天然气压缩机积碳影响分析及处理方法

天然气压缩机积碳影响分析及处理方法

＊何康　范俊杰　罗成　刘璟

（中国石油长庆油田分公司第三采气厂 内蒙古 017000）

摘要：天然气压缩机作为气田开发的重要生产设备，在油气企业中扮演重要角色。而积碳问题是长久以来活塞式压缩机的一个共性问

题。积碳的形成会严重影响压缩机的正常运行，因此对于积碳问题应当足够重视。本文通过探讨压缩机积碳成因，并结合日常生产经验从工艺系统、压缩机保养润滑、压缩机操作等方面提出预防积碳及一些必要的抑制措施，从而降低积碳的形成，减少故障率，提高天然气压缩机平稳运行效率，为气田正常生产提供强有力保障。关键词：天然气；压缩机；积碳的形成；抑制措施

中图分类号：T 文献标识码：A

Analysis and Treatment Method of Carbon Deposition in Natural Gas Compressor

He Kang , Fan Junjie , Luo Cheng , Liu Jing

（No.3 Gas Production Plant of Changqing Oilfield Branch of PetroChina, Inner Mongolia, 017000)

Abstract ：As an important production equipment for gas field development, natural gas compressor plays an important role in oil and gas

enterprises. Carbon deposition is a common problem in piston compressors for a long time. The formation of carbon deposition will seriously affect the normal operation of the compressor, so we should pay enough attention to the carbon deposition problem. This paper discusses the causes of carbon deposition in compressor, and combined with daily production experience, the paper puts forward some necessary measures to prevent carbon deposition and restrain carbon deposition from the aspects of process system, compressor maintenance and lubrication, compressor operation and so on, so as to reduce the formation of carbon deposition, reduce the failure rate, improve the stable operation efficiency of natural gas compressor and provide strong guarantee for normal production in gas field.

Key words ：natural gas ；compressor ；carbon deposition formation ；restraining measure

活塞式往复天然气压缩机是目前苏里格气田普遍采用的重点工艺设备，天然气压缩机是否正常平稳运行不仅仅关系着苏里格气田的生产供应，更关乎于生产安全。在日常生产过程中，最为常见的就是设备积碳。积碳的形成导致气阀不能正常启闭，减小气流流通面积，增加气流阻力，严重时导致活塞抱死在气缸中，更为严重会引起燃烧，压缩机燃烧发生爆炸事故。因此预防及抑制积碳形成尤为重要。

1.压缩机积碳成因

(1)油品质量

在压缩机润滑过程中，由于润滑油以滴淋形式与高压高温气体进行接触后使得润滑油氧化变质，直接附着在缸体上。其中润滑油油品的品质对压缩机积碳速率有一定影响，润滑油油质差，抗氧化安定性低，残碳值就过高。若压缩机气缸排气温度过高，导致润滑油预热后急速气化形成油雾并氧化形成氧化物，与摩擦产生的金属残渣粉末集聚在一起，附着在气缸表面，最终形成积碳。

(2)润滑油加注量

润滑油加注量的大小也是造成积碳发生的原因之一。过多的润滑油在气缸内受高温持续加热，沉积的润滑油长期在高温下不能有效雾化便发生变质。润滑油量的掌控不够准确，在少油或者缺油状态下又会导致活塞环、支撑环的磨损，严重时造成拉缸，抱缸等严重事故。

(3)气体过滤器

在吸入气体过程中，过滤器失效，不能有效的过滤掉气体内的残渣、灰尘、泥沙等固体杂质。当各类杂质进入缸内与高温加热的润滑油混合后在高温高压状态下容易形成硬质物从而堵塞气阀、油路、影响压缩机正常运行。

(4)高温高压与积碳关系

由于压缩机冷却系统工作异常，冷却效果差，不能将缸温维持在正常温度范围内。而温度和压力却是影响压缩机积碳的重要因素，温度越高，压力越高会使压缩机润滑油发生积碳现象越快。天然气压缩机压缩缸排气温度基本在100℃～ 140℃，一般润滑油在60℃左右就会开始发生碳化，每升高10℃就会加速1～2倍碳化速率。而越高的压力也会加速积碳形成，润滑油流入高压缸内，在高温高压双作用下雾化程度增强直接附着缸面，最终形成积碳。

2.积碳的危害

(1)燃烧与爆炸

较多的积碳附着在气缸及进气阀与排气阀表面上，导致进气阀排气阀开闭不严，压缩气体二次倒回气缸内进行压缩，从而致使气缸温度逐渐上升，高温促使润滑油加速氧化，形成更多的积碳。当达到积碳燃烧点时就会发生自燃现象，燃烧使积碳中的油迅速汽化，当与天然气混合后就会出现爆炸，而这种因积碳引起的爆炸对压缩机的运行是有极大的危害。

(2)异常高温

当积碳开始形成，在管道中就会出现堵塞油路，高温润滑油不能正常进入冷却回路，无法进行冷却，使得设备压缩缸体出现异常高温，而高温不仅仅加速润滑油氧化，也可出现烧瓦现象。

(3)拉缸

长时间积碳未处理使得气缸与活塞之间余隙减小，活塞运动阻力增大，压缩机功耗增加。在活塞环及支撑环上附着的积碳，会造成活塞卡死，最终可能导致气缸出现拉缸等损伤。

3.预防及积碳处理措施

(1)润滑油选型及油品质量把控