DPC-2803壓縮機典型故障分析及對策

劉建國

摘要：本文通過分析蘇里格氣田DPC-2803壓縮機運行中的典型故障，通過分析其原因，找出分析依據，提出整改措施，降低故障發生率，進而減少故障帶來的生產影響，并得出結論、提出建議。

關鍵詞：壓縮機;故障;DPC-2803;蘇里格氣田

概況

DPC-2803壓縮機是低速重型固定式天然氣壓縮機組，該壓縮機組的動力部分和壓縮機部分為對稱平衡布置，動力缸的動力通過十字頭和曲軸連桿機構傳遞給壓縮機缸作功。該機組的主要作用是對單井來氣進行集中增壓后進入集氣干線，提高外輸壓力增產氣量，降低井口及干管壓力、增加氣井生產壓差、提高氣井攜液能力并在冬季生產中降低系統壓力、防止管線凍堵具有重要的作用。而壓縮機常常因為某些原因發生故障，影響氣田生產安全，同時也會影響氣田產量，所以壓縮機運行狀況是否良好是氣田開采生產過程中的重要事項。

1 集氣站壓縮機典型故障分析

天然氣壓縮機主機主要由機體、曲軸、中體、氣缸、十字頭、活塞、活塞桿和氣閥等組成。在日常生產中由于操作或檢修維護不當，造成壓縮機故障。以下就壓縮機主機幾種典型故障著重分析并提出解決方法。

2 十字頭和滑道磨損

十字頭是連接連桿和活塞桿的零件，它把連桿的平面運動轉化為活塞桿的往復運動，在工作中承受著活塞力、連桿力和側向力等力的作用。十字頭常見故障為十字頭及滑道磨損，其引起的原因是多種多樣的，如：動力缸十字頭與滑道之間間隙過小，十字頭膨脹間隙不夠，導致十字頭與滑道粘黏，造成十字頭或者滑道的損壞。（冷車狀態間隙：動力缸十字頭與滑道間隙在0.28—0.37mm之間），有雜質或防凍液進入潤滑造成潤滑不良造成十字頭磨損，環境溫度較低時未充分暖機，在機組沒有均勻升溫的情況下，迅速加載，造成動力缸十字頭升溫較快，而十字頭滑道升溫較慢，十字頭體積膨脹，十字頭間隙迅速減小，導致十字頭無法有效潤滑，十字頭與滑道磨損拉傷等，在這里我們尤其要注意冬季啟機時必須啟用該系統預潤滑泵給潤滑油預加熱，待油溫升至20攝氏度時停止工作，此時方可啟動機組。此后按照操作規程必須充分暖機（怠速300r/min無負荷暖機）及停機熱傳遞，待油溫高于30攝氏度，水溫高于54攝氏度時方可輕載運行并逐漸加載。

2.1 預防措施

針對上述十字頭和滑道磨損主要有以下預防措施：

（1）做好潤滑油檢測工作;

（2）嚴格按冬季啟機操作規程，做好啟機前的預潤滑及空載暖機，嚴禁野蠻操作;

3 活塞積碳

檢修壓縮機組的動力缸活塞及活塞組件時，常發現缸蓋、活塞冠內、活塞環及環槽內、火花塞上有很多積碳。積碳對發動機的使用壽命、功率、零部件有很大危害，因此了解積碳成因、清除及預防措施很有必要。活塞積碳形成的原因主要包括三個方面。一是動力缸內燃燒不充分，二是潤滑有餾分重，溫度高，油量大。三是刮油環密封性不好，造成過量的潤滑油進入動力缸內參與燃燒。四是燃料氣帶液帶雜質。

