天然气压缩机热力故障判断及规避策略
时间：2021-02-09 04:01:45 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘 要：天然气作为重要的能源，其存储和运输离不开天然气压缩机的帮助。因此，做好天然气压缩机的管理和维护尤为重要。本文对天然气压缩机进行简介，接下来详细介绍了天然气压缩机故障特点以及热力故障判断及分析，最后对规避策略做具体阐述，希望通过本文的分析研究，给行业内人士以借鉴和启发。
关键词：天然气压缩机 原理 故障类型管理维护 对策
引 言
压缩机是目前石油天然气行业的重要设备，特别是在天然气管道集输过程，压缩机起着提供压力能量的重要作用。针对低压的天然气井，必须实现压缩机的增加，才能使得天然气进入管道并进行中远距离输送。因此，提高压缩机的效率是目前热力学研究的关键工作。本文通过选用天然气集输工艺过程常用的压缩机，来模拟天然气压缩的补气过程，分析压缩机热力学过程，进一步明确压缩机的动力学特性，为压缩机的设计和优化提供理论依据。
1天然气压缩机简介
1.1压缩机的类别
天然气压缩机主要有四种类型，即往复式压缩机、离心式压缩机、轴流式压缩机和旋转式压缩机。往复式压缩机是一种广泛使用的类型，它工作得最好，有许多用途。
1.2压缩机的工作原理
在压缩机运行期间，电力将驱动曲轴旋转。曲轴的旋转将迫使连杆移动活塞，然后气缸将吸气压缩然后排气。吸气时，气缸的工作容积增加，压力降低。当压力值小于进气管中的压力值时，气体将打开吸气阀并从进气管进入气缸，直到工作容积最大且吸气阀关闭。在压缩过程中，气缸的工作容积减小，气体压力增大。吸入阀的检查功能可防止气缸中的气体泄漏，并防止排气管气体进入气缸。排气时，气缸压力持续增加。当压力略高于排气管中的压力时，气体将从气缸进入排气管并以这种方式循环。这是天然气压缩机的工作原理。
1.3结构及部件
（1）机身主体部分，机身、連杆、曲轴、十字头等，为压缩机的结构构架，起到传递动力、连接基础与其它核心部件的作用。（2）气缸部分，缸体、活塞、气动阀门、排量调节器等，作为压缩机核心部件，起到形成压缩天然气并防止压缩气体泄漏的作用。（3）其余部分，空滤器、缓冲器、分离器、安全阀、油泵管路等。
2天然气压缩机的故障特征
根据天然气压缩机的工作原理，结合一些实际故障案例，可以发现天然气压缩机具有以下故障特征：第一，故障类型多样。天然气压缩机是一种大型精密设备，结构复杂，零部件众多。许多零部可能会出现问题，这导致故障的多样化。其次，识别特定的故障部件并不容易。天然气压缩机的工作量相对较大，它们经常不得不连续运行以维持正常的生产需求。因此，内部部件相对容易磨损。整个设备的操作是在不同子系统的合作下进行的。有时，故障可能不是由单个组件的故障造成的，而是由多个组件的故障造成的。此外，一些零件在故障后可能会导致相同的现象，这也要求我们在发现故障后仔细检查和分析机器，以发现故障所在。
3低压采气过程压缩机故障分析
常见的故障有：活塞破损、连杆磨损、曲轴箱磨损泄漏等。其中活塞破损主要原因为活塞裙不匹配，导致常期运行过程活塞拉伤，使得磨蹭产生大量热量并局部变形，导致载荷变大造成活塞杆拉伤。同时也由于器械润滑效果不佳或冷却不佳，使得活塞杆散热不良好，导致活塞杆膨胀变形、硬度降低，从而运行过程磨损导致损坏。对于设备运行分析过程，一般情况下，压缩机活塞杆故障产生的主要因素如下：（1）活塞设计及制造存在一定的缺陷；（2）活塞环内含有一定量的气体，导致硬度降低，耐磨性变差；（3）压缩气体内含有部分杂质，在缸体内部高速流动过程，造成缸体内壁特别是活塞杆连接部位的磨损。因此，在采气工艺过程需要对压缩机的故障进行及时的排查，降低故障率，避免影响天然气的正常开采。
4热力故障诊断与规避策略
4.1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。
4.2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。
4.3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 语
天然气压缩机的稳定运行是安全生产的基础。应根据压缩机的工作原理和故障特征进行预防工作。最好的办法是精心管理，以便每天、每月、每季度和每年定期检查和维护压缩机，从而减少天然气压缩机的维护频率，提高生产效率，实现低消耗、高效率和高质量的运行。
参考文献：
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