往復式壓縮機故障案例分析

楊春社，沈雁飛，王 勇，高振闖

(1.吐哈油田丘東采油廠，新疆 哈密 838009；2.吐哈油田吐魯番采油廠，新疆 吐魯番 838202)

一、概況

采油廠的壓縮機是美國GE公司生產的ES604型往復式壓縮機，由卡特皮勒生產的G3606發動機驅動，國內某公司組裝成撬。壓縮機為3級壓縮，汽缸采用水冷，工藝氣采用空冷器后冷卻方式。壓縮機用于氣舉增壓采油。將從井口來的天然氣經過初步分離，經壓縮機增壓，注入到采油井中采油。

二、故障案例背景

該油田共有4臺ES604型壓縮機，于2011年投產。運行初期，由于氣量需求較少，壓縮機處于低負荷、運轉狀態正常。到了2012年5月，隨著井口氣量需求的增加，系統壓力提高。這就需要關小壓縮機回流調節閥，增大壓縮機的排氣量來滿足現場的供氣需求。

三、現狀

當壓縮機開啟后準備帶載運行時，隨著回流閥的關小，壓縮機的各級排氣壓力及溫度快速升高。當回流閥關小到一定程度時，一二級排氣溫度持續上升，接近停車報警值。為了不停機，操作人員只能將回流閥開大，使排氣壓力降低從而降低排氣溫度，嚴重影響了油田的正常生產。

四、改進措施

1.加強運行維護

現場運行為了解決問題，維護人員首先對壓縮機的所有氣閥進行了試漏檢查，并更換了部分氣閥。之后，對1級后冷卻器進行排污，并對管束逐個檢查有無堵塞物，檢查后再用酸液清洗。

通過上述措施，未能解決一二級排氣溫度高的問題。最后采取往冷卻器上噴淋冷卻水的方法加強冷卻。同時調整回流閥開度來控制一二級排氣溫度來從根本上解決問題。

2.拆去冷卻水恒溫閥

在機組運行時使用紅外線測溫儀測量，對各個監測點的溫度進行監測，通過監測分析發現汽缸冷卻排水并不經過空冷器，而直接通過恒溫閥回到冷卻水泵的入口，使汽缸得不到應有的冷卻。通過進一步檢查發現，恒溫閥選型錯誤，本該安裝45℃的恒溫閥，實際卻安裝了64℃的恒溫閥。導致冷卻水不能進入空冷器冷卻，如圖1所示。

圖1 壓縮機汽缸冷卻水循環工藝流程圖

圖1中T1～T5是為了監測冷卻水流動走向，人為在管線上定的溫度監測點，圖1中恒溫閥結構示意圖見圖2。

圖2 恒溫閥結構示意圖

解決辦法：由于采購不到合適的恒溫閥，因此采用封堵小循環的辦法，即直接拆掉恒溫閥，冷卻水管線直接連通,同時從T3管線處斷開并用盲板封住端口。讓冷卻水一直走大循環，使汽缸冷卻水始終經過空冷器降溫。

3.調大一級汽缸的余隙

為了能更進一步降低壓縮機排氣溫度，對一級汽缸余隙進行了調整。壓縮機一級汽缸可調余隙越大，進氣時間就越短，進氣量越少。使排氣溫度降的更低。雖然調整余隙會影響壓縮機的排量，但是調大可調余隙能夠快速降低壓縮機排氣溫度，從而可關小回流閥開度，彌補排氣量的減少。另一方面，壓縮機一級汽缸可調余隙越大，一級缸的壓縮比越小，在進氣壓力不變的情況下，一級出口壓力越低，從而使得一級出口溫度越低。一級排氣溫度降低，二級進氣溫度、二級排氣溫度都會降低。通過分析，認為調整壓縮機一級可調余隙也是降低溫度的有效辦法。

處理措施：將壓縮機兩個缸的一級可調余隙由原來的10mm調整到現在的100mm。

4.微調空冷器風扇角度

詳細檢查了空冷器及空冷器冷卻風扇角度，發現幾臺機組的風扇角度普遍偏小，于是對空冷氣冷卻風扇角度做了微調。

五、改進效果

通過上述幾項措施，徹底解決了壓縮機排氣溫度高的問題。經過開機加載檢查，并對壓縮機各級進排氣溫度，回流閥開度，排氣量等運行參數進行跟蹤推測，結果表明全部達標。