天然气压缩机热力故障判断及规避策略

2018·06
综述与专论27
Chenmical Intermediate
当代化工研究
天然气压缩机热力故障判断及规避策略
＊桑薇薇1　马亮2　刘璟3　陈洪绪4
(1.宁夏石嘴山市星泽燃气有限公司 宁夏 753400)
2.中国石油长庆油田分公司第一采气厂 内蒙古 017000
3.中国石油长庆油田分公司第三采气厂 内蒙古 017000
4.中国石油长庆油田分公司第四采油厂 陕西 719000）
摘要：天然气压缩机作为天然气工业的核心机械设备，对整个天然气生产有着重要的影响。

核心设备的故障判断及规避也显得尤为重要，有力的规避故障可以使得天然气压缩机运行效率大大提高。

本文主要探讨天然气压缩机热力性能故障的判断及一些规避措施。

为将来实现生产设备节能降耗做铺垫。

关键词：天然气压缩机；设备；热力性能；节能降耗
中图分类号：T 文献标识码：A
Thermal Fault Judgment and Avoidance Strategy of Natural Gas Compressor
Sang Weiwei1, Ma Liang2, Liu Jing3, Chen Hongxu4
（1.Ningxia Xingze Gas CO., LTD. of Shizuishan City, Ningxia, 753400
2.No. 1 Gas Production Plant of Changqing Oilfield Branch of PetroChina, Inner Mongolia, 017000
3.No. 3 Gas Production Plant of Changqing Oilfield Branch of PetroChina, Inner Mongolia, 017000
4.No. 4 Oil Production Plant of Changqing Oilfield Branch of PetroChina, Shaanxi, 719000)
Abstract：As the core mechanical equipment of natural gas industry, natural gas compressor has an important influence on the whole natural gas production. Fault judgment and avoidance of core equipment are also particularly important, and powerful avoidance of faults can greatly improve the operation efficiency of natural gas compressors. This paper mainly discusses the judgment and some avoidance measures of thermal performance faults of natural gas compressors, which lays the foundation for realizing energy saving and consumption reduction of production equipment in the future.
Key words：natural gas compressor；equipment；thermal performance；energy saving and consumption reduction
前言
随着石油天然气产业的发展，天然气压缩机机组逐步扩大。

