天然气压缩机培训手册

离心式透平天然气压缩机 (2)

1简述 (2)

2透平发动机工作原理简介 (2)

3变频启动系统 (3)

4滑油系统 (3)

5空气压缩系统 (5)

6燃料气系统 (6)

7天然气离心压缩机 (8)

8干气密封系统 (10)

9监控系统 (13)

10操作程序 (15)

11常见故障分析和处理 (23)

离心式透平天然气压缩机

1简述

对于不同的压缩机，Solar公司有不同的透平驱动方式。东方气田采用Solar公司的Taurus 70 型透平发动机。其目的是利用它的增压功能，将海底天然气从压力为 3.1MPa增压到6.75MPa，通过海底管线输送到东方终端。

本机组主要包括的系统有：

变频启动系统、空气压缩系统、滑油系统、干气密封系统、燃料气系统、监控系统等。

主要组件有：透平发动机、动力输出轴（有的配有加速齿轮箱）、离心式天然气压缩机、橇块、进、排气系统以及仪表盘等。

2透平发动机工作原理简介

东方气田透平发动机属于简单的开式循环机组：（如图）

燃料气

空气排出

以大气条件下的空气做为工作介质，一股空气连续的进入压缩机吸入端并被压缩，增压后进入燃烧室，在燃烧室被燃料燃烧并加热，温度升高，加热升压后的气体通过涡轮膨胀到大气中，气体在膨胀过程中，将压力能转化为涡轮的机械能，使涡轮获得足够的动力来驱动压缩机压缩空气，这样整个过程得到连续的循环。不过，启动时压缩机的动力来源来自起动马达。具体来讲，在用启动马达带动压缩机后，空气被压缩进燃烧室，并被送入燃烧室中的火炬头（单独由燃料气管线提供）点燃，这样燃料气和空气混合气体进入燃烧室不断被点燃，当燃烧变得自行持续时，火炬头被熄灭，只要有足够流量的压缩后的空气和燃料气，燃烧就能持续。工质在燃烧室内温度迅速上升，体积和速度迅速增加，但压力上没有变化。这样，工质通过涡轮部分膨胀，将其热能和压力能转化为涡轮的转矩能，涡轮的转动通过轴的连接带动压缩机的转动。

3变频启动系统

系统功能

启动系统是给发动机提供原始的旋转推动力帮助涡轮加速到自维持速度（通常是65%NGP）：当发动机启动后，机组预润滑计时器开始计时，计时完成后，变频器开始工作。

起先，变频器给启动马达提供低频的交流电压使其转动，随后，变频器给启动马达的频率和电压斜坡上升带动发动机组运转到吹扫速度（通常是22%NGP）。当吹扫循环完成，燃料系统便开始启动，点火成功后，启动马达加速到脱扣速度（即自维持速度），当发动机组达到脱扣速度后，控制系统使变频器失电，启动马达与发动机分离开来。部件主要包括变频器、启动马达、阻抗器等。

4滑油系统

1）系统功能描述

机组启动时，预后滑油泵首先启动，从主油箱吸入滑油增压后，由其出口压力释放阀VR902维持滑油压力在20psi，滑油再去到滑油分配器，然后滑油流向滑油供油管汇，流向齿轮箱轴承、压缩机轴承、透平发动机轴承、燃气压缩机轴承。

经过一段时间的预润滑后，发动机开始转动，发动机驱动的主滑油泵启动开始给系统提供滑油。

随着发动机速度的增加，主滑油供给的滑油也随之增加。当滑油油压增加到35psi时，预后滑油泵自动停止，主润滑油泵出口去分配器的的压力由压力控制阀PCV901及压力释放阀VR901维持在55psi左右。如果油温达到140ºF时，温控阀开启，将部分油导向水冷却器。滑油过滤器流向滑油管汇，然后供向各条支管，注入发动机和压缩机组的各个润滑点。

流向发动机前部齿轮箱的滑油给齿轮组和压缩机前轴承提供润滑，从齿轮箱流出的滑油依靠重力排向主油箱。流向压缩机轴箱和透平发动机轴箱的滑油给压缩机后轴承和发动机轴承提供润滑，润滑后的滑油收集在轴承支撑套内，依靠重力排向主油箱。

压缩机关停后，受控制系统控制，预后滑油泵自动启动，后润滑开始，给发动机轴承、齿轮、燃气压缩机轴承、燃气发生器轴承提供润滑、冷却，一般要持续55分钟。

当预后滑油泵故障时，压力开关动作，备用滑油泵启动。

2）润滑系统流程简介

◆主润滑流程

主油箱中的滑油经过滤器FS902-1后进入主润滑油泵P901进口，经泵增压后去滑油分配器，再经滑油冷却器、温控阀、双型过滤器、限流孔板后去燃气压缩机进出口端轴承、透

平发动机轴承、燃气发生器轴承和辅助齿轮箱。

◆预后润滑流程：

滑油从主油箱出来，经过滤器FS902-2后到泵进口，被预后滑油泵（AC泵）增压、压力释放阀VR902调压后，经单流阀、复式过滤器然后去压缩机轴承、透平轴承、燃气发生器轴承、辅助齿轮箱等部位。这些部位前都有过滤器，以保证油质清洁，去压缩机轴承前还有限流孔板，用来保证进入增压机轴承的滑油流量的稳定性。

◆备用泵（DC泵）润滑流程：

主油箱滑油经过滤器FS902-3过滤进入备用泵P903（DC泵）增压后，再经过滤器、单流阀后直接去燃气发生器轴承和透平发动机轴承。用于AC泵故障时，给燃气压缩机、透平发动机提供润滑和冷却。

3）设备简介及参数控制

◆主油箱R901：为系统提供滑油，接收从系统中排回的滑油。其上有温度、液位、压力

传感和开关。

◆电加热器H932：安装在主油箱底部，功率25KW，当油温低于62ºF时，电加热器自动

启用，当油温高于92Fº时电加热停止工作。主油箱油温由温度传感器RT390探测并传送。

◆主润滑油泵P901：燃气发动机驱动的主润滑油泵用来在压缩机运行时给机组提供润滑。

设计出口压力：150PSI（1035KPA），转速：2000RPM，流量：380GPM（1440LPM）。

◆预后滑油泵P902：马达驱动的预后滑油泵安装在主滑油箱的上部，用来在压缩机组启

机和停机阶段给机组提供润滑。设计操作值为：出口压力20PSI（138KPA），转速：2950RPM，流量：105GPM（397LPM）。

◆备用泵P903：用于在机组启停机、预后滑油泵故障时，给机组提供后润滑和冷却。它

由120伏直流电驱动，设计操作值为：25PSI（175KPA），转速：1800RPM，流量：30GPM （114LPM）。

◆滑油冷却器为水冷浮头式换热器。

◆滑油分配器：包括压力控制阀、温度控制阀、过滤器、压力释放阀等。

◆双型过滤器FS901: 位于主滑油管汇上，滤芯孔径10微米，包括一个三通的选择阀

VT901、两个并列的过滤器及过滤器差压传感器TPD397等。

◆限流孔板F0901，用来控制去燃气压缩机进出口轴承端的滑油流量。