改善環境對設備運行的不良影響

張書利

（吐哈油田分公司三塘湖采油廠，新疆 哈密 839008）

在天然氣的采集和輕烴回收的過程中，設備在工藝流程中的作用越來越重要。由于天然氣的加工特性和市場需求，需要設備達到“高質量、全負荷”的運行狀態。但天然氣采集地點大多是在野外，環境比較惡劣，溫度、風沙等因素對設備運轉的影響很大，所以改善設備運行環境的工作很重要。

一、紅臺集氣站設備概述

紅臺集氣站共有原料氣壓縮機五臺、閃蒸氣壓縮機兩臺、氨制冷壓縮機兩臺。根據現有的生產工藝——原料氣集中增壓、氨輔助制冷低溫分離等的要求，需運行原料氣壓縮機兩臺，閃蒸汽、氨制冷壓縮機各一臺，其生產運行過程如圖1所示。

圖1 紅臺集氣站工藝流程簡圖

紅臺集氣站日產氣64萬m3，這種情況下任一臺機組停機都會造成重大經濟損失。從圖1可以看出，原料氣壓縮機停機會導致低壓井所產天然氣無法進站而造成大量原料氣放空，不僅造成巨大的資源浪費，而且污染環境（停機1h損失氣量3 400m3，直接經濟損失7 300元）；閃蒸氣壓縮機停機會造成凝析油閃蒸罐中閃蒸出的天然氣無法回收，每天造成10 000m3的損失，直接經濟損失490元；氨制冷壓縮機停機不僅造成凝析油產量大幅下降，而且直接影響外輸天然氣管線的安全，產生重大安全隱患，尤其在冬季，這種影響尤為突出，有可能造成外輸管線凍堵，嚴重影響下游的生產和安全（停機1h損失氣量750m3，直接經濟損失1 730元）；空氣壓縮機是儀表風系統的心臟，一旦停機會造成自控系統故障，控制閥門失靈，嚴重影響安全生產，有可能造成停機（停機1h損失氣量27 000m3，直接經濟損失62 100元）。

同時對2007年8月～2008年7月間設備的非正常停機次數進行統計，總數為34次，分析結果如表1所示，可見環境溫度對設備運行的影響之大。

表1 設備故障停機頻次統計

二、溫度對設備運行的影響

1.環境溫度過高對設備的影響及對策

（1）環境溫度過高對設備的影響。以空壓機為例，該設備主要是為工藝流程的啟動儀表閥提供合適的氣源壓力。該機組在機房內每天長時間運轉，由于空冷器的熱交換及機組自身發熱會造成室內溫度明顯升高。夏季機房內的溫度一般都在65℃以上，造成吸氣溫度高，再加上壓縮所產生的熱量就很容易導致排氣溫度高而停機。高溫運行狀態下的潤滑油通過溫控閥后按設定值進入空冷器，但如果溫度過高，空冷器的換熱效果不足以使潤滑油冷卻到正常范圍內，這樣首先會提高軸承等被潤滑件的溫度，例如機殼和轉子副的溫度，而其溫度過高不僅影響排氣溫度，而且會增大二者之間的摩擦，從而減短機組壽命。進入主機腔內用于冷卻壓縮空氣的潤滑油溫過高則達不到預期的冷卻效果，造成排溫過高、潤滑油過稀，從而影響主機吸氣和排氣腔之間的密封而造成內泄漏。

2007年8月～2008年7月間中空壓機共停機七次，除去停電和機械故障造成的三次停機外，其他非正常停機都是由于排溫過高造成的。為保證設備不因高溫運行而損壞部件，該空壓機停機溫度設定值為110℃，而7～9月間是氣溫最高的三個月，在12：00～16：00機組排溫一般在100℃以上，凌晨6：00～8：00也能達到90℃以上。在這種高溫運行的狀況下空壓機非常容易出現停機現象。