无论是在开发阶段还是增产输送阶段，天然气压缩机都已成为主要的动力设备。

以苏里格气田为例，大型天然气处理厂达6座，其中大型天然气机组将近42台。

如此庞大的天然气压缩机机组在设备管理及故障处理、维护保养上都存在极大挑战。

因此规避故障是每一个设备工作者必须研究的方向。

目前在天然气压缩机热力故障规避策略上我们一般采取数值参数对比，实机监测、计算机模拟等方法。

而在实施规避策略的同时必须要准确的判断诊断出热力故障。

因此在大范围的使用实机监测与计算机模拟技术上是不太现实的。

因此在处理热力故障方面主要还是要依靠日常维护保养规避从而降低热力故障的发生。

1.天然气压缩机一般故障
(1)设备机械故障
天然气压缩机的机械故障主要表现为异常声响、异常的设备震动、异常的设备发热。

其主要原因可能由于部分核心零件出现故障。

例如压缩机内部气阀、活塞环、活塞杆、活塞、弹簧片等部位异常。

当缸体内部积碳过多未得到解决时会导致气阀堵塞，活塞环磨损等现象的出现，从而造成设备异响。

当活塞杆活塞环等配合间隙发生异常，未能在有效范围内，此时设备可能会出现异常震动。

摩擦，润滑油变质加热，缸内积碳都是造成压缩机异常发热故障的原因。

这些由机械零部件引起的故障都可以被称作设备的机械故障。

(2)设备热力故障
热力故障主要是由于天然气压缩机在工作过程中的技术指标出现异常。

一般表现在排气量不足、排气温度不达标、排气压力等热力性能指标不达标，从而削减了天然气压缩机的工作效率。

当这些热力性能指标过低于生产正产指标时可能会造成天然气压缩机的停机，严重影响压缩机的正常使用。

而引起这些热力性能故障的原因一般在于活塞环、气阀或者冷却系统。

(3)耦合故障
耦合故障是指去除自身设备机构性能的故障，如天然气压缩机气阀故障、各类部件的磨损。

天然气压缩机在运行过程中还存在管线气体脉冲流、机组喘震、机组共震等耦合故障。

2.热力故障判断及分析
(1)较低排气量。

影响天然气压缩机排气量的原因是比较多的。

根据排气理论气量公式分析，根据压缩机吸气容积一定，设定转速一定。

当压力系数降低及温度系数降低时，排气量会有所下降。

而当出现密封不严的情况，导致泄露系数降低时，排气总量也是会降低的。

导致此种原因的因素可能是气阀密封不严、活塞环磨损严重、填料磨损严重等，进而影响排气量，造成天然气压缩机压缩比变化。

(2)级间压力异常。

压力、温度、气量的关系变化是影响级间压力不正常的原因。

假设一级级间压力正常，二级吸气容积增大，其对应的压力也逐步增大。

如果二级吸气容积降低，则对应的压力也将降低；对于温度而言也是如此，二级开始异常降低，就会导致其吸气温度降低，反之则会升高。

(3)排气温度异常。

影响排气温度的因素主要为进气温度和压缩比。

当天然气压缩机冷却系统出现故障，造成吸气温度上升，使得排气温度升高。

当吸气温度一定时，压缩比出现增大，也会造成排气温度异常升高。

一般压缩比变化是由于排气阀密封不严，热流气体反蹿进入气缸，在吸气过程中对进入气体加热，气缸内部气体受热膨，压缩比例变大。

从而导致排气温度上升，造成压缩机的故障。

3.热力故障诊断与规避策略
(1)诊断
通过实机测试与计算模拟对热力故障进行诊断。

实机测试采用对实际中运转的压缩机性能参数建立标准故障模型。

判断气阀出现故障，根据各级压比确定其故障部位，编制压比对应表，确定正常压比范围。

计算机模拟是通过数学模型建立一种热力性能参数对比，求出标准运行模型。

根据大数据推算出普遍故障因素。

根据诊断发现，大部分热力故障都是由于填料函和气阀等一些易损件损坏所造成的。

其中气阀故障占比较多，而气阀故障的直接显现原因表现为压比失调，而压比变化会导致温度异常变化。

因此我们在判断气阀故障就可以直接通过压比与温度判断。

(2)规避策略
建立健全设备管理、维护责任制度。

开展压缩机一般故障巡查检查制度。

针对性的检查压缩机各级压力、温度、排气量等工艺数值。

开展压缩机热力性能故障排查及故障机理分析。

建立数字化温控监测系统，实时监测反应天然气压缩机系统运行状况，提前预处理。

对级间压力、温度、气量重要数值做好相应记录以便对比回看时排查异常数值。

利用计算机预测分析压缩机的趋势变化，合理调整维护保养时间，避免重大故障。

配制天然气压缩机自动保护装置。

例如超温、超压、震动监测异常自动保护连锁装置的投用。

做到人
机一体监控，综合巡检巡查故障。

(3)维护管理
对天然气压缩机进行定期维护保养，制定合理的维护体制。

对于可能引发热力故障的部位制定相应维护操作程序。

制定日维护保养制，月维护保养制，季度维护保养制等。

例如在日维护保养操作程序检查中加入对压缩机冷却系统、温度传感器、空滤芯、气缸气密性等易损件的检查及保养。

在月保养制度中加入对气阀、活塞环、活塞杆等主要部件的维护保养。

在季度保养之中加入对相对稳定性高的部件检查，例如对液压缸、电机、限位装置等部位的维护及保养。

结论
通过上述的探讨，我们得出影响天然气压缩机热力故障的原因主要是压缩机温度、排气量、压力这几个参数。

因此，日常生产运行过程中重点监控这三个参数变化是有助于避免热力故障的发生。

使得天然气压缩机能够高效能的发挥自己的生产作用。

•【参考文献】
[1]杨俊杰,陈志斌.城镇CNG与LNG供气方案的经济分析[J].煤气与热力,2003,23(1).
[2]李俊山.天然气压缩机可靠性分析[D].西南石油学院, 2005.
[3]宋敏.天然气压缩机组配置优化设计[J].天然气工业,2008 (01):124.
[4]刘卫华等.往复压缩机故障诊断技术研究现状与展望.压缩机技术,1999(3).
[5]刘红星等.往复式压缩机气阀故障的振动诊断方法.压缩机技术,1996(1).
•【作者简介】
桑薇薇（1985-），女，宁夏石嘴山市星泽燃气有限公司；研究方向：天然气设备压缩机性能评价。

关于醋酐精制分离技术的探索
＊王　冲
（恒力石化(大连)炼化有限公司 辽宁 116000）
摘要：通过对羰基化合成醋酐分离技术进行试验和模拟的研究，建立在实验室基础上，采用自主研发的工艺流程，对反应产物进行精制
醋酐工艺的分离研究，结合化工模拟软件，优化分离流程，最终得到了相关的操作参数和分离过程的详细步骤。

经过实验检验证明，精馏分离工艺能够得到纯度超过98.5%的醋酸和超过99.5%的醋酐，为工业化的发展提供了可靠依据。

关键词：醋酐；软件模拟；分离技术
中图分类号：T 文献标识码：A
Exploration on Purification and Separation Technology of Acetic Anhydride
Wang Chong
（Hengli Petrochemical (Dalian) Refining CO., LTD., Liaoning, 116000）
Abstract ：Through the experimental and simulation research on the separation technology of carbonylation synthesis of acetic anhydride,
based on the laboratory, the separation research on the purification process of acetic anhydride from the reaction product is carried out by adopting the independently developed process. The separation flow is optimized by combining with the chemical simulation software, and the detailed steps of the relevant operating parameters and the separation process are finally obtained. The experiment proves that the distillation separation process can obtain acetic acid with purity over 98.5% and acetic anhydride with purity over 99.5%, which provides a reliable basis for the development of
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