿轮泵的结构添加保温层变成现在的齿轮保温泵。使用寿命不如转子泵，但是因为使用便捷、安装方便、廉等特点，还是有很大的市场。