（2）采取措施

①強制通風，在空壓機房增加一個軸流風機，增大室內空氣的流通量，以達到降低室內溫度的效果。

②更換設定溫度，設定較高的溫控閥。

③定期清洗空冷器翅片，降低污垢對散熱功能的影響，保持空冷器有良好的換熱效果。

④為防止潤滑油過熱導致的黏度降低甚至變質的情況，更換了黏度更高的的潤滑油。

⑤將空氣干燥塔的排氣管延伸至室外，避免熱空氣在室內循環。

⑥開門窗通風，降低室內溫度。

（3）效果分析。采取措施后，在中午14：00通過觀察，得出數據如表2所示。

表2 措施前后效果對比

從表2中看出，溫度對設備運行的影響較大，通過采取一些適當的措施，取得了明顯的效果。

2.環境溫度過低對設備的影響

（1）溫度過低對設備運行的影響。室外環境溫度過低直接影響壓縮機、空壓機等的潤滑油溫度，潤滑油溫過低會增加油品的黏稠度，使注油器的注油量減少，出現無油流停機。經調查原料氣壓縮機在2007年8月～2008年7月共停機19次，其中由于環境溫度影響所致的故障停機七次，全部發生在2007年11月～2008年1月間。

（2）采取措施：

①在設備上容易發生凍堵的管線和零件上纏繞電伴熱線及在設備安全閥、氣動球閥等處加裝保溫措施，如毛氈、石棉等，在原料氣壓縮機百葉窗全關的狀態下還在其外蓋上一層毛氈保溫。

②更換了較大功率的油加熱器，保證啟動時的潤滑油溫度。

③更換黏溫特性好的潤滑油，盡量避免無油流停機。該壓縮機所用潤滑油為NGM40，40℃時運動黏度僅為141mm3/s，傾點為-18℃，黏度指數為97。現更換為黏度指數在120～140的VHVI類潤滑油。

（3）效果分析。實施以上措施后，冬季原料氣壓縮機停機減少為兩次，有了明顯的效果。

三、風沙對設備運行的影響

紅臺地處新疆的百里風區，1年有2/3時間是大風天氣，而且年平均降水量僅有25.2mm，所以植被比較貧乏，大風便會帶起大量的沙礫和粉塵，這些沙礫、粉塵進入設備的潤滑系統使設備的磨損加大，從而減短設備的使用壽命；進入電機會嚴重磨損軸承，減短電機壽命；進入泵體會磨損軸承和機械密封；進入介質會造成介質變質，從而影響后續流程。以乙二醇循環柱塞泵為例，該泵為室外運行，受風沙影響非常明顯。其正常檢查維修周期為500h，但實際一般運行250～350h，便會出現滲漏現象。

1.原因分析

柱塞在盤根里做往復直線運動，當柱塞運動到上止點時，柱塞的大部分裸露在盤根盒外，沙礫及其他雜物吸附在柱塞上后，柱塞向下止點運動，將小的沙礫及雜物帶入盤根造成磨損，當磨損到一定程度時就會造成滲漏。

2.采取措施

（1）該泵每運行200h清理一次柱塞、盤根，并且在泵箱上加裝一個透明密封蓋板，減少沙塵進入。

（2）增加柱塞的硬度，提高抗磨損性能。現在所用的柱塞材料為45#鋼，最高硬度50HRC左右，建議更換材料為8CR13MOV，硬度可以達到58HRC，并且具有良好的抗磨損性能。

（3）改變泵箱結構，將泵箱和密封蓋板之間的連接方式改為螺栓連接，增強密封效果。

（4）使用密封效果較好的材料制作盤根，減小磨損。現選用2248芳綸復合盤根，其技術參數見表3。

表3 2201合成石墨盤根與2248芳綸復合盤根技術參數比較表

（5）對設備的潤滑油作定期檢測，發生雜質超標的情況要及時更換潤滑油。定期清洗各設備的潤滑油過濾器，防止沙礫磨損被潤滑件，延長設備壽命。

3.效果分析

采取以上措施后，該泵檢查維修周期由措施前的250～350h提高到450～500h，效果明顯。