NPU300制氮裝置在蘇里格地區運行改造分析及效果評價

喻良++李華++袁世平++瞿斌

摘 要：此文針對NPU300HP型移動式制氮裝置在蘇里格氣田運行中情況，進行了分析，針對出現的問題，提出了排除方法和改進措施，并對改造后的效果進行了評價。

關鍵詞：制氮裝置；故障分析；改造方法；效果評價

中圖分類號：TE35 文獻標識碼：A

概述

采氣三廠搶險維修大隊目前管理的2臺NPU300HP型移動式制氮裝置，2008年5月投用，設備主要由卡特彼勒C7發動機、Sullair空壓機組、日本大洋發電機和美國MD膜制氮系統四部分組成，工作原理是由發動機驅動空壓機將環境空氣凈化、增壓，增壓后的空氣經過一系列的除水、除碳過濾和冷干后，進入膜組分離出氮氣，發電機為設備整個控制系統供電。

設備主要用于蘇里格氣田單井、集氣站以及處理廠的管線吹掃、置換和試壓。該設備設計氮氣出口流量為300m3/h（氮氣純度為95%時，海拔高度1500米），出口壓力在1.0～2.2Mpa之間，氮氣純度在95%～99%之間連續可調，主要部分技術參數如表1所示。

1 NPU300制氮裝置改造前的狀況

兩臺NPU300制氮裝置從2008年投用至改造前已運行五年，在這五年的運行中發現NPU300制氮裝置存在以下幾個問題：

一是2010年至2013年間，制氮裝置在運行中分別出現了夏季運行溫度高、地腳螺栓斷裂、柴油機下排氣孔（呼吸器）排氣量大、冬季啟機難、跑冒滴漏頻發等較大運行隱患。

二是制氮裝置出廠時均存在部分設計缺陷，主要有：整套裝置超高（加上車輛高度，整體高度為4.2m）；冷卻水、空氣管路分布不合理，互相干涉，影響操作和維修；冷卻器組不易清洗、風扇與散熱器組距離短（250mm），不利散熱；冷干機散熱器出廠設計為自然風冷式（封閉吸風式），運行時需關閉裝置所有箱門，夏季運行時導致柴油水溫過高；柴油機未安裝機油預熱裝置，冬季難以啟機；排污匯管設計不合理，不易排干，冬季易凍堵；各管路連接管卡、膠管質量差，頻繁破損、刺漏；柴油機消音器固定不合理，出現下沉現象等。

2 NPU300制氮裝置改造方法

針對NPU300制氮裝置在運行中存在的問題，從以下幾個方面的對其進行改造。

2.1 NPU300制氮裝置散熱系統的改造

2.2 將后冷散熱器移至散熱器組內，可以將外箱門打開通風，降低冷卻介質溫度，使整體散熱效果轉好。

因為冷干機通風不暢，且由于封閉吸風式散熱系統造成箱體內負壓，箱體內溫度過高，散熱效果差。由圖中可以看出設備原散熱方式為封閉吸風散熱模式。此結構主要優點是可以降低噪音，缺點是易造成箱內整體溫度高（后冷散熱器散發熱量、冷干機散發熱量全部傳到箱內），夏季柴油機潤滑油溫高，潤滑不好，易出現高溫頂缸現象，而且設備內部高分子材料易老化，維修周期變短。將后冷散熱器改至散熱器組內后，設備運行時可將箱體門全部打開，既提高冷干機散熱效果，又解決了柴油機夏季溫度高等隱患。

2.3 更換風扇葉片大小，調整風扇與散熱器組的距離。

把大小為1m的風扇更改為1.2m的風扇，增大風量；增大風扇與散熱器組距離，安裝導風罩，使散熱達到最佳效果。

2.4 NPU300制氮裝置油路上的管線的改造

改造前燃油管路過長且皆為橡膠軟管，存在安全隱患且，不易維修更換。

2.5 NPU300制氮裝置排污管線改造

NPU300制氮裝置冷干機、過濾器排污管線由于管徑太小，且無保溫措施，冬季經常出現凍堵情況。為防止此類情況再次出現，需將排污管線改為Φ12不銹鋼硬管線，增大排污量，并且在排污管線和排污罐上加裝保溫材料。

2.6 NPU300制氮裝置箱體方面的改造

2.7 NPU300制氮裝置操作平臺的改造

改造前操作門打開后阻擋操作臺通行道，不便于操作人員行走，且存在墜落風險。操作平臺過重，操作時，需要打開車廂門和操作平臺，增加了操作員工工作量。為此，可以利用卡車大箱板制造操作平臺，表面鋪鋁合金防滑板；采用抽拉式支撐結構；鋼制移動上下梯，懸掛安裝。即能方便快捷的打開操作平臺，又能減少工作量。

2.8 NPU300制氮裝置排氣筒的改造

NPU300制氮裝置發電機排氣筒、消音器在箱體內部，導致廢氣都排放在箱體內部。為此，因將發電機消音器及排氣筒改至箱體外部，進一步減小噪音。

2.9 降低NPU300制氮裝置整體高度

NPU300制氮裝置由于整個高度達到4.2M，超出國家車輛限高標準（4m），影響制氮裝置外出作業，為此應改造撬體，降低裝置高度0.2m。

3 NPU300制氮裝置改造后效果評價

3.1 NPU300制氮裝置散熱系統的改造，解決了夏季裝置柴油機水溫高報警停機的問題，改造后，柴油機水溫可以有效控制在90℃。

3.2 PU300制氮裝置加熱系統的改造，解決了冬季裝置難以啟動的問題，加裝上埃貝赫加熱裝置后，冬季開啟加熱裝置15分鐘，可以把柴油機缸套水加熱到50℃，啟機時，能一次性啟動柴油機。

3.3 NPU300制氮裝置管路的改造，一是使裝置各管路鋪設合理，不影響操作，連接管卡、橡膠軟管質量達到要求，無跑冒滴漏現象發生；二是冬季的時候排污管線能正常工作，未再次出現低溫凍堵情況；三是解決了制氮裝置燃油管路安全隱患。

3.4 NPU300制氮裝置箱體方面的改造，一是徹底解決了裝置超高的問題，使裝置能正常外出作業；二是給操作員工帶來了極大便利，減少了操作員工工作量，改善了操作員工操作壞境。

結語

我們應該總結NPU300制氮裝置的使用經驗，及時針對出現的各種問題，對設備進行改造，使我廠NPU300制氮設備可以永保活力發揮出更重要的作用。

參考文獻

[1]李樹生，萬德玉.《中高速大功率柴油機故障診斷與排除》[M].呼和浩特：遠方出版社，2003，12.endprint