3.1 危害及預防措施

由于積碳在燃燒室內形成高溫顆粒，使混合氣提前點火，造成動力缸爆震。積碳脫落形成外來磨料，使摩擦表面受到機械損傷。積碳形成在活塞環與環槽之間，減小了活塞環間隙，降低了活塞環的靈敏度，發生粘連現象，造成活塞環密失去彈性，甚至折斷活塞環而拉缸。積碳沉積在火花塞電極之間，會使火花塞發生短路引起功率下降和燃氣消耗量增大。在平時檢修時一般手工刮除法和柴油清洗兩種配合使用，同時檢查活塞加強筋有無斷裂，巴氏合金脫落情況，活塞桿直徑。預防主要有燃料氣要干凈，盡量減少帶液，帶雜質。潤滑油油品要符合技術規范，潤滑油油品中的灰分含量高是形成積碳的首要因素，如果油品不合適，長期運行將引起一系列問題。潤滑油要適當油量過大或刮油環漏油會導致過量潤滑油參與燃燒，同樣可以導致積碳。

4 氣閥故障

氣閥在壓縮機的進氣排氣通道上起單向閥的作用。進氣閥在吸氣沖程中打開，讓氣體進入氣缸，而在壓縮沖程中關閉，以防止氣體倒流回進氣通道。排氣閥在壓縮沖程中打開，被壓縮的氣體從氣缸排出，而在吸氣沖程中關閉，防止排氣道內的壓縮機氣體返回氣缸。

在日常生產運行中，經常出現的故障為氣閥損壞，其中進氣閥損壞的頻率要遠高于排氣閥，進氣閥故障主要由氣閥螺釘斷裂為主，其故障現象主要表現為：壓縮機缸排氣溫度升高。由熱力學知排氣溫度為Td=Ts?kl（k-1）式中Ts為吸氣溫度，?壓力比，k為壓縮指數，由公式可知，如進、排氣閥損壞，造成漏氣，會使Ts增加從而造成排氣溫度增加。其主要原因是在吸氣過程中，使得由活塞壓出氣缸且溫度已有升高的天然氣，沒有經過冷卻，又有部分重新竄回到氣缸內，在再一次壓縮時又一次使該天然氣溫度再一次升溫，這樣循環反復，會使氣缸的排氣溫度不斷上升。

經過分析其主要原因應歸結為產氣量不大的集氣站，機組壓力機組壓力一般不會超過1.0MPa，在外輸壓力相對較高的情況下，機組的壓力比會隨之升高，氣閥的開啟與關閉強度會隨之升高，導致氣閥螺釘損壞。其次單井多采用排水采氣助產，工藝氣中帶有粘性液體，會粘結在氣閥蘑菇以及閥面之上，使得開啟難度提高，在氣閥蘑菇與彈簧開啟的幅度難以保持一致的的情況下，就會導致氣閥面受力不均勻，導致氣閥與螺釘的損壞。

4.1 預防及處理方法

在日常巡檢中因注意排氣溫度的變化，如果某壓縮缸的排較另一缸溫度有所升高，因用測溫槍檢查氣閥蓋溫度，確定損壞氣閥的位置，停機檢查，更換相應的壞損零配件，清洗氣閥上的附著物，排出排氣緩沖罐內積液，調節壓縮機余隙，檢查緩沖罐進口錐形濾網，清除堵塞物，必要時更換錐形濾網。預防措施：及時排液，對氣閥螺釘區分安裝，不可混裝，及時更換損壞零件，避免磨損其他零配件。

（1）啟動球閥關閉不嚴，內漏造成啟動氣不斷進入馬達內，最終將驅動頭推出，導致驅動頭齒輪及滾針軸承損壞;

（2）未定期清理過濾器及保養馬達內部齒輪。

5 結論及建議

從目前來看通過上述方法可以適當延長DPC-2803壓縮機組配件的磨損周期，其經濟性評價還有待于進一步考察。在集氣站生產中，天然氣壓縮機是核心設備，在日常管理、保養和維修過程中因一定要善于總結經驗，細致深入的分析其故障原因，進而增強壓縮機的操作與維護水平。文章通過對DPC-2803壓縮機所出現的典型故障進行了研究與分析，提出針對性的改進措施，希望增強壓縮機的管理水平，推動DPC-2803壓縮機的正常運行，以期待有所幫助。

參考文獻：

[1]? DPC2803天然氣壓縮機組操作手冊

[2]? 李德祿.油氣田用往復活塞式天然氣壓縮機組使用與維護.北京.石油工業出版社，2014.6

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[4]? 陳可堅.活塞式天然氣壓縮機使用與維護.北京.石油工業出版社，2012.8