天然氣壓縮機性能故障與規避方法

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摘要：隨著房地產園林景觀技術的大力推廣，天然氣壓縮機性能故障與規避方法問題不斷的在天然氣壓縮機運行中出現，而在這其中新形勢下天然氣壓縮機性能故障與規避方法的發展的效果，是直接關系到天然氣壓縮機工作的最后效果的關鍵因素之一。因此，本文主要就天然氣壓縮機性能故障與規避方法中起到的作用進行分析。

關鍵詞：天然氣；壓縮機；性能故障

一、前言

如何做好新形勢下天然氣壓縮機性能故障與規避方法的發展工作，為天然氣壓縮機性能故障與規避方法的發展實現可持續發展提供堅實的安全保障，是現在天然氣壓縮機性能故障與規避方法面臨的迫在眉睫、函需解決的頭等課題。

二、壓縮機分類

1、用于天然氣的壓縮機及使用范圍作為天然氣或油田伴生氣用的壓縮機常用型式包括活塞式、離心式和螺桿式三種。

（一）離心式壓縮機用于進氣流量為14.16～6660m3/min（850～399600m3/h），離心式壓縮機的殼體分為水平剖分和垂直剖分兩種形式。對于小流量的壓縮機來說，水平剖分型可應用于壓力在5.52～6.89MPa范圍，而垂直剖分型的壓縮機壓力應用范圍比水平剖分型的要高，如油田注氣壓縮機，其壓力可以達到72.39MPa。

（二）螺桿式壓縮機，分為干式螺桿壓縮機和噴油潤滑式螺桿壓縮機兩種。噴油螺桿壓縮機的最高排出壓力可達到5MPa。

（三）活塞式壓縮機用于進氣流量約為300m3/min（18000m3/h）以下，特別適用于小流量、高排出壓力的場合。通常每一級的壓縮比為3：1至4：1，更高的壓比會引起它的容積效率和機械效率下降，還會造成壓縮機的應力過大。另外，排氣溫度也限制了壓縮比的提高，由于機械方面的原因，通常限制排氣溫度在176℃以下。

2、三種類型壓縮機的優缺點

（一）活塞式壓縮機

與回轉式壓縮機（螺桿式、離心式）相比，往復式壓縮機的結構更為復雜，維修成本高。但是往復式壓縮機的效率高，處理高壓的能力強，正是由于它的兩大優點，因此具有廣泛的應用性，尤其是在高壓和超高壓時，它的優點表現得更為突出。

（二）螺桿式壓縮機

運動部件少，取消了氣閥、填料和活塞環這類易損件，節省了更換這些零部件的停工時間；不存在往復慣性力，因此允許壓縮機在較高的轉速下運行，壓縮機結構緊湊；由于冷卻潤滑劑是連續流動的，允許的單級壓縮比要高得多；減少或消除了流體（氣體）的脈動，振動較小；可實現高轉速和高壓縮比，有助于最大限度地獲得可用的生產功率。

（三）離心式壓縮機

離心式壓縮機具有輸氣量大、運行平穩、機組的外形尺寸小、重量輕、占地面積小、設備易損件少、使用期限長、維護保養工作量少、壓縮的氣體不會被潤滑油污染等優點，所以對于那些要求氣體流量大，氣量波動幅度小，排氣壓力為中、低壓的使用場合，很適宜選用離心式壓縮機。

三、壓縮機的常見故障

曲柄連桿機構和氣缸是壓縮機最主要的運動部件，該部件在工作時包含旋轉運動和往復運動，因此，它才被稱之為往復式壓縮機。

1、天然氣壓縮機的適用性

（一）關于壓比。在實際運用中往復式壓縮機的壓比必須保持在1∶2到1∶6之間，因為，高于此區間的壓比會使壓縮機的機械效率和熱效率降低，從而導致較高的排氣溫度和機械應力。美國的壓縮機權威漢隆（Hanlon Paul）把往復式壓縮機的排氣溫度限制在180～205℃區間內。壓縮機每級增壓值不得超過7MPa，大型壓縮機控制在20 MPa范圍內，小型壓縮機最高出口壓力限制在40 MPa以下。

