LNG加氣站潛液泵常見故障原因分析及管理對策

梁剛 張麗娟 張莉

摘要：從設(shè)計(jì)、施工、液源、操作、維保等五個(gè)方面入手，分析LNG潛液泵故障原因，提出管理對策，減少LNG加氣站停業(yè)時(shí)間，降低檢維修費(fèi)用，最大限度保障氣站正常運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：LNG潛液泵;故障原因;對策

近幾年，隨新能源汽車的發(fā)展和國家環(huán)保政策的推出，LNG重卡車輛迅速增長， LNG加氣站數(shù)量不斷攀升，LNG業(yè)務(wù)迅速擴(kuò)大。LNG加氣站主要設(shè)備有儲罐、潛液泵、加氣機(jī)、PLC控制柜等。通過對采樣的25座運(yùn)營LNG加氣站數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，潛液泵故障率高，維修時(shí)間長，維修費(fèi)用高，嚴(yán)重影響LNG加氣站正常運(yùn)營。為減少LNG加氣站停業(yè)時(shí)間，降低檢維修費(fèi)用，從設(shè)計(jì)、施工、液源、操作、維保等五個(gè)方面入手，分析LNG潛液泵故障原因，提出改進(jìn)方案。

1.故障原因分析

（1）設(shè)計(jì)方面。LNG加氣站的設(shè)計(jì)日銷量一般在10～40噸，其設(shè)備按照每日運(yùn)轉(zhuǎn)8小時(shí)，不間斷加液6小時(shí)的負(fù)荷進(jìn)行設(shè)計(jì)選型。經(jīng)過對某區(qū)域運(yùn)行的加氣站進(jìn)行調(diào)查，取樣的25座LNG加氣站中，19座LNG加氣站最高日銷量超過設(shè)計(jì)日銷量，46臺潛液泵中，36臺潛液泵超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。其主要原因是LNG替代步伐加快，LNG車輛迅速增加，LNG銷量快速增大。根本原因是市場預(yù)判能力不足，LNG加氣站建設(shè)項(xiàng)目前期論證時(shí)預(yù)測銷量不準(zhǔn)確。導(dǎo)致潛液泵超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，縮短其使用壽命，增加故障發(fā)生的可能性。

（2）施工方面。取樣的25座LNG加氣站共有潛液泵46臺，其中43臺采用美國ACD TC-34潛液泵。根據(jù)《ACD潛液泵安裝、使用及維護(hù)說明書》相關(guān)要求，在泵的進(jìn)口處安裝過濾器以防止雜質(zhì)進(jìn)入泵體。實(shí)際上， 在維修潛液泵故障時(shí)，發(fā)現(xiàn)泵體中附著黑色顆粒以及有金屬雜質(zhì)、泥土。固體顆粒加速了潛液泵軸承磨損。其原因一是潛液泵自帶濾網(wǎng)過粗，未能滿足過濾液體不含有超過10微米的顆粒，潛液泵進(jìn)液口的過濾器未另行購置安裝。二是泵體密封不嚴(yán)，密封件失效。

（3）液源方面。LNG加氣站的LNG按照競價(jià)模式從4家液廠采購配送。對于LNG組成沒有規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，只有《液化天然氣的一般特性》GB/T19204-2003規(guī)定，LNG的甲烷含量應(yīng)高于75%，氮含量應(yīng)低于5%。由于不同氣源和工藝，LNG的組分大不相同，溫度從-135℃～-160℃不等。LNG中固體顆粒含量和大小的無相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。只有GB18047-2000《車用壓縮天然氣》中規(guī)定：壓縮天然氣中固體顆粒的直徑應(yīng)小于5μm。GB17820-1999《天然氣》中規(guī)定，天然氣中固體顆粒含量應(yīng)不影響天然氣的輸送和利用。由于潛液泵內(nèi)用于支撐泵的特殊滾珠軸承和電機(jī)軸是由流經(jīng)泵的液體進(jìn)行冷卻潤滑的。一是當(dāng)LNG的組分不同、溫度不同，造成液體的粘稠度不同，冷卻潤滑的效果不同。二是當(dāng)液體中固體顆粒超標(biāo)時(shí)，會加速潛液泵軸承磨損。

