排放氣壓縮機故障分析與處理

李樂樂 范明國 薛江波 唐洪軍 口俊林

塔里木油田公司天然氣事業部 841000

排放氣壓縮機故障分析與處理

李樂樂 范明國 薛江波 唐洪軍 口俊林

塔里木油田公司天然氣事業部 841000

本文主要列舉了克拉2氣田第二處理廠引進的排放氣螺桿壓縮機在實際運行過程中出現的常見故障,分析了故障產生的原因,并詳細介紹了現場實際所采取的解決措施以及所取得的效果。

螺桿;排放氣壓縮機

引 言

目前許多國家，對在工業生產中產生的低壓天然氣，由于總量小、回收成本高等因素的影響，大多數都采用直接放空燃燒的辦法。但是隨著國際能源形勢日趨緊張，許多國家開始回收這部分天然氣。

克拉2氣田第二處理廠（以下簡稱克拉二廠）是2006年11月建成投產，采用三甘醇脫水工藝，產生的低壓天然氣主要為排放氣（三甘醇再生后的汽提氣）。克拉二廠在設計之初結合，當時的國際能源形勢，設計有兩臺排放氣壓縮機（一用一備）用于回收系統產生的排放氣。克拉二廠所引進的壓縮機為上海七一一研究所生產的LG10/－0.01～0.6型螺桿式壓縮機，在運行過程中由于控制系統故障以及其它原因,兩臺壓縮機在運行過程中均出現故障。本文結合生產實際,對故障產生的原因進行了深入的分析,并提出了相應的解決辦法。

1 排放氣壓縮機系統簡介

1.1 工藝系統介紹

克拉二廠所使用的排放氣壓縮機[1]的工藝系統在總體結構上可分為工藝氣系統、冷卻及補水系統、潤滑油系統和密封系統等四個部分。圖1為排放氣壓縮機機組工藝系統圖。

1.2 控制系統介紹

克拉二廠所使用的排放氣壓縮機的控制系統從硬件結構上來講由S7－300型、S7－200型PLC及其通信模塊、現場PLC、變頻控制器、現場各儀表和現場各輔助設備等組成。

2 故障現象與原因分析

2.1 主機啟動后無法加載

在啟運排放氣壓縮機的過程中，經常出現壓縮機無法加載的情況。主要現象為：在啟動壓縮機后，壓縮機主機以8～10Hz低頻率運行（變頻器輸出為15Hz），手動提升主機運行頻率主機，沒有任何作用，主機仍以8～10Hz低頻率運行，無法加載。

在發現上述現象以后，我們組織技術人員對現場壓縮機機組的各個可能的原因進行了一一排查。后經確認為由于機組自動噴液調節閥內漏，使得啟機前在壓縮機壓縮腔體內聚集有大量的噴淋液（在停運壓縮機時，壓縮腔體內所有液體已排盡），導致啟機時無法加載的現象。

圖1 排放氣壓縮機機組工藝系統圖

圖2 排放氣壓縮機控制系統結構圖

2.2 主機非正常卸載

在克拉二廠投運排放氣壓縮機兩個月后，壓縮機在沒有任何先兆的情況下先后10余次出現了主機發生非正常卸載現象（主機由自動變頻運行變為15Hz手動運行）。

在發生這一現象以后，我們初步判斷為控制系統故障或變頻器故障。經過系統控制邏輯確認，查明只有在變頻器向S7－200PLC發送出變頻器異常信號后，系統出于自我保護，自動卸載并以15Hz手動運行。而實際上變頻器并無異常，故判斷原因為變頻器和S7－200數據傳輸錯誤。

2.3 排氣溫度超高

在壓縮機投運后，先后多次出現了由于排氣溫度超高的情況。但是從具體的現象來講，可分為兩種：①自動噴液調節閥開度增大至100%，排氣溫度繼續上升至連鎖停機；②自動噴液調節閥突然自動關閉，中控室接受不到主機運行相關數據，排氣溫度持續上升至超高，值班人員發現后執行ESD停車。

分析導致這兩種現象不同的排氣溫度超高的原因為：第一種情況為噴淋冷卻水管路堵塞所致，后經過檢查為水過濾器前U型管路被焊渣堵塞所致；第二種情況為控制或通信系統故障所致，后檢查為S7－200通信模塊故障導致控制單元與現場執行機構失去通信連接，現場機組失控所致。

2.4 機械密封潤滑油泄漏量大

自克拉二廠投運排放氣壓縮機以后，兩臺壓縮機都存在潤滑油損耗量[2]較大的問題。經過先后兩次對壓縮機進行檢修后總結發現導致壓縮機機械密封泄漏的主要原因為：①機械密封密封面損壞；②O型圈大多數都有缺口或斷裂的現象；③在O型圈的裝配過程中，由于裝配方法不合適可能導致裝配后扭曲。

3 采取的措施及其效果評價

自2008年3月至8月克拉二廠為了解決排放氣壓縮機出現的上訴問題分別采取了如下的措施：(1) 在操作上，根據現場的實際情況和所遇到的一些問題，制定了詳細的壓縮機啟停的操作卡和操作規程，并嚴格按照執行；（2）對控制報警系統進行可有效的改進，在壓縮機出口加裝了壓變，直接進入克拉二廠DCS系統，在壓縮機現場PLC[3]和配電控制室通訊中斷現場失控的情況下，能有效的發出報警并連鎖停車；（3）改進并規范壓縮機機械密封的裝配方法，在O型圈裝配前首先用熱水對其進行加熱后裝配，防止其裝配后扭曲變形。

在相關措施實施后，克拉二廠排放氣壓縮機潤滑油消耗量僅為0.2L/天，運行狀況也一切正常。

4 結束語

隨著世界能源形勢的逐步緊張，回收在天然氣處理中產生的低壓天然氣必將成為大勢所趨，而要回收這部分天然氣最為主要設備就是螺桿壓縮機。克拉二廠在投運壓縮機后，結合現場的實際情況，制定了相應的改進措施，取得了很好的效果，保證了裝置的安全平穩運行，并為采用同內設備的廠站提供了很好的技術借鑒。

[1]邢子文. 螺桿壓縮機[M]. 機械工業出版社.2000.

[2]于福友，楊勇，鄭雪平. 水潤滑螺桿式壓縮機常見故障原因分析及解決辦法[J]. 石油與天然氣化工第5期.第35卷，2006.

[3]任雙艷 等. S7-300/400PLC原理與實用開發指南[M]. 機械工業出版社. 2008.

TQ051.3

B

10.3969/j.issn.1001-8972.2010.16.074