（一）級數與氣缸。在假定壓比相同的情況下，壓縮天然氣環節中的排氣溫度越高，越應該采取多級壓縮。但考慮到固定余隙下氣缸的壓縮比和效率，往往把低壓級調節到稍高的壓比，則更有利于天然氣壓縮機的運行。

（三）行程和轉速。低功率的情況下工作站需要行程短、重量小、速度快的壓縮機；高功率情況下一般采用行程長、重量大、速度慢的壓縮機更合適。綜上所述，如果出現與之情形不適應的情況，天然氣壓縮機就會在一定程度上發生故障。

2、壓縮機常見故障與分類

按照故障的定義，往復壓縮機的故障就是指它喪失了應達到的規定熱力性能或機械功能。除了管理職責和人為因素外，天然氣壓縮機主要存在有熱力性能故障、機械性故障和耦合故障。

（一）熱力性故障表現為壓縮機的溫度、壓力、排量等指標達不到或超越規定值。

（二）機械性故障表現為機器運行中的異常振動、噪聲、摩擦過熱等。

（三）耦合故障指除自身結構性故障（如氣閥故障、部件磨損等）外，天然氣壓縮機還存在如管線氣流脈動、機組喘振及共振等耦合故障模式。實際工作中，以上三種故障并非單獨存在而是同構且共生性的，本文的重點是從熱力性故障的角度來考察天然氣壓縮機的實際操作性。

四、天然氣壓縮機的常見故障特點

首先，天然氣壓縮機的故障具有多樣性。作為一個精密而龐大的機器設備，天然氣壓縮機的結構十分復雜，零部件繁多，也導致其故障具有多樣性。天然氣壓縮機的故障主要表現在零部件上，同一部件可能會發生多種故障，或者不同設備上的故障存在很大的關聯性。這就使得其故障具有多樣性，對于故障的診斷和判定十分困難，需要將設備的零部件進行詳細劃分，充分了解設備運行的狀態，才能及時找出故障原因并解決。

其次，天然氣壓縮機的故障具有并發性。天然氣壓縮機的工作環境較為特殊，每天的工作量十分龐大，所以易損部件非常多，而由于設備的運行需要子系統的相互協調和配合，在相互干擾之下，往往會出現多個故障同時存在的現象，所謂的“牽一發而動全身”就是這種情況。在這種情況下，對于故障原因的診斷是非常困難的，需要認真細致地對每個故障所涉及的子系統以及其中的每個零件進行分析，了解故障的內在聯系，之后對數據信息進行整理和歸納總結，尋找突破口，才能逐漸得出診斷結論。

五、主要影響因素及改善措施

壓縮機故障和最小割集進行分析后，可以找出引起該壓縮機失效的主要形式，從而獲得相應的防護措施，其主要失效因素及相應的防護措施有：

1、機械振動天然氣壓縮機自身的機械振動，是造成他失效的重要因素之一。引起振動的原因有轉子不平衡、軸承發熱、基礎不良等。對轉子重量不平衡引起的振動應作平衡校正（最好是現場平衡），熱影響比較小時，著眼于熱影響的中間點作熱平衡；而對于軸損壞和葉輪損壞，視具體情況修理零部件或更換零部件。軸承失應使用適量的潤滑油或更換軸承，防止軸承失效。壓縮機基礎不良引起的振動也分為很多種，如安裝水平面差，則用襯板進行調整.

2、溫升過高天然氣壓縮機對氣體做功以及本身運動機構摩擦產生的熱量，一部分被冷卻系統和潤滑系統帶走，另一部分被壓縮機本身的其他零部件所吸收，導致溫度過高。天然氣壓縮機最容易溫度過高發部件就是四個動力缸，起防護措施就是加快冷卻水的循環，將運動幅配合、填料密封配合等的設計適中，可以降低壓縮機運行中各個部件的溫度。

六、結束語

綜上所述，本文所提到的天然氣壓縮機性能故障與規避方法，希望可以對天然氣壓縮機的使用提供相關的參考價值。隨著天然氣壓縮機性能故障與規避方法的不斷開展，并于天然氣壓縮機性能故障與規避方法，也將成為保障天然氣壓縮機安全運行的最終目標的重要工作。

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