（4）操作方面。由于潛液泵的軸承和電機(jī)軸需要LNG冷卻潤滑，所以在啟動泵運(yùn)轉(zhuǎn)之前，現(xiàn)場造作人員必須確認(rèn)泵已完成充滿液體，確保軸承已被液體浸沒。實(shí)際上，加氣站常有儲罐液位偏低，壓力過低抽空現(xiàn)象發(fā)生，導(dǎo)致泵有空轉(zhuǎn)現(xiàn)象，由于潛液泵是靠 LNG 潤滑，長期空轉(zhuǎn)會加速軸承的磨損。以60立方的LNG儲罐為例，立式罐液位不應(yīng)低于1噸，臥式罐液位不低于2噸。

（5）維保方面。據(jù)統(tǒng)計(jì)，取樣的25座加氣站中有9座加氣站的潛液泵進(jìn)行過維修保養(yǎng)，占比36%。46臺潛液泵中有14臺進(jìn)行過20次維修保養(yǎng)，其中 2臺維修保養(yǎng)3次、2臺維修保養(yǎng)2次，10臺維修保養(yǎng)1次。按運(yùn)行時(shí)間分類：大于8000小時(shí)維修保養(yǎng)1次，占比5%; 4000-8000小時(shí)維修保養(yǎng)4次，占比20%;小于4000小時(shí)維修保養(yǎng)15次，占比75%。故障頻發(fā)，檢修維護(hù)時(shí)間間隔達(dá)不到4000小時(shí)。更換一次軸承的費(fèi)用約為4萬元，花費(fèi)較高。

2.管理對策

針對上述特點(diǎn)，加氣站在運(yùn)行過程中，應(yīng)在以下方面加強(qiáng)管理：

（1）提高加氣站建設(shè)項(xiàng)目前期論證工作質(zhì)量，準(zhǔn)確預(yù)測銷量，按銷量設(shè)計(jì)工藝，合理配備設(shè)備，避免潛液泵超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。

（2）采購設(shè)備時(shí)，確定潛液泵的品牌型號，適用范圍，正常運(yùn)行時(shí)間等，選擇合適設(shè)備，建立備品備件，適當(dāng)延長質(zhì)保期。

（3）施工過程中，所有管路在連接前，應(yīng)該檢查其內(nèi)有無雜物，并按清洗規(guī)程對管路進(jìn)行清洗脫脂，留下相關(guān)記錄。

（4）由供應(yīng)商安裝潛液泵，確認(rèn)在泵池的進(jìn)口管路上安裝合適的過濾器。檢查泵本體最終裝入泵池前，要仔細(xì)檢查泵池內(nèi)部及泵本體可見的所有內(nèi)、外表面的清潔情況，并進(jìn)行適當(dāng)?shù)那逑春蟠祾吒蓛簟８鶕?jù)加氣站工藝、加液頻率、氣源溫度等設(shè)定泵預(yù)冷時(shí)間和溫度。

（5）加氣站操作人員嚴(yán)格按照操作規(guī)程使用設(shè)備。一是確保在泵啟動前和運(yùn)行過程中，泵池的液面必須超過上軸承，即泵已完全充滿液體，減少軸承磨損。二是泵預(yù)冷到正常工作溫度后才可以啟動泵。三是根據(jù)銷售特點(diǎn)，及時(shí)申請調(diào)配LNG，避免出現(xiàn)低液位運(yùn)行現(xiàn)象。

（6）LNG加氣站的LNG應(yīng)盡可能調(diào)配同一液廠的液源。在卸液口加裝過濾閥，減少液體雜質(zhì)。由專業(yè)人員安裝潛液泵，做好密封，減少沙塵侵入。

（7）縮短維修保養(yǎng)時(shí)間間隔，由4000小時(shí)調(diào)整為2500小時(shí)，由8000小時(shí)調(diào)整為5000小時(shí)。加強(qiáng)每日、每周檢維修工作，檢查有無異常振動或噪音，檢查緊固件、指甲、閥門、管路系統(tǒng)和儀表。及時(shí)維護(hù)保養(yǎng)，延長設(shè)備使用壽命，降低維修成本。

3.結(jié)語

隨著LNG潛液泵廣泛使用，LNG潛液泵維護(hù)保養(yǎng)問題日益突出，本文對LNG潛液泵故障原因分析，提出整改措施，旨在為設(shè)備管理人員提供管理方向和方法，并供同行借鑒。

作者簡介：

梁剛（1979年06月）男，漢族，本科，中級，中石油甘肅銷售分公司，從事設(shè)備設(shè)施管理方向研究。

張麗娟（1977年11月）女，漢族，本科，中級，中石油甘肅銷售分公司。

張莉（1983年10月）女，漢族，本科，中級，哈爾濱天源石化工程設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司。